硝酸鈣泥配施有機(jī)、無機(jī)肥和風(fēng)化煤的油菜效應(yīng)研究

吳旋，卜玉山，劉亞楠，張吳平，劉奮武

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

作為世界上最大的發(fā)展中國家，我國工業(yè)化速度令世界矚目，目前我國工業(yè)固體廢棄物堆存量達(dá)100億噸，且以每年10億噸的速度在增加。因工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境帶來的負(fù)面影響也不容忽視，如能源將耗竭、可用資源不斷減少以及環(huán)境惡化日益嚴(yán)重[1]。我國許多企業(yè)排放的泥渣都是作為垃圾被丟棄，既占用了大量寶貴的土地資源，又污染環(huán)境。由于能源、資源、環(huán)境保護(hù)3方面的迫切需要，充分利用工業(yè)廢渣是當(dāng)前迫切需要解決的問題，實現(xiàn)節(jié)約能源，節(jié)約資源，變廢為寶，變害為利[3]。再生資源產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家被稱為第四產(chǎn)業(yè)，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。美、德等發(fā)達(dá)國家的實踐經(jīng)驗表明：再生資源回收利用已經(jīng)成為其贏利的、勞動和技術(shù)密集型的“黃金產(chǎn)業(yè)”[2]。

我國的工業(yè)廢棄物資源化綜合利用程度不高[4]。目前工業(yè)固體廢棄物資源化主要用于建材方面[5]，例如：重礦渣碎石可作道路的墊層或基層；鋼渣可使用在鐵路、公路、工程回填、修筑堤壩和填海造地等[6]；利用煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏等制備新型煤礦膠結(jié)充填材料[7]；利用煤矸石作原料制磚[8]；利用廢石膏、銅礦尾砂、混凝污泥及粉煤灰等工業(yè)廢料生產(chǎn)復(fù)合水泥[9]。將石灰石和硝酸生產(chǎn)硝酸鈣后產(chǎn)生的硝酸鈣泥進(jìn)行肥料化應(yīng)用研究，以期為化學(xué)工業(yè)廢棄物硝酸鈣泥的資源化利用尋求一條安全有效的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試硝酸鈣泥(山西交城縣金蘭化工有限公司)為利用石灰石加濃硝酸生產(chǎn)硝酸鈣后產(chǎn)生的廢渣，其中硝酸鈣泥養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)1.43 g·kg-1、全氮1.19 g·kg-1、全磷5.81 g·kg-1、全鉀7.12 g·kg-1、速效磷45.45 mg·kg-1、速效鉀57.9 mg·kg-1，微量元素為：Cu含量25.85 mg·kg-1、Zn含量55.37 mg·kg-1、Pb含量5.59 mg·kg-1、Cr含量22.96 mg·kg-1、Ni含量51.90 mg·kg-1、Cd含量287 μg·kg-1，pH為9.42，烘干后磨碎，過20目篩，備用。無機(jī)肥尿素(寧夏豐友化工股份有限公司，總氮≥46%)、磷酸一銨(四川宏達(dá)股份有限公司，N≥11%、P2O5≥44%)、硫酸鉀(山西鉀肥有限責(zé)任公司，K2O≥45%)。有機(jī)肥(山西昌鑫生物農(nóng)業(yè)科技有限公司，有機(jī)質(zhì)≥30%，總養(yǎng)分含量≥4%)。風(fēng)化煤(內(nèi)蒙古霍林河市，有機(jī)質(zhì)75%，pH為6.04)。供試土壤為石灰性褐土(有機(jī)質(zhì)4.71 g·kg-1、全氮0.45 g·kg-1、速效磷36.03 mg·kg-1、速效鉀118.9 mg·kg-1，pH為8.12)。供試作物為油菜(BrassicacampestrisL.)，品種為五月蔓。

1.2 試驗方法

采用日光溫室大棚盆栽試驗，設(shè)6個處理：處理1不添加任何肥料，為CK；處理2為施硝酸鈣泥(Ca)；處理3為施硝酸鈣泥+無機(jī)肥(Ca+W)，二者為1∶3，含N 20.8%、P2O511.1%、K2O 4.82%；處理4為施硝酸鈣泥+有機(jī)肥(Ca+Y)，二者為1∶2，含有機(jī)質(zhì)20.48%；處理5為施硝酸鈣泥+無機(jī)有機(jī)肥(Ca+W+Y)，三者為1∶3∶2，含有機(jī)質(zhì)10.20%、N 14.6%、P2O57.7%、K2O 3.55%；處理6為施硝酸鈣泥+風(fēng)化煤(Ca+F)，二者為1∶1，4次重復(fù)。

試驗于2013年9～11月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境試驗站的日光溫室大棚中進(jìn)行，9月下旬播種，每盆裝土10 kg，每個處理施肥量為20 g·盆-1，在生長期間適期澆水，定期管理，11月中旬收獲，收獲后采集植物樣進(jìn)行測定[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對油菜株高和根長的影響

由圖1可見，施肥處理的油菜株高均大于CK處理，其中Ca+W處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了60.36%。施肥處理的油菜根長均略大于CK處理，不同處理的根長之間差異不顯著。

圖1 不同施肥處理的油菜株高和根長Fig.1 Plant height and root length of rape in different fertilization注：圖中不同小寫字母表示處理之間差異達(dá)到0.05顯著水平，圖2～圖5同。Note: The difference between the treatments with different lowercase letters in significant at 0.05 level, same below.The same as in Fig.2～Fig.5.

2.2 不同施肥處理對油菜單株干重的影響

由圖2可見，施肥處理的油菜單株葉干重均大于CK處理，其中Ca+W+Y、Ca+W和Ca+Y處理的單株葉干重與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了310.01%、232.64%和178.72%；施肥處理的油菜單株根干重均大于CK處理，其中Ca+W處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了191.81%。

圖2 不同施肥處理油菜干重Fig.2 The dry weight of rape in different fertilization

2.3 不同施肥處理對油菜含氮量的影響

由圖3可見，施肥處理的油菜葉含氮量均大于CK處理，其中Ca+W、Ca+W+Y、Ca+F和Ca處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了41.81%、38.98%、29.59%和34.86%；施肥處理的油菜根含氮量均大于CK處理，其中Ca+W處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了66.21%。

圖3 不同施肥處理油菜含氮量Fig.3 Nitrogen content of rape in different fertilization

2.4 不同施肥處理對油菜含磷量的影響

由圖4可見，施肥處理的油菜葉含磷量均大于CK處理，其中Ca+W處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了100.98%；施肥處理的油菜根含磷量均大于CK處理，其中Ca+W和Ca+W+Y處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了82.14%和81.27%。

2.5 不同施肥處理對油菜中含鉀量的影響

由圖5可見，施肥處理的油菜葉含鉀量均大于CK處理，其中Ca+W、Ca+W+Y和Ca+Y處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了38.42%、31.55%和30.30%；施肥處理的油菜根含鉀量均大于CK處理，其中Ca+W、Ca+W+Y和Ca+Y處理與CK處理之間差異顯著，比CK處理增加了99.31%、71.35%和65.51%。

圖4 不同施肥處理油菜含磷量Fig.4 Phosphorus content of rape in different fertilization

圖5 不同施肥處理油菜含鉀量Fig.5 Potassium content of rape in different fertilization

3 結(jié)論與討論

硝酸鈣泥雖為化學(xué)工業(yè)廢棄物，由于微量元素含量不超標(biāo)，并且其成分多，顆粒粗，對粘重土壤有改善耕性和通透性作用，有利于植物對養(yǎng)分的吸收，所以硝酸鈣泥可用作肥料。既不會構(gòu)成土壤污染和作物的危害，又會促進(jìn)作物生長。一方面可以實現(xiàn)化學(xué)工業(yè)廢棄物變廢為寶，另一方面實現(xiàn)硝酸鈣泥與無機(jī)、有機(jī)肥料配成復(fù)合肥料適當(dāng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)當(dāng)中。

(1)施肥處理的油菜株高、根長、葉和根的單株干重、氮、磷、鉀含量均大于CK處理。

(2)Ca+W處理的株高、根干重、葉和根氮、磷、鉀與CK處理之間差異顯著，比CK處理分別增加了60.36%、191.81%、41.81%、66.21%、100.98%、82.14%、38.42%和99.31%； Ca+W+Y處理的葉干重與CK處理之間差異顯著，比CK處理分別增加了310.01%；不同處理的根長之間差異不顯著。

(3)從促進(jìn)油菜生長效果來看，硝酸鈣泥無機(jī)肥料配合施用效果最好，其次為硝酸鈣泥與有機(jī)、無機(jī)肥料配合施用。

參 考 文 獻(xiàn)

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[10]鮑士旦．土壤農(nóng)化分析[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2005(3)：30-279．