Effects of magnetized ionized water and Bacillus subtilis on water and salt transport characteristics and ion composition in saline soil

Abstract

Magnetized ionized water and Bacillus subtilis are essential for enhancing soil salinity leaching and improving soil structure. To explore the combined effects of magnetized ionized water and B. subtilis on water–salt transport in saline soil, a one-dimensional vertical infiltration experiment was conducted. This study evaluated the soil water and salt distributions, infiltration model parameters and composition of exchangeable base ions with magnetized ionized water (M) and nonmagnetized-ionized water, alongside varying amounts of B. subtilis [B0 (0%), B1 (1.5%), B2 (3.0%), B3 (4.5%), B4 (6.0%)]. The results showed that magnetized ionized water increased the infiltration volume and wetting front depth. As the application amount of B. subtilis increased, the changes in these two indicators initially increased but then decreased. The sorptivity parameter (S) mirrored this trend, whereas the shape coefficient (α) showed the opposite pattern. Compared with the B0 treatment, the MB1 treatment increased the 0–20 cm soil water content by 14%, decreased the salt content by 13% and improved the desalination rate by 98%, with the efficiency increasing by 62%. Moreover, the total exchangeable base ions increased, with the highest (Ca2++ Mg2+) and lowest Na+ contents observed under B1. MB1 notably enhanced infiltration and water–salt transport, demonstrating significant desalination effects.

Résumé

L’eau ionisée magnétisée et Bacillus subtilis sont nécessaires pour mettre en valeur le lessivage de la salinité du sol et améliorer sa structure. Pour explorer les effets combinés exercés par l’eau ionisée magnétisée et par B. subtilis sur le transport eau-sel dans un sol salin, une expérience d’infiltration verticale unidimensionnelle a été menée. Cette étude a fait l’évaluation de la distribution de l’eau et des sels du sol, des paramètres du modèle d’infiltration et de la composition des ions de base échangeables avec de l’eau ionisée magnétisée (M) et de l’eau ionisée non magnétisée, ainsi que des quantités variables de B. subtilis [B0 (0%), B1 (1,5%), B2 (3,0%), B3 (4,5%), B4 (6,0%)]. Les résultats ont montré que l’eau ionisée magnétisée augmentait le volume d’infiltration et la profondeur du front mouillant. À mesure que la quantité d’application de B. subtilis augmentait, les changements de ces deux indicateurs ont d’abord augmenté, puis diminué. Le (S) paramètre (S) de sorptivité reflétait cette tendance, tandis que le coefficient de forme (α) montrait la tendance inverse. Par rapport au traitement B0, le traitement MB1 a augmenté la teneur en eau du sol de 0 à 20 cm de 14%, diminué la teneur en sel de 13% et amélioré le taux de dessalement de 98%, l’efficacité augmentant de 62%. De plus, le total des ions de base échangeables a augmenté, les teneurs les plus élevées (Ca2++ Mg2+) et les plus faibles en Na+ étant observées sous B1. MB1 a considérablement amélioré l’infiltration et le transport eau-sel, ce qui a démontré des effets de dessalement importants.

Irrigation and Drainage, EarlyView. Read More

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