改良剂对底泥固化土pH值调节和园林植物生长的效果浅析

2020-07-20洪春来贾勤伟王卫平姚燕来朱凤香朱为静

浙江农业科学 2020年7期

洪春来，贾勤伟，王卫平，姚燕来，朱凤香，朱为静

(1.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，浙江杭州 310021； 2.宁波凯圣特腰果有限公司，浙江余姚 315400)

在河道和湖泊水体治理中，底泥疏浚是应用最普遍，效果也最明显的措施之一[1]，但是在疏浚过程中必然会产生大量的疏浚底泥。近年来，浙江省每年因疏浚新产生的底泥约有5 000万t，其中很大一部分尚未得到有效利用，只是被单纯堆置。这样一来，不仅占用了宝贵的土地资源，还可能造成周围空气、水体和土壤等环境的二次污染。同时，底泥中的氮、磷等有益成分也不能得到充分利用，浪费了资源[2-3]。

种子种苗工程作为实施科技兴农战略和发展效益农林的重要组成，近年来得到了飞速发展。为了保护、节省有限的土地资源和达到快速繁育种苗的目的，各种基质营养土、土壤改良剂等产品在观赏性植物、花卉苗木培育等方面得到了广泛的应用[4]。目前，花卉苗木栽培基质大多以草炭、椰糠等为主要原料，价格昂贵，增加了农林作物培育种植的成本[5-6]。因地制宜地利用疏浚底泥开发土壤改良剂、基质营养土等系列产品，不但可以增加土壤肥力，降低生产成本，改善土壤耕作性能，提高花卉苗木等园艺观赏植物的产量和品质，还可以减少化肥用量，替代泥炭、土壤等不可再生资源，是一种符合可持续发展原则的资源回收利用途径，也是适合我国国情的一种积极有效利用底泥资源的方式[7-9]，特别是将底泥用在绿化或园林上，更具有避开食物链，对环境相对安全的优势。

然而，在现代清淤工程中，为加速底泥的沉淀和脱水，往往会向淤泥中加入大量的碱性絮凝剂，从而导致底泥固化土的理化性能变差，具体表现为碱性增强、土壤易板结等问题。这已成为制约底泥园林绿化利用的主要瓶颈因素之一[10]。为此，本研究旨在开发碱性底泥固化土的改良利用技术措施，从而为其在园林绿化上的应用提供技术支撑。

1 村料与方法

1.1 材料

基质土改良材料：底泥固化土，取自浙江省浦江县通济桥水库清淤工程基地，pH值9.6，有机质含量0.98%，汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)全量分别为0.07、9.54、40.9、0.28、35.0、32.0 mg·kg-1；草炭，pH值4.8；腰果壳，粒径≤0.5 cm，pH值3.6；硫磺粉；硫酸亚铁。

供试苗木：红叶石楠、竹柏、绿宝、龟背竹、茶梅。

1.2 处理设计

试验共设置5个处理：对照(CK)，底泥固化土直接种植；处理1，70%(体积分数)底泥固化土+30%(体积分数)腰果壳；处理2，70%(体积分数)底泥固化土+30%(体积分数)草炭；处理3：底泥固化土+2%(质量分数)硫酸亚铁；处理4：底泥固化土+0.1%(质量分数)硫磺粉。

试验在控温温室中进行。将取回的底泥固化土摊平晾晒至含水率30%以下，粉碎过0.5 cm筛孔，然后将固化土按照上述处理分别与腰果壳、草炭、硫酸亚铁、硫磺粉混合，充分搅拌均匀后装入总体积为12 L的塑料花盆中，挑选大小、长势基本一致的苗木移栽入花盆中，每盆1株，每个品种每个处理栽种10盆，移栽完成后缓慢浇水直至水分从花盆底部刚好渗出。试验期间，根据土壤干湿度状况适时补充水分，冬季最低生长温度不低于10 ℃，夏季最高温度不超过35 ℃。

1.3 取样与观测

分别于移栽后第1天、8个月、16个月、24个月取各处理的土壤样品，用于pH等基本理化性质测定分析，并于栽培16个月后对各苗木的生长情况进行观测，记录苗木的成活率、株高、冠幅和茎粗等指标。

2 结果与分析

2.1 对底泥pH的影响

从图1可以看出，除硫磺粉外，其余改良材料均可以在较短时间内降低底泥pH，尤其是添加腰果壳的底泥固化土(处理1)，1 d后底泥的pH就下降到了8.1，较CK降低了1.6个pH单位。这主要是由于腰果壳本身的pH值较低(3.6)，与底泥混合后腰果壳中的有机酸迅速与底泥中的碱性物质发生中和作用，从而促进底泥的pH值大幅下降。随着处理时间延长，所有处理的底泥pH值均呈现出逐渐下降的趋势，尤其是添加硫磺粉的处理4，8个月后底泥中的pH下降了2个单位，至处理24个月后pH值下降至6附近。究其原因，硫磺粉加入到土壤中后通过生物化学作用使硫氧化成亚硫酸或硫酸，并产生大量的H+，从而使底泥pH值下降，而硫磺粉在加入初期由于还未与底泥充分发生反应，因而对底泥pH的调节作用不明显[11-12]。

图1 不同处理对底泥pH的影响

2.2 对花卉苗木生长的影响

从图2～4可以看出，不同作物对各处理的生长反应不一致。总体上来说，栽培16个月后，添加腰果壳、硫磺粉处理的绿宝、龟背竹、竹柏、红叶石楠的株高、冠幅明显优于CK，添加硫酸亚铁的处理对茶梅株高和茎粗的促进作用明显优于其他处理。试验表明，针对碱性底泥固化土，添加适当比例的腰果壳、硫磺粉或硫酸亚铁改良处理后，底泥固化土栽培的绿化苗木整体生长状况更优。