生物質(zhì)灰渣對(duì)退化土壤修復(fù)作用研究.pdf

1、當(dāng)前，由于人類各種不合理的活動(dòng)所引起的土壤退化問題，已嚴(yán)重威脅著全世界范圍農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。退化土壤的改良劑是在現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的方法，不同的改良劑由于結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、作用機(jī)理等不同，造成改良效果相差較大。因此，尋求能夠大面積運(yùn)用，成本低，低碳環(huán)保的生態(tài)型改良劑，對(duì)我們的可持續(xù)發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。生物質(zhì)灰渣是農(nóng)業(yè)廢棄物燃燒產(chǎn)物，富含的磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，呈堿性，具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，不僅能夠改善土壤理化性質(zhì)，還能夠促進(jìn)作物的生

2、長(zhǎng)，減少病害的發(fā)生，創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，是一種可再生的新型的綠色能源。本文以重慶典型的紫色土和黃壤為研究對(duì)象，通過盆栽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)，研究了灰渣不同施用量對(duì)退化黃壤和紫色土的改良效果及對(duì)作物產(chǎn)量影響，并進(jìn)一步對(duì)比分析了不同改良劑對(duì)菜地退化土壤理化性質(zhì)的改良效果及其對(duì)作物產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期選取出較優(yōu)的灰渣施用量和改良劑，為生物質(zhì)灰渣在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，并為退化土壤的修復(fù)提供合理措施，實(shí)現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本研究主要內(nèi)容包括

3、：
　?、旁谂柙灶A(yù)培養(yǎng)試驗(yàn)中，灰渣不同施用量對(duì)退化黃壤的理化性質(zhì)以及作物的品質(zhì)影響差異明顯。中高比例(5％、10％、25％)的灰渣施用量能有效的改善土壤理化性質(zhì)，提高作物品質(zhì)，特別是處理Ⅳ(5％)的土壤有效N、P、K養(yǎng)分增加幅度最大，作物品質(zhì)較佳，故選取灰渣施用比例為5％來進(jìn)一步對(duì)比研究不同改良劑對(duì)退化土壤的改良效果。
　　⑵不同改良劑對(duì)作物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響存在差異。NPKH（化肥配施灰渣）和NPKW（化肥配施生物質(zhì)肥）處理

4、的萵筍產(chǎn)量增幅最大;化肥配施改良劑比單施化肥有利于降低萵筍中NO3--N含量，以NPKW處理最佳，其次為NPKSF（化肥配施石灰和沸石）處理。NPKS處理和NPKW處理較其他處理可以有效提高作物可溶性還原糖，NPKH處理較其他處理大大增加了作物氨基酸含量。
　?、遣煌牧紕┨幚韺?duì)退化土壤的改良效果不同。經(jīng)改良劑處理的退化土壤有機(jī)質(zhì)的含量增加，隨種植時(shí)間增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量均下降，但NPKH處理的下降幅度最小，其次為NPKC（化肥配

5、施草炭）處理;改良劑處理可以有效提高土壤pH值，在同一季度下，各處理的土壤pH值表現(xiàn)為NPKH＞NPKSF＞NPKS＞NPKW＞NPKC＞CK＞NPK;改良劑配施NPK比單施NPK更有效地提高土壤中TP、TK含量，其中以NPKH、NPKW、NPKC處理效果較為明顯，且隨盆栽種植時(shí)間的延長(zhǎng)，效果越明顯;各改良劑處理對(duì)堿解氮的影響差異并不明顯，NPKH處理較其他處理能顯著提高土壤有效P、速效K含量，其中有效P較NPK處理提高了190.0％～

6、242.9％。
　?、炔煌牧紕┨幚韺?duì)退化土壤下滲水氮素和磷素的影響存在差異。單施化肥（TN流失濃度22.08～39.06 mg/L）在退化土壤上易造成氮素的流失，NPKH、NPKW和NPKC處理的下滲水TN濃度均低于其他處理;NO3--N是土壤氮素?fù)p失的主要形式，其變化趨勢(shì)與TN較一致，呈極顯著的相關(guān)關(guān)系(p＜0.01，r=0.869);各處理的土壤下滲水中NH4+-N較低，幾乎均控制在1 mg/L以下。在整個(gè)盆栽過程中，土壤下

7、滲水TP、DP濃度變化趨勢(shì)較一致，呈極顯著的相關(guān)性(p＜0.01，r=0.892)，DP濃度占TP的60％以上，NPKH處理的下滲水TP、DP分別為0.70～1.35mg/L和0.67～1.27 mg/L，明顯高于其他處理，可見灰渣本身含有大量的磷元素，除供作物生長(zhǎng)外，部分會(huì)隨水流失，使其下滲水中磷素較其他處理高，易造成富營(yíng)養(yǎng)化。
　?、苫谒_維諾夫法和Le Bissonnais法，不同改良劑處理的退化土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性、分布特征

8、等不同。與對(duì)照CK相比，NPKH處理有效提高了＞0.25 mm團(tuán)聚體水穩(wěn)定性且其對(duì)土壤團(tuán)聚體破壞率較其他改良劑處理的低;就分形維數(shù)D而言，NPKH處理較其他處理的低，其水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量也相對(duì)高。經(jīng)LB法三種方式處理后，NPKH處理＜0.25 mm團(tuán)聚體較其他處理的小了6％～10％，特別是WS作用的＜0.25 mm團(tuán)聚體最少，僅為3.75％，即使在崩解作用較強(qiáng)的FW方式下，NPKH處理的大團(tuán)聚體較其他處理的穩(wěn)定，說明灰渣配施NPK可以有

9、效提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性;NPKH處理的土壤MWD和GMD較其他處理的大，對(duì)雨滴、耕作等外應(yīng)力作用能保持較高的穩(wěn)定，其次為NPKSF和NPKW處理，但灰渣較其他改良劑處理的土壤更易受到空氣的擠壓而造成團(tuán)聚體破碎。故在土壤中添加灰渣等改良劑時(shí)，應(yīng)更加注重暴雨季節(jié)對(duì)土壤坡面的有效防護(hù)，增強(qiáng)坡面土壤的抗侵蝕性能和穩(wěn)定性。
　?、释寥酪核芟奘峭寥懒W(xué)性質(zhì)的直觀反映，與土壤的侵蝕強(qiáng)度、滑坡等密切相關(guān)。在整個(gè)改良劑修復(fù)退化土壤的盆栽試驗(yàn)中，除N

10、PKH處理的土壤P提高外，其他處理均下降;在需水量較大的空心菜種植后，NPKSF、NPKH、NPKW和NPKC處理的WL下降;NPKH處理降低了IP，而其他處理的IP均增加，輪作后，各處理IL均不同程度的增加，其中NPKH處理最明顯，其次為NPKW處理。
　?、舜筇镌囼?yàn)條件下，灰渣不同施用量對(duì)蔬菜產(chǎn)量及退化紫色土的修復(fù)作用存在不同。與對(duì)照相比，蔬菜產(chǎn)量隨施用量的增加而增加，其中1200 kg/畝處理的產(chǎn)量最高，提高了443.20～

11、662.20 kg/畝。大量施用灰渣能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量;灰渣呈堿性，在短時(shí)間內(nèi)，施用大量（1000～1200kg/畝）的灰渣能快速降低土壤中交換性Al3+含量，提高土壤pH值，且效果明顯。此外，施用灰渣能有效改善土壤的P、K含量，但隨種植時(shí)間的增加，改良效果有所下降，而高灰渣施用量（1000～1200 kg/畝）的處理仍高于其他處理。
　?、檀筇镌囼?yàn)條件下，對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性而言，濕篩法測(cè)得的土壤團(tuán)聚體粒徑分布呈中間低兩邊高

12、的趨勢(shì)，且＜0.25mm的團(tuán)聚體為優(yōu)勢(shì)粒徑，含量在40％以上。在施用灰渣初期，灰渣對(duì)土壤大團(tuán)聚體水穩(wěn)定性有較好的改善作用，且灰渣施用量越大，改善效果越佳，但隨著施用時(shí)間的增加，大團(tuán)聚體水穩(wěn)定性有所下降，而微團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性有所上升，總之，添加灰渣可以在短時(shí)間內(nèi)提高土壤大團(tuán)聚體穩(wěn)定性，且灰渣施用量越大，效果越好。
　?、痛筇镌囼?yàn)條件下，施用灰渣在一定程度上降低了土壤從“細(xì)菌型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢婢汀钡倪B作障礙程度，且隨種植時(shí)間的增加，高量