不同配方拌和黃石膏廢渣的改良效果及對(duì)合歡生長的影響

楊建華，米建波，陳繼恩

（1.西昌市石嘉國有林場；2.涼山彝族自治州林業(yè)科學(xué)研究所，四川西昌615000）

黃石膏又叫鈦石膏，是硫酸法生產(chǎn)鈦白粉形成的工業(yè)廢渣。據(jù)估算，每生產(chǎn)1 t鈦白粉就產(chǎn)生5～6 t黃石膏，排放量每年就達(dá)數(shù)百萬噸。目前，我國每年排放的黃石膏主要是露天堆存，占用大量土地，成為困擾鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)和環(huán)保部門的難題之一。研究和開發(fā)黃石膏的再利用途徑和方法，不僅可以保護(hù)環(huán)境，節(jié)約土地、減少不可再生資源的消耗，還可以為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

合歡（Albizia julibrissin Durazz.）為豆科含羞草亞科合歡屬植物，又名絨花樹，馬纓花。落葉喬木，夏季開花，頭狀花序，合瓣花冠，雄蕊多條，淡紅色。性喜光，喜溫暖，耐寒、耐旱、耐土壤瘠薄及輕度鹽堿，對(duì)二氧化硫、氯化氫等有害氣體有較強(qiáng)的抗性。

表1 三種實(shí)驗(yàn)材料與黃石膏廢渣的拌和比例

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)黃石膏廢渣顆粒?。?.02 mm以下占66.63%）、堿性強(qiáng)（pH為8.35）、通氣性、透水性差，不利于植物生長的特性，選擇合歡作為指標(biāo)植物，采用不同配方的拌各黃石膏廢渣，采用常規(guī)的水肥管理模式，觀察指標(biāo)植物的生長狀況，經(jīng)過三年的種植，測定其形態(tài)指標(biāo)，選擇最適宜的配方，以提高植被恢復(fù)成功率，選擇出經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)模式。為建立試驗(yàn)示范區(qū)，進(jìn)一步探索出攀西地區(qū)該類型礦山具有可操作性的植被恢復(fù)技術(shù)模式，并為營造示范樣板林提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于西昌市（102°10'5.947"E，27°50'43.674"N），海拔1500 m。地處亞熱帶高原季風(fēng)氣候，光照充足，西昌年平均氣溫：17.5℃；年平均最高氣溫：23℃；年平均最低氣溫：12℃，年均日照時(shí)數(shù)2423.1 h，無霜期298d，年均降水量1020 mm，空氣平均濕度75%。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 受體材料

選取株高地徑相同、健壯且長勢相同的合歡，每個(gè)處理10株。

1.2.2 黃石膏廢渣

黃石膏廢渣pH值8.35，未檢測出重金屬。

1.2.3 生物材料

纖維素類（農(nóng)業(yè)廢棄物稻草和玉米秸稈），用有機(jī)物料腐熟劑配合進(jìn)行，腐熟劑采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)村下發(fā)的有機(jī)物料腐熟劑“鴻生源牌有機(jī)物料腐熟劑”。使用方法及用量：每1000 kg作物秸稈用腐熟劑2kg，尿素5kg，澆水濕度以55%～65%為宜，其后用塑料膜覆蓋14～27d。

1.2.4 當(dāng)?shù)丶t壤土

廠區(qū)周邊就近取材的山地紅壤土。表土有機(jī)質(zhì)含量一般為10～15 g/kg，熟化度高的可達(dá)20 g/kg；一般養(yǎng)分含量不高，有效磷極少；pH值在4.5～5.2；粘重，保水保肥力差，耕性較差，有酸、粘、瘦的特性。

1.2.5 有機(jī)物料腐熟劑

“鴻生源牌有機(jī)物料腐熟劑”，富含分解纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和其他有機(jī)物質(zhì)的微生物菌群，能快速腐熟作物秸稈等有機(jī)廢棄物，使秸稈中所含的有機(jī)質(zhì)及磷、鉀等元素成為作物所需的營養(yǎng)，并產(chǎn)生大量的有益菌，抑制有害菌，減少病害的發(fā)生，同時(shí)能刺激作物生長，提高土壤有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)作物抗逆性，減少化肥使用量，改善作物品質(zhì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用不同比例的混合物進(jìn)行拌和。每個(gè)試驗(yàn)處理視試驗(yàn)場地情況按照4m2面積進(jìn)行布置，同時(shí)每個(gè)試驗(yàn)號(hào)安排兩組重復(fù)。同時(shí)，根據(jù)主要混合物的不同，分別命名D組、Y組、YH組、DH組，每組添加拌和比例相同，但是添加的量在查閱文獻(xiàn)后，分別為基礎(chǔ)劑量，兩倍劑量和四倍劑量。各拌和比例及主要拌和物，見表1。

1.4 測定指標(biāo)及方法

形態(tài)指標(biāo)測定：株高采用卷尺（精度1 mm）測量，地徑采用游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm）在土表處對(duì)莖粗（從兩個(gè)相互垂直的方向測量，取平均值）進(jìn)行測量。

1.5 數(shù)據(jù)處理分析

采用Microsoft Excel 2010（Microsoft corp.USA）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，處理采用IBM SPSS Statistics 20（SPSS Inc.,USA）統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），并用最小顯著差數(shù)（LSD法）進(jìn)行多重比較（α=0.05），繪圖采用 SigmaPlot 10.0（Systat Software Inc.,USA）。

2 結(jié)果分析

由圖1可知D組實(shí)驗(yàn)合歡地徑?jīng)]有表現(xiàn)顯著差異，T3處理不顯著大于該組其他處理（P＞0.05），高出25.7%，而T1、T2號(hào)處理間差異不大。D組實(shí)驗(yàn)合歡株高隨拌和劑量的減小呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，T3處理顯著高于T2處理，高出88.6%，且高于T1處理29.6%。由此可以見最低劑量的稻草秸稈在尿素和腐熟劑的作用下對(duì)黃石膏廢渣的改良情況最好。

Y組處理，玉米秸稈改良后的黃石膏廢渣對(duì)合歡株高地徑的影響則和稻草秸稈的趨勢相反。由圖可知，Y組處理中合歡地徑隨拌和量的增加而變大，T4處理分別高出T5和T6處理23.8%和33.3%。Y組處理中合歡株高隨拌和劑量的減小呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，T4處理分別高出T5和T6處理51.2%和40.7%。由此可以看出最高劑量的玉米秸稈在尿素和腐熟劑的作用下對(duì)黃石膏廢渣的改良情況最好。

YH組處理中，玉米秸稈和黃壤土拌和改良黃石膏廢渣后，在合歡地徑和株高均隨著劑量的由高到低呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，且該組處理間差異不顯著。T8處理在株高和地徑兩個(gè)指標(biāo)均不顯著高于T7和T9處理，且T9處理的株高和地徑均小于該組其他處理，地徑分別高出12%和16.7%，株高分別高出20%和47.8%。

圖1 黃石膏廢渣對(duì)合歡株高、地徑生長的影響

DH組處理與YH組處理表現(xiàn)趨勢相似，地徑株高均隨拌和劑量的降低呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，且該組處理間差異不顯著。T12處理的株高和地徑均小于該組其他處理，T11處理均高于T10和T12處理，株高分別高出4.6%和9%，地徑分別高出24%和21%。

整個(gè)拌和實(shí)驗(yàn)中，添加黃壤土以后的各處理（T7-T12）總體上在株高和地徑上高于其他處理，相比較而言，添加黃壤土更有利于合歡的生長。且在添加了黃壤土的處理中，T11的株高和地徑都高于其他處理。

3 討論

由D組實(shí)驗(yàn)可知，低量腐熟后的稻草對(duì)黃石膏廢渣的改良效果（T3）優(yōu)于較高劑量（T1-T2）。秸稈的還田量對(duì)作物生長、養(yǎng)分吸收以及產(chǎn)量形成過程有著重要的影響。過多的秸稈投入會(huì)導(dǎo)致氮素的生物固定，進(jìn)而影響植物對(duì)氮素的吸收利用?？赡苁沁^多的氮元素施入，微生物與合歡競爭，導(dǎo)致了T1長勢不如T。

在Y組中，高劑量（T4）的玉米秸稈對(duì)于改良黃石膏廢渣是優(yōu)于低價(jià)量（T6）處理的，可能是高劑量的玉米秸稈施入后，顯著降低了土壤pH值，更有利于合歡的生長。

YH組和DH組在一定程度上優(yōu)于前面兩組實(shí)驗(yàn)，可見黃壤土的施入對(duì)合歡生長具有積極作用，并且兩組實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)為中間劑量對(duì)合歡的株高地徑貢獻(xiàn)最大，高劑量的秸稈施入抑制了合歡的生長，低劑量的改良效果不佳。

4 結(jié)論

通過改良等量的黃石膏廢渣實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，低劑量（22.5 g/kg）的稻草秸稈和高劑量（135.1 g/kg）的玉米秸稈具有等效且更好的改良效果；所有處理中拌和138 g/kg的稻草和190 g/kg的黃壤土的處理改良效果最好；僅拌和農(nóng)作物殘?bào)w改良黃石膏廢渣的生產(chǎn)實(shí)踐中，宜施入22.5 g/kg的稻草秸稈或者135.1 g/kg的玉米秸稈；在拌和農(nóng)作物殘?bào)w和黃壤土以改良黃石膏廢渣的生產(chǎn)實(shí)踐中，宜施入138 g/kg的稻草或玉米秸稈和190 g/kg的黃壤土。