1、鹽堿地土壤改良試驗研究*以粉煤灰和煤殲石改良鹽堿土為例 趙旭，彭培好，李景吉(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院四川成都610059)摘要：本文采用盆栽試驗，重點探討了粉煤灰和煤磚石改良鹽堿土對桂柳生長的影響。 結(jié)果表明：施加15 %粉煤灰+15 %淤泥改良鹽堿土效果明顯好于10 %粉煤灰+10 %煤殲石 + 10%淤泥的效果，好于20 %粉煤灰的改良效果。基質(zhì)中加入粉煤灰，對提高桂柳發(fā)芽率、 縮倉枝條發(fā)芽吋間和提高萌發(fā)枝條成活率均具有促進(jìn)作用。施加粉煤灰改良鹽堿土的優(yōu)劣比 例順序為：粉煤灰15%>20%>10%。本試驗達(dá)到了試驗初衷要求和期望值，對于己獲取的 數(shù)據(jù)的分析是科學(xué)的、可行的，具

2、有借鑒意義。關(guān)鍵詞：粉煤灰；煤磚石；軽柳；鹽堿土中圖分類號：s714文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a干旱區(qū)土壤鹽堿化是土地退化的主耍問題，并威脅著綠洲農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。西北地 區(qū)位于我國干旱、半干旱區(qū)，年均降水最不足200 mm,干燥度人于4,多風(fēng)沙，晝夜溫差 大，h然環(huán)境十分惡劣，形成了人量的鹽堿地而積。造成該區(qū)土壤結(jié)構(gòu)板結(jié)，植物類型單 調(diào)，綠化面積人最減少，降低了生態(tài)系統(tǒng)的功能，造成了當(dāng)?shù)貒?yán)重的生態(tài)問題。如何對西北 地區(qū)鹽堿地進(jìn)行治理，已經(jīng)成為國家關(guān)注的重要問題z及多年來科學(xué)研究的熱點問題。粉 煤灰是目前世界上彩響環(huán)境的主要廢棄物之一。粉煤灰的理化性質(zhì)測定表明：施加粉煤灰 可降低土壤容重和ph值，減少土壤屮

3、堿性物質(zhì)含量叫堿性粉煤灰和屮性的污泥配合能 很好的改良酸性土。而煤時石屮含有人量有機物，是攜帶固氮、解磷、解鉀等微生物的理想 基質(zhì)，土壤中施加適量的煤僑石，可以改善土壤容重、孔隙度等土壤物理性狀7-8j41o國內(nèi) 外對鹽堿地及其改良的研究很多，但對于粉煤灰和煤肝石對鹽堿地的研究仍存在一些問題, 給鹽堿土改良方案帶來不確定因ml3a91o基于此，作者針對西北地區(qū)的鹽堿地改良開展了實 驗性性研究。1材料與方法1.1材料試驗釆用的土壤為寧夏銀北地區(qū)屮鹽漬化土壤；所用的植物試材為軽柳(tamahx chinensis.) r生根樁苗，采口于河北生物研究所的苗圃地；添加的改良劑為：粉煤灰(a)、 煤肝石

4、(b)、淤泥(c),其中粉煤灰、煤肝石采集于四川省成都市成華區(qū)火電廠,淤泥采集 于成華區(qū)火電廠周圍的泥塘，距火電廠約0.5 knio1.2方法以桂柳為研究對象，鹽堿土和污泥均自然晾曬干后過3mm瓶 試驗所川改良混合土釆基金項目：財政部礦山保護(hù)專項基金(2007-244),寧夏右嘴山煤肝右粉煤灰資源化生態(tài)化研究及示范工程。 作者簡介：趙旭(1982),男，山東泰安，博士研究生，主要從事環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展研究， email:29354243。用6種改良方式：1)鹽堿土+粉煤灰，粉煤灰含量為每盆混合土總重(2.0 kg)的0%、10%、 2()%、30%,分別以ck、al、a2、a3表示；2)鹽堿

5、土+煤殲石，煤肝石含量為每盆混合 土總重(2.0 kg)的10%、20%、30%,分別以bl、b2、b3表示；3)鹽堿土+粉煤灰+煤 彳it石，粉煤灰、煤阡石為每盆等量添加，總含量為每盆混合土總重(2.0kg)的10%、20%、 30%,分別以cl、c2、c3表示；4)鹽堿土+粉煤灰+淤泥，其配比方式與3)同，分別以 di、d2、d3表示；5)鹽堿土+煤硏:石+淤泥，具配比方式與3)同，分別以el、e2、e3 表示；6)鹽堿土+煤肝石+粉煤灰+淤泥，即在3)中加入等雖于粉煤灰和煤肝石的淤泥，改 良劑總含量為每盆混合土總重(2.0 kg)的10%、20%、30%,分別以fl、f2、f3表示。將鹽

6、堿十和改良劑按比例混合均勻，裝入花盆屮，各處理重復(fù)4次,然示一次性澆透水， 于實驗室(玻璃材料建成，通風(fēng)良好)屮放置一周后，每盆抒插1株桎柳根樁苗。試驗每5 天進(jìn)行一次物候觀測，每間隔10天進(jìn)行試驗組間隨機調(diào)換位置，以減小外界干擾因素對試 驗結(jié)果的影響，同吋視土壤的干早程度進(jìn)行周期性等量澆水。1.3數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計方法植物的牛長動態(tài)可從變化速率的角度進(jìn)行分析。絕對牛長速率是指單位時i'可單位面積內(nèi) 植物的增長量(木文是單株枝條生長長度，下同)；相對生長速率是指單位質(zhì)量的植物在單位 時間內(nèi)的凈積累速率，即單位植物有機物質(zhì)的增長速率從比鮫不同卅i物種在相同時 間內(nèi)的相對生長快慢這個意義上看，

7、它可成為衡量相對生長性能的有效定量指標(biāo)。此處用 blackman公式計算絕對牛長速率(agr )和相對牛長速率(rgr),即：agr(lj)=( li+i-li)/(ti+ti)(i)rgr (lj) =(lnli+i_lnli)/ (ti+】一t»(2)式中：b、li+1分別為口、ti+1吋刻的枝條生長。根據(jù)2008年5-9月測得的相關(guān)數(shù)據(jù), 試驗數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析，采用excel 2007和spss 13.0分析軟件。2結(jié)果與分析2.1兩種改良劑的化學(xué)成分分析兩種改良劑為粉煤灰和煤研石，其活性主要來缶舌性sio2 (玻璃體so)和活性a12o3 (玻 璃體ai2o3 )在一定堿性

8、條件下的水化作卅。由表1看出，sio?和ai2o3是改良劑的主要組 成成分，占總成分的60 %-80%,與so3共同組成酸性成分物質(zhì)。表1改良劑化學(xué)成分分析西南冶金地質(zhì)測試中心分析2.2不同改良方式對軽柳成活率和發(fā)芽時間的影響由表2看出，僅d3組、a2組、f3組存在成活個休；其中，d3組成活率最高，且根樁 苗發(fā)芽時間明顯早于a2組和f2組；a2組僅在發(fā)芽時間上早于f2組，兩組成活率相同，化驗樣品分析項目及含量(ict?)編號名稱sio2ai2o3tfe2o3caomgotio2so3loss2007y-2粉煤灰45.2533.333.391.980.561.081.0510.422007y-2

9、350煤幵石38.8623.66290.120.250.811.1930.27兩組之間差異不明顯。成活組土壤屮均含有不同比例的粉煤灰，其中d3組粉煤灰和淤泥等 比例15%混合示，軽柳成活率最高、發(fā)芽最早。粉煤灰屮的活性sio2 （玻璃體so）和活性 a12o3 （玻璃體a12o3）在堿性條件下發(fā)生水化作用，降低了土壤的ph值。因此，施加粉煤 灰冇利于改良鹽堿土。鹽堿土中施加粉煤灰（15%） +淤泥（15%）更冇利于提高桂柳苗的 成活率、促進(jìn)幼苗發(fā)芽。三組成活組的土壤中，均混有粉煤灰成分，說明鹽堿土中施加適量 的粉煤灰，有利于改良鹽堿土。表2不同改良方式桂柳成活情況*成活試驗組成活個數(shù)成活率（）

10、發(fā)芽時間a2組25007.25d3組410005.30f3組25()0&1()*試驗記錄時間為2009年2.3不同改良方式對怪柳生長鬲度的影響從試驗結(jié)果看，d3組共萌發(fā)20個枝條，f3組共萌發(fā)4枝條，a2組公萌發(fā)5枝條，記 錄每次觀測的每組枝條牛長高度，直至試驗結(jié)束，測量計算每株枝條的最大牛長長度（圖1） 和總牛長長度（圖2）。將每組記錄值分別進(jìn)行平均值處理，可得每組枝條平均牛長高度（見 圖3）。対每組枝條最終牛長長度求平均，可得平均生長長度（圖4）。圖1桂柳枝條最大生長量12025 -15 1015202530354045505560657075808590生長天數(shù)(d)圖3桂柳生長

11、物候觀測圖4桂柳枝條平均生長量由圖1、圖2、圖4可看出,三組指標(biāo)的比較中,d3組桂柳苗生長狀況明顯優(yōu)于f3紐和a2組,組間差異性顯著。由圖3可以看出,d3組于5月末份開始生長,而f組和a組 的生氏時間分別推遲到了 7刀末和8 j初，d3生氏時間明顯長于f3組和a2組；比較f3 組和a2組結(jié)果，可以看出f3組優(yōu)于a2組，但兩者z間差異不顯著。結(jié)合試驗組成活情況 指標(biāo)，所以綜合分析，f3組要優(yōu)于a2組，即d3組優(yōu)于f3組優(yōu)于a2組。2.4軽柳絕對牛長速率的動態(tài)變化圖5反映了三個試驗組軽柳綸育期絕對生長速率的動態(tài)變化。d3組絕對綸長速率大致 呈雙峰illi線，6月下旬出現(xiàn)較高峰值，而f3組和a2組呈

12、單峰|11|線。三個試驗組牛長速率的 動態(tài)變化差異較大。其中，d3組峰值分別在6 j1中下旬和7刀下旬，以6 j1峰值最大，7 刀下旬僅出現(xiàn)較小峰值。f3組峰值出現(xiàn)在8刀中旬，a2組峰值不明顯，出現(xiàn)在8刀上句。 d3組生長吋間遠(yuǎn)早于f3組和a2組，而a2組少早于f3組牛長吋間。9876543210d3 組-b-f3 組51015 2025 30 3540 45 5055 60 6570 75 80 85生長天數(shù)(d)圖5桂柳絕對生長速率變化由圖5可以看出，d3組出現(xiàn)的第一個峰值均遠(yuǎn)早于f3組和a2纟！1；三纟r絕對生長速率 變化曲線均較完整，但d3組和f3組出現(xiàn)的最人峰值較突岀，而a曲線較平緩

13、，峰值較小。 從生長時間看，f3組雖然晚于a2組生長時間，但f3組最大絕對生長速率遠(yuǎn)高于a2組。 綜合綸長時間、絕對牛長速率變化和最大絕對速率三個指標(biāo)，可以看出三組牛長優(yōu)勢順序為: d3組f3纟h>a2纟h.,這與2.3得出的結(jié)果札i一致。2.5軽柳相對生長速率的動態(tài)變化由圖6可以看出，d3組絕對生長速率呈4峰曲線，分別在6月屮下旬、7月上旬、7 月末和8月上旬中上旬出現(xiàn)峰值；a2組呈現(xiàn)單峰或雙峰曲線，在8月中上旬出現(xiàn)一個相對 明顯的峰值，在7刀末出現(xiàn)一個不明顯的峰值；f3組僅能看出在8刀中上旬呈現(xiàn)單峰曲線。5251505152 2 1 o 9-1乏<言)斬 d3組生長天效(d)圖

14、6桂柳枝條絕對生長速率由圖6看出，每組植物生長初期相對生長速率均表現(xiàn)較高，后期總的趨勢均在下降。從 變化趨勢的峰值來看，d3組相對生長速率呈現(xiàn)正值趨勢增長出現(xiàn)兩個峰值，分別出現(xiàn)在6 刀下旬和7 j上旬；而a2組和f3組均呈現(xiàn)一個峰值，分別出現(xiàn)在7刀末和8刀上旬。從 最大凈積累效率(即相對生長速率的最大值)來看,d3組6刀20 口為1.990 cm plant t cm1； a2 組 7 月 25 h 為 0.246.cm planf,-f,-cm1； f3 組 8 月 10 日為 0.754 cm plant t cmo3結(jié)論與討論3改良效果比較不同改良方式下軽柳生長高度，已經(jīng)得出d3生長時間

15、明顯長于f3組和a2纟r,三 組試驗結(jié)來的差界主要山土壤基質(zhì)不同而引起。枝條總牛長量、平均綸長量和最大生長量的 比較發(fā)現(xiàn)，d3組怪柳苗生長狀況明顯優(yōu)于f3組和a2組，組間差界性顯著，施加粉煤灰+ 淤泥各15%比例混合鹽堿土，其改良效果相對最優(yōu)。3.2生長速率動態(tài)整個生長季內(nèi)，三紐試驗成活個體的絕對生長速率與各自的生長量是一致的，即絕對生 長速率0表叨地上生長量一直處于增長狀態(tài)，陽絕對生長速率三0則為停滯生長階段，此 時生長量不再增加或有所下降。從結(jié)果來看，d3組個體的適應(yīng)性最強，15%粉煤灰+15% 淤泥對鹽堿土的改良效果最好，這也與試驗結(jié)果分析相一致。3.3相對牛:長速率動態(tài)相對生長速率與絕

16、對生長速率有著和似的季節(jié)性變化，各組軽柳的凈積累暈主要集屮 在生長詢期。在整個生長季內(nèi)，侮試驗組軽柳相應(yīng)的相對生長速率值并非常數(shù)，而是不斷變 化的。鹽堿土中就加改良劑后，軽柳在適應(yīng)土壤環(huán)境的生長初期，生長潛能均較大，隨后生 長速度出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，但總體趨勢在逐漸下降，牛長期的大部吋間內(nèi)會呈現(xiàn)負(fù)增長。綜上所述，由于試驗條件限制，受到本試驗成活樣木的限制，影響了試驗的精度。但總 體上，木試驗達(dá)到了試驗初衷要求和期望值，對于已獲取的數(shù)據(jù)的分析是科學(xué)的、可行的。參考文獻(xiàn)1王水獻(xiàn)，楊鵬年，董新光等內(nèi)陸河流域綠洲灌區(qū)鹽堿地改良分區(qū)及治理模式探究一以新媼焉耆縣平原 灌區(qū)為例j.節(jié)水灌溉,2008, (3)

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20、eriment of amelioration to saline alkali： improvedsaline-alkali soil by coal ash and coal gangue as an examplezhao xu, peng pei-hao, li jing-jicollege of earth science / chengdu university of technology chengdu 610059, sichuan / china abstract : by using of pot experiment, the paper focuses on the e

21、ffects of saline-alkali soil, which is improved by adding coal ash and coal gangue, to the growth of tamarisk. the result shows that the improvement effect of saline-alkali soil by adding 15 % coal ash and 15% sludge is better than adding 10 % coal ash, 10 % coal gangue and 10 % sludge, or adding 20

22、 % coal ash. to add coal ash to the matrix plays a driving and positive role to raising the sprout rate, shortening the branch sprout time and improving branches survival rates of tamarisk. comprehensively compared, the order of proportion of adding coal ash to improve saline-alkali soil is 15 %>20 %>10