不同配方拌和黄石膏废渣的改良效果及对合欢生长的影响

杨建华，米建波，陈继恩

（1.西昌市石嘉国有林场；2.凉山彝族自治州林业科学研究所，四川西昌615000）

黄石膏又叫钛石膏，是硫酸法生产钛白粉形成的工业废渣。据估算，每生产1 t钛白粉就产生5～6 t黄石膏，排放量每年就达数百万吨。目前，我国每年排放的黄石膏主要是露天堆存，占用大量土地，成为困扰钛白粉生产企业和环保部门的难题之一。研究和开发黄石膏的再利用途径和方法，不仅可以保护环境，节约土地、减少不可再生资源的消耗，还可以为企业带来一定的经济效益，推动相关产业的发展。

合欢（Albizia julibrissin Durazz.）为豆科含羞草亚科合欢属植物，又名绒花树，马缨花。落叶乔木，夏季开花，头状花序，合瓣花冠，雄蕊多条，淡红色。性喜光，喜温暖，耐寒、耐旱、耐土壤瘠薄及轻度盐碱，对二氧化硫、氯化氢等有害气体有较强的抗性。

表1 三种实验材料与黄石膏废渣的拌和比例

本实验针对黄石膏废渣颗粒小（0.02 mm以下占66.63%）、碱性强（pH为8.35）、通气性、透水性差，不利于植物生长的特性，选择合欢作为指标植物，采用不同配方的拌各黄石膏废渣，采用常规的水肥管理模式，观察指标植物的生长状况，经过三年的种植，测定其形态指标，选择最适宜的配方，以提高植被恢复成功率，选择出经济可行的技术模式。为建立试验示范区，进一步探索出攀西地区该类型矿山具有可操作性的植被恢复技术模式，并为营造示范样板林提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于西昌市（102°10'5.947"E，27°50'43.674"N），海拔1500 m。地处亚热带高原季风气候，光照充足，西昌年平均气温：17.5℃；年平均最高气温：23℃；年平均最低气温：12℃，年均日照时数2423.1 h，无霜期298d，年均降水量1020 mm，空气平均湿度75%。

1.2 试验材料

1.2.1 受体材料

选取株高地径相同、健壮且长势相同的合欢，每个处理10株。

1.2.2 黄石膏废渣

黄石膏废渣pH值8.35，未检测出重金属。

1.2.3 生物材料

纤维素类（农业废弃物稻草和玉米秸秆），用有机物料腐熟剂配合进行，腐熟剂采用当地农村下发的有机物料腐熟剂“鸿生源牌有机物料腐熟剂”。使用方法及用量：每1000 kg作物秸秆用腐熟剂2kg，尿素5kg，浇水湿度以55%～65%为宜，其后用塑料膜覆盖14～27d。

1.2.4 当地红壤土

厂区周边就近取材的山地红壤土。表土有机质含量一般为10～15 g/kg，熟化度高的可达20 g/kg；一般养分含量不高，有效磷极少；pH值在4.5～5.2；粘重，保水保肥力差，耕性较差，有酸、粘、瘦的特性。

1.2.5 有机物料腐熟剂

“鸿生源牌有机物料腐熟剂”，富含分解纤维素、半纤维素、木质素和其他有机物质的微生物菌群，能快速腐熟作物秸秆等有机废弃物，使秸秆中所含的有机质及磷、钾等元素成为作物所需的营养，并产生大量的有益菌，抑制有害菌，减少病害的发生，同时能刺激作物生长，提高土壤有机质，增强作物抗逆性，减少化肥使用量，改善作物品质。

1.3 实验设计

采用不同比例的混合物进行拌和。每个试验处理视试验场地情况按照4m2面积进行布置，同时每个试验号安排两组重复。同时，根据主要混合物的不同，分别命名D组、Y组、YH组、DH组，每组添加拌和比例相同，但是添加的量在查阅文献后，分别为基础剂量，两倍剂量和四倍剂量。各拌和比例及主要拌和物，见表1。

1.4 测定指标及方法

形态指标测定：株高采用卷尺（精度1 mm）测量，地径采用游标卡尺（精度0.01 mm）在土表处对茎粗（从两个相互垂直的方向测量，取平均值）进行测量。

1.5 数据处理分析

采用Microsoft Excel 2010（Microsoft corp.USA）对数据进行初步整理，处理采用IBM SPSS Statistics 20（SPSS Inc.,USA）统计分析软件对数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA），并用最小显著差数（LSD法）进行多重比较（α=0.05），绘图采用 SigmaPlot 10.0（Systat Software Inc.,USA）。

2 结果分析

由图1可知D组实验合欢地径没有表现显著差异，T3处理不显著大于该组其他处理（P＞0.05），高出25.7%，而T1、T2号处理间差异不大。D组实验合欢株高随拌和剂量的减小呈现先增加后减小的趋势，T3处理显著高于T2处理，高出88.6%，且高于T1处理29.6%。由此可以见最低剂量的稻草秸秆在尿素和腐熟剂的作用下对黄石膏废渣的改良情况最好。

Y组处理，玉米秸秆改良后的黄石膏废渣对合欢株高地径的影响则和稻草秸秆的趋势相反。由图可知，Y组处理中合欢地径随拌和量的增加而变大，T4处理分别高出T5和T6处理23.8%和33.3%。Y组处理中合欢株高随拌和剂量的减小呈现先降低后升高的趋势，T4处理分别高出T5和T6处理51.2%和40.7%。由此可以看出最高剂量的玉米秸秆在尿素和腐熟剂的作用下对黄石膏废渣的改良情况最好。

YH组处理中，玉米秸秆和黄壤土拌和改良黄石膏废渣后，在合欢地径和株高均随着剂量的由高到低呈现先增加后减小的趋势，且该组处理间差异不显著。T8处理在株高和地径两个指标均不显著高于T7和T9处理，且T9处理的株高和地径均小于该组其他处理，地径分别高出12%和16.7%，株高分别高出20%和47.8%。

图1 黄石膏废渣对合欢株高、地径生长的影响

DH组处理与YH组处理表现趋势相似，地径株高均随拌和剂量的降低呈现先增加后减小的趋势，且该组处理间差异不显著。T12处理的株高和地径均小于该组其他处理，T11处理均高于T10和T12处理，株高分别高出4.6%和9%，地径分别高出24%和21%。

整个拌和实验中，添加黄壤土以后的各处理（T7-T12）总体上在株高和地径上高于其他处理，相比较而言，添加黄壤土更有利于合欢的生长。且在添加了黄壤土的处理中，T11的株高和地径都高于其他处理。

3 讨论

由D组实验可知，低量腐熟后的稻草对黄石膏废渣的改良效果（T3）优于较高剂量（T1-T2）。秸秆的还田量对作物生长、养分吸收以及产量形成过程有着重要的影响。过多的秸秆投入会导致氮素的生物固定，进而影响植物对氮素的吸收利用。可能是过多的氮元素施入，微生物与合欢竞争，导致了T1长势不如T。

在Y组中，高剂量（T4）的玉米秸秆对于改良黄石膏废渣是优于低价量（T6）处理的，可能是高剂量的玉米秸秆施入后，显著降低了土壤pH值，更有利于合欢的生长。

YH组和DH组在一定程度上优于前面两组实验，可见黄壤土的施入对合欢生长具有积极作用，并且两组实验均表现为中间剂量对合欢的株高地径贡献最大，高剂量的秸秆施入抑制了合欢的生长，低剂量的改良效果不佳。

4 结论

通过改良等量的黄石膏废渣实验中发现，低剂量（22.5 g/kg）的稻草秸秆和高剂量（135.1 g/kg）的玉米秸秆具有等效且更好的改良效果；所有处理中拌和138 g/kg的稻草和190 g/kg的黄壤土的处理改良效果最好；仅拌和农作物残体改良黄石膏废渣的生产实践中，宜施入22.5 g/kg的稻草秸秆或者135.1 g/kg的玉米秸秆；在拌和农作物残体和黄壤土以改良黄石膏废渣的生产实践中，宜施入138 g/kg的稻草或玉米秸秆和190 g/kg的黄壤土。