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user: 3. 结果与分析 3.1. 各指标的相关性分析 以石膏作用后碱化度为因变量，其它指标作为自变量，运用SPSS软件Pearson相关分析，可以得到如下各变量之间的相关系数，见表1。 分别用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O代表石膏作用后碱化度、石膏溶解率、石膏残留率、石膏渗漏率、石膏转化率、石膏与碱性盐作用量、石膏与交换性K + + Na作用量、石膏与交换性Mg作用量、Ca 2+ /Mg 2+ 、K + + Na + /Ca 2+ + Mg 2+ 、Mg 2+ /K + + Na + 、Ca 2+ /K + + Na + 、通量、灌水至渗出的时间、渗出液体积。 Table 1 Table of correlation coefficients of each variabl A B C D E F G H I J K L M N 0 A 1 −0.3 0.27 −0.37 −0.1 0.57 −0.55 −0.08 −0.66 0.44 −0.37 −0.63 −0.33 0.51 −0.22 B 1 −0.97 0.75 0.72 −0.23 0.3 0.62 0.53 −0.64 0.42 0.47 0.66 −0.55 0.53 C 1 −0.76 −0.72 0.23 −0.21 −0.62 −0.55 0.68 −0.46 −0.5 −0.73 0.6 −0.56 D 1 0.25 −0.51 −0.01 0.23 0.85 −0.64 0.58 0.83 0.76 −0.69 0.5 E 1 0.16 0.43 0.76 0.09 −0.42 0.2 0.02 0.24 −0.16 0.41 F 1 0.25 0.18 −0.64 0.61 −0.58 −0.66 −0.59 0.78 −0.18 G 1 0.38 0.06 −0.09 −0.06 0.04 −0.11 0.03 0.08 H 1 0.15 −0.61 0.37 0.11 0.2 −0.17 0.47 I 1 −0.64 0.51 0.89 0.69 −0.7 0.4 J 1 −0.77 −0.63 −0.58 0.69 −0.53 K 1 0.62 0.31 −0.52 0.54 L 1 0.58 −0.65 0.57 M 1 −0.85 0.24 N 1 0.15 O 1 表1. 各变量相关系数一览表 从表中可见，石膏作用后碱化度与石膏与碱性盐作用量、灌水至渗出的时间(小时)呈中度正相关；与石膏与交换性K + + Na + 作用量、Ca 2+ /Mg 2+ 、Ca 2+ /K + + Na + 呈中度负相关，相关系数分别为0.571、0.506、−0.554、−0.657、−0.626，其波动规律见图1所示。其他指标均与石膏作用后碱化度呈现相关性，可用于下文的推理分析。 3.2. 石膏溶解效率的对比与分析 现以60 cm处理为例(见表2)，介绍石膏的溶解效率。 1) 石膏的溶解 根据计算，原土中的 SO 4 2 − 全部以Na 2 SO 4 的形式存在。而在滤液里若有超过该量的 SO 4 2 − ，是由石膏溶解和反应而来。由表2可以看出，A > B > C。 2) 石膏的残留 石膏的残留量可以用石膏施入量减去滤液中石膏溶解量求得，C > B > A。 3) 石膏的渗漏 由滤液中计算出来的CaSO 4 ，未与碱性物质发生化学反应，其含量就是石膏的渗漏损失量。 A处理的渗漏损失量为11.59 me，占石膏施入量的17.03%。B、C处理的渗漏损失为0。 4) 交换性镁与石膏的化学作用 在原始土壤溶液中没MgSO 4 ，但滤液中出现了大量的MgSO 4 。这其中一部分是与Mg(HCO 3 ) 2 作用生成的，另一部分是与交换性镁作用生成的。 各种处理被交换性镁消耗的石膏量排序为A > B > C。 5) 交换性钠与石膏的作用 图1. 石膏作用后碱化度与5个相关指标的变化趋势图 Table 2 The transformation parameters of gypsum in each treatment filtrat 处理 代号 石膏溶解量(cmol)、溶解率(%) 石膏残余量(cmol)、残留率(%) 石膏渗漏量(cmol)、渗漏率(%) 石膏转化量(cmol)、转化率(%) 石膏与碱性盐作用量(cmol) 石膏与交换性K + + Na作用量cmol 石膏与交换性Mg作用量(cmol) 石膏作用后碱化度(%) 60A-a 5.819/85.52 2.640/38.80 0.665/9.77 5.154/48.57 0.534 3.683 0.936 16.11 60A-b 6.408/94.19 0.395/5.81 1.159/17.04 5.249/77.15 0.534 3.474 1.241 18.04 60A-c 5.701/83.79 1.103/16.21 2.090/30.72 3.611/53.07 0.534 1.825 1.251 33.27 60B-a 2.494/36.68 4.310/63.32 0/0 2.494/36.68 0.534 1.960 0 32.03 60B-b 4.166/61.23 2.638/38.77 0/0 4.166/61.23 0.534 2.464 1.167 22.76 60B-c 4.549/66.86 2.255/33.14 0.393/5.78 4.156/61.08 0.534 0.284 1.515 47.50 60C-a 0.814/11.96 5.990/88.04 0/0 0.814/11.96 0.534 0.28 0 47.54 60C-b 1.954/28.71 4.850/71.28 0/0 1.954/28.71 0.534 1.420 0 29.32 60C-c 2.988/43.92 3.816/56.08 0/0 2.988/43.92 0.534 1.841 0.612 33.11 表2. 各处理滤液中石膏的转化参数 用滤液中的Na 2 SO 4 数量，减去原土含有的Na 2 SO 4 数量，再减去Na 2 CO 3 、Na(HCO 3 )与石膏作用生成的Na 2 SO 4 ，剩余的Na 2 SO 4 就是石膏与交换性钠作用后生成的Na 2 SO 4 。由表2可以看出，A > B > C。说明A处理的碱化度最低，改良效果最好。 6) 三种处理对下渗通量的影响 原土壤的通量为0.078 mm/小时，经过改良后A处理的通量为4.97 mm/小时，B处理的通量为3.30 mm/小时，C处理的通量为1.41 mm/小时，显然A > B > C。说明经过改良后，土壤胶体发生凝聚，极大地加快了下渗水流的通量。下渗通量的差别与改良效率相一致。 3.3. 石膏的施用方式对改良效果的影响 比较不同的石膏施用量和施用方式的改良效果，见表2数据。 1) 将定量石膏施在碱化土壤表面的系列处理 此处理的石膏不与土壤混合，其改良能力全靠上部灌溉水分的溶解，各处理石膏的溶解量(20 cm > 40 cm > 60 cm)很少，但其渗漏量(60 cm处理、40 cm处理没有渗漏)、交换性镁消耗石膏的数量都很小，导致它的转化量大，脱碱率高，随着时间的延续，改良效果理想 [ 10 ] 。 2) 石膏-土全部混匀的土柱系列 取不同深度的碱化土与石膏混匀制成石膏-土混匀柱 [ 11 ] ，对石膏的利用很充分，石膏的溶解量大、转化量大、改良碱化土壤的效率高、经过改良后土壤的碱化率低。尤其是0~20 cm石膏已经消耗完毕，但是碱化度依然很高；60 cm柱长处理的综合效果虽然最好，但其渗漏损失量多，脱出的交换性镁也比较多；40~60 cm的脱碱效果最好。 3) 石膏与土柱上部20 cm混匀的系列 20 cm这一处理 [ 12 ] 石膏的溶解率高，改良后土壤的整体碱化度最低但渗漏损失率也最大；60 cm这一处理石膏的溶解率相对较高，改良后碱化度不是很高，没有渗漏损失，改良后土壤的整体改良效果相对较好；40 cm这一处理石膏的溶解率最低，再加上渗漏损失一部分，改良后碱化度最高，改良效果相对其他二者来说是最差的。 3.4. 灌水量对改良效果的影响 依据计算，供试地区石膏需求量达到每亩地1000~3000公斤，如果按石膏在蒸馏水中的溶解度(2克/升)来看，要把这些石膏全部溶解掉就需要灌水500~1500方。如此大的水量会迅速地抬高地下水位，即使得到改良的碱化土壤也会重新发生返盐，导致再度碱化。因此改良过程中的灌水量仍需进一步研究。 1) 0~60 cm柱长的效果比较 从溶解量来看，B处理的效果是灌水量小时转化量大。从施入量的转化率来看，A处理的灌水量为b处理时，转化率大；B处理和C处理是灌水量大时转化率也大。 2) 0~40 cm各柱长的改良效果比较 对于A处理，灌水量越多其改良效果越差。而B、C处理的改良效率大致随着灌水量的增加而增加，处理的改良效率与灌水量无多大的影响。 从交换性钠消耗的石膏数量看，A处理是在灌水量小的情况下交换性钠的消耗石膏量大；B、C处理是灌水量大交换性钠的消耗石膏量也大，相应地，碱化度随着灌水量的增加而减少，但是二者之间并不成比例。 3) 0~20 cm各柱长的改良效果比较 从石膏的溶解量 [ 13 ] 来看，A处理中b、c两种灌水量对石膏的溶解率都将近100%，石膏溶解数量与灌水量的成倍增加没有关系；B处理中石膏的溶解数量受灌水量的影响比较明显；C处理中石膏的溶解数量受灌水量的影响更为明显。B、C处理的改良效率大致随着灌水量的增加而增加。 从交换性钠消耗的石膏数量看，A处理是在灌水量小的情况下交换性钠的消耗石膏量小；B、C处理是灌水量大交换性钠的消耗石膏量也大，相应地，碱化度随着灌水量的增加而减少，但是二者之间并不成比例。 对于B处理和C处理的改良效率大致随着灌水量的增加而增加。A处理是刚开始随着灌水量的增加其改良效率也增加，然后趋于恒定。 3.5. 改良季节的影响 对比两种季节各处理的石膏效率问题，发现石膏的溶解率夏季的普遍比冬季的高，各处理中被石膏改良后土壤的碱化度一般也是冬季比夏季的高，这定量地说明了改良的最适宜季节应该选择在夏季。