脱硫石膏对土壤水溶性有机质含量的影响研究

2012-10-13刘云超李跃进

赤峰学院学报·自然科学版 2012年14期

关键词：碱化改良剂施用量

刘云超，李跃进

（1.赤峰学院资源与环境科学学院，内蒙古赤峰 024000；2.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特 010022）

脱硫石膏对土壤水溶性有机质含量的影响研究

刘云超1，李跃进2

（1.赤峰学院资源与环境科学学院，内蒙古赤峰 024000；2.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特 010022）

本实验运用室内模拟的方法，利用改良剂——脱硫石膏对海流园区碱土及内蒙古农业大学校园农场土壤(非碱化土壤)的pH值和水溶性有机质含量的影响进行了研究.结果表明：施用改良剂后，土壤pH值显著降低，对碱土水溶性有机质的影响呈现负效应；施用时间越长，改良效果越明显.改良剂对非碱化土壤水溶性有机质的影响呈现负效应,改良效果已达到显著水平.而随着改良剂施用量和施用时间的增加，改良效果反而降低.

燃煤烟气；脱硫石膏；碱土；水溶性有机质

碱化土壤除了不良的物理性状和较高的碱性外，土壤有效养分较低也是影响作物生长的障碍因素之一.碱化土壤由于pH值常高于8.5，土壤微生物活性降低，使土壤微量元素养分转化速度变缓，或形成难溶性化合物、或被粘土矿物固定，使养分有效化含量降低.另外，碱土的不良性状中，表现最突出的是土壤渗透性极差，在地面不平整时，降水后易引起地表径流，当发生地表径流时，水流携带水溶性有机质就会移动流出土体，引起土壤有机质流失，造成土壤养分全面流失，导致土壤肥力下降.

近年来，利用燃煤烟气脱硫副产物来改良利用盐碱土，正处于研究阶段，而且随着近年来电厂环保脱硫工程的实施，更是为盐碱土改良提供了大量燃煤烟气脱硫副产物.但是脱硫副产物改良碱土中较多的是对施用量、土壤碱化度和pH值及渗透性的研究，且在田间改良的效果上也不稳定，而对是否能提高碱土养分的有效化方面研究较少.为此，本文通过对这一命题进行了室内的模拟试验.该命题的研究对碱土的养分资源的利用与管理、制订科学的碱土改良技术措施具有重要理论意义，生产上也有重要指导作用.

1 材料与方法

1.1 试验材料.

试验土壤取自呼和浩特市土默特左旗北什轴乡海流村和内蒙古农业大学教学农场，海流村土壤质地为轻粘土，属于碱土类型(以下简称碱土)，农场土壤质地为轻壤，属于潮土类型(以下简称非碱化土).试验所用改良剂为燃煤烟气脱硫副产物(以下简称改良剂)产自大同第二热电厂，主要成分为石膏（CaSO4·2H2O）.含量为 88.51%，含水量 6.0%，pH为8.63.试验前还针对材料是否含有试验研究成分进行了化验分析.结果见表1：

表1 供试材料的组成及营养元素含量

从表1可以看出：试验用改良剂不含试验研究成分有机质.

试验所用盆钵盆口内直径为15cm，盆底内径为10cm，盆深为12cm，盆底带孔，为防止漏水和待试土壤，将盆底用胶带粘住.

1.2 试验设计与方法

试验采用室内模拟试验研究方法，对碱土进行实验.设置15天和30天2个时间因素，施用改良剂 0g/kg、4g/kg、5g/kg、7.5g/kg、10g/kg、15g/kg、20g/kg七个处理，即相当于田间用量为0kg/667m2、800kg/667m2、1000kg/667m2、1500kg/667m2、

2000kg/667m2、3000kg/667m2、4000kg/667m2. 每个处理两次重复，将待试样品装入花盆后，对待试样品进行浇水.第一次浇水300ml，相当于每亩浇水60m3.在第15天时取第一批样品，进行测定各项实验指标，并对第二批样品浇水300ml，在第30天时取第二批样品，测定各项试验指标.

研究中测试分析采用国标方法.土壤pH值采用pH计测定，土水比为1：1；水溶性有机质采用重铬酸钾容量法——外加热法测定.

2 测定结果

碱土的不良性状中，表现最突出的是土壤渗透性极差，在地面不平整时，降水后易引起地表径流，当发生地表径流时，水流携带水溶性有机质就会移动流出土体，引起土壤有机质流失，造成土壤养分

全面流失，导致土壤肥力下降.碱土中，水溶性有机质数量愈多，这种现象愈严重.由于使用改良剂后土壤的酸碱度将会发生变化，从而影响土壤渗透性，对土壤中溶解在水中的水溶性有机质含量变化产生影响.

2.1 改良剂对土壤pH值的影响

2.1.1 改良剂对碱土pH值的影响

表2 不同改良剂施用量碱土pH值变化

从表2中可以看出：随着改良剂施用量的增加，碱土pH值呈下降趋势：从未处理的9.68降到4000kg/667m2处理的8.39，且较明显.而且随着改良剂施用后时间的延长，土壤pH值亦呈下降趋势：30天后与15天后的各个处理的土壤pH值亦呈下降趋势.

2.1.2 改良剂对农场土壤pH值的影响

从表3中可以看出：随着改良剂施用量的增加，碱土pH值呈下降趋势：从未处理的8.12降到1000kg/667m2处理的7.88后又上升到4000kg/667m2处理的7.95，而且随着改良剂施用后时间的延长，土壤pH值亦呈先下降后上升趋势：30天后的各个处理的土壤pH值均比15天相应的处理低.

表3 不同改良剂施用量农场土壤水溶性有机质变化

2.2 改良剂对碱土水溶性有机质的影响

2.2.1 改良剂对碱土水溶性有机质的影响

碱土中施用不同量改良剂后，不同时间碱土水溶性有机质的变化情况见表4.

表4 不同改良剂施用量碱土水溶性有机质变化

从表4中可以看出：随着改良剂施用量的增加，碱土土壤水溶性有机质呈下降趋势：15天处理的碱土水溶性有机质含量从0.15mg/kg逐渐降低到0.07mg/kg，经30天处理的土壤水溶性有机质含量从0.15mg/kg降低到0.05mg/kg.而且随着改良剂施用后时间的延长，土壤水溶性有机质亦呈下降趋势：30天后与15天后的各个处理的土壤水溶性有机质的含量亦呈下降趋势.出现这种状况的原因是由于改良剂的施用以后，改变了土壤的酸碱度，使土壤的pH值降低，从而减少了有机质在水中的溶解，降低了水溶性有机质的含量，减少了有机质的损失.

表5 不同改良剂施用量碱土水溶性有机质显著性分析

表5的方差分析结果表明：15天时，处理1与处理5、6、7的差异显著，处理5比处理1的有机质含量低53.33%.30天时，处理1与处理4、5、7的差异显著，处理4比处理1的有机质含量低66.67%.这个分析结果表明：改良剂施用以后，土壤水溶性有机质的含量呈下降趋势，而且在施用改良剂1500kg/667m2时，改良效果就很明显，且随着改良剂施用量继续增加，改良效果与1500kg/667m2时的改良效果变化不大.

2.2.2 改良剂对农场土壤水溶性有机质的影响

表6是在农场土壤中施用不同量改良剂后，不同时间农场土壤水溶性有机质的变化情况.从表4中可以看出：农场土壤水溶性有机质含量随着改良剂施用量的增加，15天的农场土壤水溶性有机质含量从0（ck）的0.07mg/kg降低到800kg/667m2处理的0.06mg/kg，而后各个处理的变化不大.经过30天处理的土壤水溶性有机质含量从0（ck）的0.06mg/kg降低到800kg/667m2处理的0.05mg/kg，而后各个处理的变化不大.在时间上，30天后与15天后农场土壤水溶性有机质含量相比较，土壤水溶性有机质含量呈下降趋势，出现这种状况的原因也再次说明土壤水溶性有机质的含量与土壤的pH值有关，土壤水溶性有机质随着土壤pH值的降低而降低.

表6 不同改良剂施用量农场土壤水溶性有机质变化

表7 不同改良剂施用量农场土壤水溶性有机质显著性分析

表7的方差分析结果表明：15天时，处理1、7与其他处理的差异显著，处理2比处理1的水溶性有机质含量降低16.67%；30天时，处理2、3与其他处理的差异显著，处理2比处理1的水溶性有机质含量降低20%.这个分析结果表明：改良剂的施用以后，土壤水溶性有机质的含量呈下降趋势，而且在施用改良剂800kg/667m2时，改良效果就很明显，而随着施用改良剂继续增加，改良效果基本不变.