脫硫石膏對(duì)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量的影響研究

劉云超，李躍進(jìn)

（1.赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

脫硫石膏對(duì)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量的影響研究

劉云超1，李躍進(jìn)2

（1.赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用室內(nèi)模擬的方法，利用改良劑——脫硫石膏對(duì)海流園區(qū)堿土及內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)校園農(nóng)場(chǎng)土壤(非堿化土壤)的pH值和水溶性有機(jī)質(zhì)含量的影響進(jìn)行了研究.結(jié)果表明：施用改良劑后，土壤pH值顯著降低，對(duì)堿土水溶性有機(jī)質(zhì)的影響呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)；施用時(shí)間越長(zhǎng)，改良效果越明顯.改良劑對(duì)非堿化土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的影響呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng),改良效果已達(dá)到顯著水平.而隨著改良劑施用量和施用時(shí)間的增加，改良效果反而降低.

燃煤煙氣；脫硫石膏；堿土；水溶性有機(jī)質(zhì)

堿化土壤除了不良的物理性狀和較高的堿性外，土壤有效養(yǎng)分較低也是影響作物生長(zhǎng)的障礙因素之一.堿化土壤由于pH值常高于8.5，土壤微生物活性降低，使土壤微量元素養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速度變緩，或形成難溶性化合物、或被粘土礦物固定，使養(yǎng)分有效化含量降低.另外，堿土的不良性狀中，表現(xiàn)最突出的是土壤滲透性極差，在地面不平整時(shí)，降水后易引起地表徑流，當(dāng)發(fā)生地表徑流時(shí)，水流攜帶水溶性有機(jī)質(zhì)就會(huì)移動(dòng)流出土體，引起土壤有機(jī)質(zhì)流失，造成土壤養(yǎng)分全面流失，導(dǎo)致土壤肥力下降.

近年來(lái)，利用燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物來(lái)改良利用鹽堿土，正處于研究階段，而且隨著近年來(lái)電廠環(huán)保脫硫工程的實(shí)施，更是為鹽堿土改良提供了大量燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物.但是脫硫副產(chǎn)物改良?jí)A土中較多的是對(duì)施用量、土壤堿化度和pH值及滲透性的研究，且在田間改良的效果上也不穩(wěn)定，而對(duì)是否能提高堿土養(yǎng)分的有效化方面研究較少.為此，本文通過(guò)對(duì)這一命題進(jìn)行了室內(nèi)的模擬試驗(yàn).該命題的研究對(duì)堿土的養(yǎng)分資源的利用與管理、制訂科學(xué)的堿土改良技術(shù)措施具有重要理論意義，生產(chǎn)上也有重要指導(dǎo)作用.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料.

試驗(yàn)土壤取自呼和浩特市土默特左旗北什軸鄉(xiāng)海流村和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)農(nóng)場(chǎng)，海流村土壤質(zhì)地為輕粘土，屬于堿土類型(以下簡(jiǎn)稱堿土)，農(nóng)場(chǎng)土壤質(zhì)地為輕壤，屬于潮土類型(以下簡(jiǎn)稱非堿化土).試驗(yàn)所用改良劑為燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物(以下簡(jiǎn)稱改良劑)產(chǎn)自大同第二熱電廠，主要成分為石膏（CaSO4·2H2O）.含量為 88.51%，含水量 6.0%，pH為8.63.試驗(yàn)前還針對(duì)材料是否含有試驗(yàn)研究成分進(jìn)行了化驗(yàn)分析.結(jié)果見(jiàn)表1：

表1 供試材料的組成及營(yíng)養(yǎng)元素含量

從表1可以看出：試驗(yàn)用改良劑不含試驗(yàn)研究成分有機(jī)質(zhì).

試驗(yàn)所用盆缽盆口內(nèi)直徑為15cm，盆底內(nèi)徑為10cm，盆深為12cm，盆底帶孔，為防止漏水和待試土壤，將盆底用膠帶粘住.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究方法，對(duì)堿土進(jìn)行實(shí)驗(yàn).設(shè)置15天和30天2個(gè)時(shí)間因素，施用改良 劑 0g/kg、4g/kg、5g/kg、7.5g/kg、10g/kg、15g/kg、20g/kg七個(gè)處理，即相當(dāng)于田間用量為0kg/667m2、800kg/667m2、1000kg/667m2、1500kg/667m2、

2000kg/667m2、3000kg/667m2、4000kg/667m2. 每個(gè)處理兩次重復(fù)，將待試樣品裝入花盆后，對(duì)待試樣品進(jìn)行澆水.第一次澆水300ml，相當(dāng)于每畝澆水60m3.在第15天時(shí)取第一批樣品，進(jìn)行測(cè)定各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，并對(duì)第二批樣品澆水300ml，在第30天時(shí)取第二批樣品，測(cè)定各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo).

研究中測(cè)試分析采用國(guó)標(biāo)方法.土壤pH值采用pH計(jì)測(cè)定，土水比為1：1；水溶性有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法——外加熱法測(cè)定.

2 測(cè)定結(jié)果

堿土的不良性狀中，表現(xiàn)最突出的是土壤滲透性極差，在地面不平整時(shí)，降水后易引起地表徑流，當(dāng)發(fā)生地表徑流時(shí)，水流攜帶水溶性有機(jī)質(zhì)就會(huì)移動(dòng)流出土體，引起土壤有機(jī)質(zhì)流失，造成土壤養(yǎng)分

全面流失，導(dǎo)致土壤肥力下降.堿土中，水溶性有機(jī)質(zhì)數(shù)量愈多，這種現(xiàn)象愈嚴(yán)重.由于使用改良劑后土壤的酸堿度將會(huì)發(fā)生變化，從而影響土壤滲透性，對(duì)土壤中溶解在水中的水溶性有機(jī)質(zhì)含量變化產(chǎn)生影響.

2.1 改良劑對(duì)土壤pH值的影響

2.1.1 改良劑對(duì)堿土pH值的影響

表2 不同改良劑施用量堿土pH值變化

從表2中可以看出：隨著改良劑施用量的增加，堿土pH值呈下降趨勢(shì)：從未處理的9.68降到4000kg/667m2處理的8.39，且較明顯.而且隨著改良劑施用后時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤pH值亦呈下降趨勢(shì)：30天后與15天后的各個(gè)處理的土壤pH值亦呈下降趨勢(shì).

2.1.2 改良劑對(duì)農(nóng)場(chǎng)土壤pH值的影響

從表3中可以看出：隨著改良劑施用量的增加，堿土pH值呈下降趨勢(shì)：從未處理的8.12降到1000kg/667m2處理的7.88后又上升到4000kg/667m2處理的7.95，而且隨著改良劑施用后時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤pH值亦呈先下降后上升趨勢(shì)：30天后的各個(gè)處理的土壤pH值均比15天相應(yīng)的處理低.

表3 不同改良劑施用量農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)變化

2.2 改良劑對(duì)堿土水溶性有機(jī)質(zhì)的影響

2.2.1 改良劑對(duì)堿土水溶性有機(jī)質(zhì)的影響

堿土中施用不同量改良劑后，不同時(shí)間堿土水溶性有機(jī)質(zhì)的變化情況見(jiàn)表4.

表4 不同改良劑施用量堿土水溶性有機(jī)質(zhì)變化

從表4中可以看出：隨著改良劑施用量的增加，堿土土壤水溶性有機(jī)質(zhì)呈下降趨勢(shì)：15天處理的堿土水溶性有機(jī)質(zhì)含量從0.15mg/kg逐漸降低到0.07mg/kg，經(jīng)30天處理的土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量從0.15mg/kg降低到0.05mg/kg.而且隨著改良劑施用后時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤水溶性有機(jī)質(zhì)亦呈下降趨勢(shì)：30天后與15天后的各個(gè)處理的土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的含量亦呈下降趨勢(shì).出現(xiàn)這種狀況的原因是由于改良劑的施用以后，改變了土壤的酸堿度，使土壤的pH值降低，從而減少了有機(jī)質(zhì)在水中的溶解，降低了水溶性有機(jī)質(zhì)的含量，減少了有機(jī)質(zhì)的損失.

表5 不同改良劑施用量堿土水溶性有機(jī)質(zhì)顯著性分析

表5的方差分析結(jié)果表明：15天時(shí)，處理1與處理5、6、7的差異顯著，處理5比處理1的有機(jī)質(zhì)含量低53.33%.30天時(shí)，處理1與處理4、5、7的差異顯著，處理4比處理1的有機(jī)質(zhì)含量低66.67%.這個(gè)分析結(jié)果表明：改良劑施用以后，土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的含量呈下降趨勢(shì)，而且在施用改良劑1500kg/667m2時(shí)，改良效果就很明顯，且隨著改良劑施用量繼續(xù)增加，改良效果與1500kg/667m2時(shí)的改良效果變化不大.

2.2.2 改良劑對(duì)農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的影響

表6是在農(nóng)場(chǎng)土壤中施用不同量改良劑后，不同時(shí)間農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的變化情況.從表4中可以看出：農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量隨著改良劑施用量的增加，15天的農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量從0（ck）的0.07mg/kg降低到800kg/667m2處理的0.06mg/kg，而后各個(gè)處理的變化不大.經(jīng)過(guò)30天處理的土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量從0（ck）的0.06mg/kg降低到800kg/667m2處理的0.05mg/kg，而后各個(gè)處理的變化不大.在時(shí)間上，30天后與15天后農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量相比較，土壤水溶性有機(jī)質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)，出現(xiàn)這種狀況的原因也再次說(shuō)明土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的含量與土壤的pH值有關(guān)，土壤水溶性有機(jī)質(zhì)隨著土壤pH值的降低而降低.

表6 不同改良劑施用量農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)變化

表7 不同改良劑施用量農(nóng)場(chǎng)土壤水溶性有機(jī)質(zhì)顯著性分析

表7的方差分析結(jié)果表明：15天時(shí)，處理1、7與其他處理的差異顯著，處理2比處理1的水溶性有機(jī)質(zhì)含量降低16.67%；30天時(shí)，處理2、3與其他處理的差異顯著，處理2比處理1的水溶性有機(jī)質(zhì)含量降低20%.這個(gè)分析結(jié)果表明：改良劑的施用以后，土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的含量呈下降趨勢(shì)，而且在施用改良劑800kg/667m2時(shí)，改良效果就很明顯，而隨著施用改良劑繼續(xù)增加，改良效果基本不變.

3 結(jié)論

3.1 改良劑對(duì)堿土水溶性有機(jī)質(zhì)的影響呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)；施用改良劑1500kg/667m215天后，水溶性有機(jī)質(zhì)降低53.33%；改良效果已達(dá)到顯著水平.施用時(shí)間越長(zhǎng)，改良效果越明顯.

3.2 改良劑對(duì)非堿化土壤水溶性有機(jī)質(zhì)的影響呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng),施用改良劑1500kg/667m215天后，水溶性有機(jī)質(zhì)降低53.33%；改良效果已達(dá)到顯著水平.而隨著改良劑施用量和施用時(shí)間的增加，改良效果反而降低.

〔1〕李躍進(jìn).燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物改良?jí)A土的田間試驗(yàn)研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，（19）專輯：15～18.

〔2〕俞仁培.土壤堿化及其防治，農(nóng)業(yè)出版社，1984.

〔3〕鮑士旦.土壤農(nóng)化分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002.

〔4〕袁可能.植物營(yíng)養(yǎng)元素的土壤化學(xué).科學(xué)出版社，1983.

〔5〕金梁.對(duì)石膏改良?jí)A化土壤過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程的研究,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2003（5）.

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1673-260X（2012）07-0042-03