摻拌不同廢棄物對吹填土快速脫鹽后土壤性質(zhì)的影響

李霞 田書溫 張志華 付念 劉洪慶

摘? ? 要：試驗選取了爐灰渣（LHZ）、鋸末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、諾沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸稈（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻殼（DK）等10種廢棄物料，采用廢棄物料摻拌改良與室內(nèi)淋洗相結(jié)合的方法，研究不同廢棄物料對吹填土快速脫鹽后土壤性質(zhì)的影響，篩選吹填土高效改良材料。結(jié)果表明，與未摻拌廢棄物料處理（CK）相比較，濱海吹填土脫鹽過程中摻拌廢棄物料可降低快速脫鹽后吹填土容重，以JM效果最好，較CK降低了40.66%;可提高土壤滲透速率、非毛管孔隙度，以LHZ效果最好，較CK分別提高了1.03 mm·min-1和3.43個百分點;亦可提高土壤毛管孔隙度，以JM效果最好，較CK提高了31.18%;在一定程度上有助于土壤pH值降低，以FZS效果最好，較CK降低7.74%。綜合而言，摻拌廢棄物料在一定程度上均提高了濱海吹填土快速脫鹽后土壤性質(zhì)，其中以鋸末（JM）和爐灰渣（LHZ）改良土壤結(jié)構(gòu)效果最佳，腐殖酸（FZS）抑制脫鹽堿化效果最佳。

關鍵詞：吹填土;廢棄物;快速脫鹽;土壤性質(zhì)

中圖分類號：S156.4， TU993.3? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.02.007

Abstract： This study aims to explore effects of the industrial and agricultural waste as a soil conditioner to improve the soil property after soil rapid desalting. 10 kinds of industrial and agricultural waste were selected， including furnace ash （LHZ）， sawdust （JM）， coarse sand （CS）， mushroom rods （MGB）， carbon （NWF）， humic acid fertilizer （FZS）， straw （JG）， vinegar residue （CZ）， xylose cinder （MTCZ） and rice husk （DK）， and treatment without the industrial and agricultural waste was as control （CK）. The results showed that， compared with CK， the industrial and agricultural waste could decrease the soil bulk and the pH， increase the soil capillary porosity and non-capillary porosity， and also could increase the soil penetration rate. In 10 kinds of industrial and agricultural waste， JM was better than the other wastes in decreasing the soil bulk that decreased by 40.66% compared to CK; LHZ was better in increasing the soil capillary porosity and non-capillary porosity that increased by 1.03 mm·min-1 and 3.43 percentages compared to CK; JM was better in increasing the soil penetration rate that increased by 31.18% compared to CK; FZS was better in decreasing the pH that decreased by 7.74% compared to CK. In conclusion， adding the industrial and agricultural waste could effectively improve the soil property after soil rapid desalting， and it worked best with JM and LHZ to improve soil structure， and it worked best with FZS to decrease pH.

Key words： coastal dredger fill; waste; desalting rapidly; soil property

吹填土是由河口、航道以及淺海底泥吹填形成的高鹽度沉積土，是“人為土綱”[1]。吹填土風化程度弱，成土時間短，尚未形成土壤結(jié)構(gòu)，不透氣不滲水[2]，含鹽量極高，一般在千分之十以上，其中氯離子和鈉離子含量較高，是立地條件較差的一類土壤資源[3-4]。

吹填土原土改良主要“以排水為基礎，培肥為根本”，實行物理、化學和生物改良相結(jié)合的綜合治理模式[5-7]。構(gòu)建排水系統(tǒng)后吹填土經(jīng)過洗鹽一般耐鹽性樹種能夠成活，但長勢較弱，主要是由于土壤結(jié)構(gòu)性能不良，土壤脫鹽堿化造成肥力水平較低等[8]。針對此問題，前人研究較多的是通過土壤鹽堿改良劑對脫鹽之后的土壤進行培肥、控堿等，這種治理方式在一定程度上能夠改善土壤的理化性狀[9-11]，但不同改良劑的成分、作用原理及對不同土壤的施用效果相差較大[12-13]，且效果難以持續(xù)[14-18]。

本研究針對高鹽度高黏性吹填土，依據(jù)環(huán)保、高效、簡單易生產(chǎn)的原則選用10種廢棄物料，采用物料摻拌與室內(nèi)花盆模擬淋洗相結(jié)合的方法，探索不同廢棄物料對吹填土快速脫鹽后土壤性質(zhì)的影響，研究適宜臨港吹填土改良的改良材料，旨在為吹填土改良提供理論基礎和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試土壤為天津市臨港工業(yè)園海林臨海生態(tài)園區(qū)內(nèi)的吹填土，經(jīng)自然風干后過1 cm 篩，其基本理化性狀如表1 所示。

供試材料包括爐灰渣（LHZ）、鋸末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、諾沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸稈（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻殼（DK），各物料基本性質(zhì)如表2所示。

1.2 試驗方法

試驗在天津海林生態(tài)建設股份公司進行。采用廢棄物料摻拌改良與室內(nèi)淋洗相結(jié)合的方法，即將10種廢棄物料分別與上述過1 cm篩土壤按1∶4體積比混合均勻，稱量8 kg放置于花盆（直徑28 cm，高20 cm）內(nèi)，壓實到相同高度15 cm，裝填后的花盆用自來水慢速飽和，飽和后靜置4 d，使廢棄物料與土壤充分接觸后開始進行淋洗試驗，以不摻拌廢棄物料為對照（CK），共計11個處理，每處理5次重復。淋洗過程每天相同時間收集各花盆滲出液，測定電導率及體積，根據(jù)滲出液體積調(diào)節(jié)灌水量，滲出液電導率基本穩(wěn)定時停止淋洗。1.3 樣品制備及測定方法

淋洗結(jié)束后用環(huán)刀取原始土樣，測定土壤滲透率、容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度。其中，土壤滲透率測定依據(jù)林業(yè)標準LY /T 1218—1999進行，容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度依據(jù)林業(yè)標準LY /T 1215—1999。淋洗結(jié)束后土鉆取土樣，風干、磨碎、過篩用于測定含鹽量和pH值，pH值由上海精密科學儀器有限公司雷磁儀器廠生產(chǎn)的pHS-3C型pH計和E-201-C型pH復合電極測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件統(tǒng)計分析，采用Microsoft Excel 2007軟件制圖，顯著性水平設定為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 摻拌不同物料對洗鹽后土壤容重的影響

與對照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZ、JG、CZ、MTCZ和DK的容重分別降低了8.72%，40.66%，16.98%，29.93%，-0.55%，20.15%，23.02%，25.06%，24.50%，19.73%，其中除NWF和LHZ處理與對照之間差異未達顯著水平外，其他各廢棄物料處理均能顯著降低土壤容重，其中，JM效果最好。

2.2 摻拌不同物料對洗鹽后土壤滲透率的影響

與對照相比，LHZ、JM、MGB、NWF、JG、CZ、DK的滲透率分別提高了1.03，0.48，0.75，0.25，0.18，0.10，0.33 mm·min-1，其中LHZ顯著高于對照，其他廢棄物料處理與對照之間差異均未達顯著水平，說明LHZ提高土壤滲透速率效果最好。

2.3 摻拌不同物料對洗鹽后土壤非毛管孔隙度的影響

與對照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZS、JG、CZ、MTCZ、DK的非毛管孔隙度分別提高了3.43，1.27，0.88，1.26，0.50，0.66，0.92，0.58，1.17，0.84個百分點，其中以LHZ處理最高，顯著高于對照和其他廢棄物料處理，其次是JM和MGB處理，二者亦顯著高于對照。由此可見，10種廢棄物料均可在一定程度上提高土壤非毛管孔隙度，其中以LHZ效果最顯著。

2.4 摻拌不同物料對洗鹽后土壤毛管孔隙度的影響

與對照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZ、JG、CZ、MTCZ和DK的毛管孔隙度分別提高了10.24，31.18，21.21，25.90，9.73，19.49，21.44，27.01，25.84，21.20個百分點，除LHZ和NWF處理與對照之間差異未達顯著水平外，其他廢棄物料處理均顯著高于對照，說明試驗廢棄物料均在一定程度上提高了改良后土壤的毛管孔隙度，其中以JM效果最佳。

2.5 摻拌不同物料對洗鹽后土壤pH的影響

與對照相比，LHZ、JM、MWF、FZS、JG、MTCZ、DK處理洗鹽后土壤pH值分別降低了1.87%，2.49%，0.62%，7.74%，2.00%，2.12%，1.12%，而CS、MGB、CZ處理洗鹽后土壤pH值分別提高了1.62%，0.87%，3.50%，其中除FZS處理顯著低于對照外，其他各廢棄物料處理與對照之間差異均未達顯著水平，說明FZS能較好地抑制濱海鹽土脫鹽堿化。

2.6 摻拌不同物料對脫鹽土壤含鹽量的影響

JG處理脫鹽土壤含鹽量顯著高于對照和其他廢棄物料處理，主要是因為JG粒徑較大，淋洗時水徑流較多，洗鹽較不均勻;CK、LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZS、CZ、MTCZ、DK處理的脫鹽土壤含鹽量間均無顯著差異，各處理含鹽量均小于3.0 g·kg-1。

3 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，水力淋洗快速脫鹽條件下?lián)桨鑿U棄物料可降低濱海吹填土快速脫鹽后土壤容重，提高土壤滲透率、毛管孔隙度及非毛管孔隙度的作用，說明土壤結(jié)構(gòu)得到有效改善;同時，亦不同程度降低土壤pH值，說明能抑制吹填土快速脫鹽后的堿化。在試驗范圍內(nèi)，鋸末降低土壤容重、提高土壤毛管孔隙度效果最佳，爐灰渣提高土壤滲透率及非毛管孔隙度效果最佳，腐殖酸抑制吹填土脫鹽堿化效果最佳。

參考文獻：

[1]劉先覺，郭育文.天津市園林綠化技術(shù)[M].天津：天津科學技術(shù)出版社，2009.

[2]張萬鈞.鹽漬土綠化[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，1999.

[3]戈敢.鹽堿地改良[M].北京：水利電力出版社，1984.

[4]王艷，王正祥，廉曉娟，等.曹妃甸吹填土脫鹽動態(tài)規(guī)律研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2010，16（5）：6-8.

[5]王素君，魏劍，蘇亞勛，等.濱海吹填土快速脫鹽技術(shù)的初步研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2011，17（6）：52-55.

[6]錢丹，尹建道，田苗，等.近20年天津海泥吹填土改良與綠化研究進展[J].土壤通報，2014，45（6）：1533-1536.

[7]毛建華，劉太祥.曹妃甸填海造地新陸地的土壤及其改良與綠化[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2010，16（2）：1-4.

[8]尹建道，田苗，錢丹，等.工農(nóng)業(yè)廢棄物改良吹填土機理與效果研究[J].水土保持學報，2014，28（2）：281-284， 291.

[9]龍明杰，曾繁森.高聚物土壤改良劑的研究進展[J].土壤通報，2000，31（5）：199-202， 223-241.

[10]張凌云.土壤鹽堿改良劑對濱海鹽漬土的治理效果及配套技術(shù)研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2004.

[11]吳增芳.土壤結(jié)構(gòu)改良劑[M].北京：中國林業(yè)出版社，1986：68-74.

[12]張洋，李素艷，孫向陽，等.不同改良劑對濱海鹽漬土的改良效果[J].灌溉排水學報，2016，35（5）：67-73.

[13]李霞，張志華，韓桂鷗，等.土壤調(diào)理劑對濱海吹填土脫鹽過程及效果的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2017（10）：84-88.

[14]武俊俊，劉霞，馬彩蓮，等.風化煤基肥對改良土壤及長山藥產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2018（6）：938-941.

[15]范定慷，王永亮，張強，等.不同含硫物料對鹽堿地的改良效果[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2017，45（5）：786-790.

[16]劉維廉，崔長旺.發(fā)揮濱海鹽堿地優(yōu)勢 搞好多種經(jīng)營 發(fā)展商品生產(chǎn)——河北省中捷農(nóng)場鹽堿地改良利用的經(jīng)驗[J].河北農(nóng)學報，1982，7（S1）：191-195.

[17]周巖，武繼承.土壤改良劑的研究現(xiàn)狀、問題與展望[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2010（8）：152-155.

[18]樊麗琴，楊建國.工業(yè)廢棄物在鹽堿地改良中的應用研究進展[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2012，41（1）：21-24.