不同接触和淋洗时间下脱硫石膏对滨海吹填土理化性质的影响

为改善滨海吹填土的理化性质,加快提升吹填土在城市生态建设中的土地价值,开展脱硫石膏不同接触时间处理对滨海吹填土理化性质影响的试验研究。结果表明:滨海吹填土导水能力极弱,在整个淋洗过程中始终没有淋出液排出,2,5,10,50d脱硫石膏接触处理后土壤饱和导水率分别达到6.21,7.20,7.20,7.65mm/h,显著提升了滨海吹填土的导水能力。2,5,10,50d石膏接触处理分别经220,116,116,196h淋洗后,淋出液盐分均达到0.5dS/m以下,淋洗用水量分别为5.16,3.85,4.21,4.95L。淋洗后,土壤含盐量由处理前6.98dS/m下降到0.28～0.36dS/m,土壤中Cl-、Na+浓度分别由处理前的9.03,4.85g/kg下降到0.05～0.34g/kg和0.01～0.04g/kg,土壤钠吸附比(SAR)以及土壤碱化度(ESP)分别由处理前的27.89和28.15下降到0.18～0.8和0.02～0.28,已经为非碱化土,土壤的各理化指标均得到明显改善。综合各种因素与指标,脱硫石膏与吹填土5d接触处理效果最佳。     

工农业废弃物改良吹填土机理与效果研究

采用物理化学相结合的方法对海泥吹填土进行脱盐改土试验。土柱试验结果表明:混合掺拌脱硫石膏和麦糠能够显著改善土壤的理化性质和渗透性能,处理3的入渗速率是对照组的18倍;脱盐过程表现为快速脱盐、缓慢脱盐和基本稳定三个阶段;最终土壤全盐量的淋洗效率在90%以上,其中Na+和Cl-达98%以上;添加脱硫石膏明显抑制了脱盐碱化现象。各处理相比较以处理3(1%脱硫石膏+20%麦糠)为佳,渗透快、脱盐率高,土水比为1∶1.42,改良后的土壤能够满足植物生长的基本需要。     

脱硫石膏改良碱化土壤过程中的向日葵苗期盐响应研究

由于脱硫石膏的主要成分为CaSO₄,可以用来改良碱化土壤,但施加脱硫石膏同时也增加了土壤中的盐分含量。该文通过盆栽试验研究苗期向日葵在不同脱硫石膏水平和不同淋洗水平条件下向日葵出苗、土壤化学性质和土壤淋出液性质的变化规律。试验设计8个处理,4个脱硫石膏水平(0、7.5、15和22.5 t/hm²)和2个淋洗水平(750和1200 m³/hm²)。研究表明：施加脱硫石膏增加了向日葵的出苗率,降低了土壤的碱化度(ESP)、pH和全盐量(TDS),但过量施加脱硫石膏也会抑制作物的出苗和生长;淋洗可以提高脱硫石膏的改良效率。根据试验结果推测当ESP＝63.5、pH＝9.15时,最佳脱硫石膏的投放量为13.65 t/hm²。该试验脱硫石膏用量7.5 t/hm²、淋洗水量1200 m³/hm²的处理碱化土壤改良效果最佳,向日葵出苗率达到了92.5%,ESP、pH值和TDS分别由初始的63.5%、9.15%和0.65%降到了15%、7.7%和0.15%以下。     

土壤调理剂对滨海吹填土的改良效应

采用蘑菇棒、锯末、诺沃肥、脱硫石膏组成的土壤调理剂,通过调理剂掺拌和水力淋洗相结合的方法,对滨海吹填土进行土壤改良试验,检验该调理剂改良吹填土的可行性,并确定调理剂的最佳用量。研究结果表明:调理剂可有效改善土壤物理性状,减小土壤容重,增大渗透率和非毛管孔隙度。调理剂的使用虽然没有明显改变吹填土土壤盐分的去除总量,但可以有效提高土壤脱盐效率,减少洗盐用水量,试验组用水量为对照组的69.23%。其所去除的盐离子以Cl~-和HCO_3~-为主。调理剂减弱了土壤溶液中盐分对植物的毒害作用,其自身也为植物提供了所需养分;随着调理剂用量的升高,植物生物量也相应增大。综合考虑使用土壤调理剂对滨海吹填土的改良效果,确定其最佳用量为15%。     

盐渍化土壤施用有机物-脱硫石膏改良剂效果的研究

研究了在盐渍化园田土壤上施用有机物与脱硫石膏混合改良刺对土壤理化性状和白菜产量的影响.试验采用改良剂的2种配方(成分比例不同)、3个施用量,以不施改良剂处理为对照,7个处理,3次重复.结果表明t施用有机物-脱硫石膏混合改良剂Ⅲ、Ⅳ可降低土壤容重最多为10.34%,11.30%;增加土壤总孔隙度最多达8.94%,9.84%.0-5 cm土壤全盐量由0.72%降至0.26%～0.46%;5-20 cnl土壤全盐量由0.32%降至0.14%～0.19%.改良剂2种配方的不同施用量与对照相比,土壤ESP、pH、土壤交换性Na~+和土壤Cl~-占阴离子总量分别下降了2.59%～16.28%,0.12～0.19,2.87%～24.53%和9.26%～213.05%.增加土壤SO_4~(2-)和Ca~(2+)最多达137.45%和228.24%.与对照相比,白菜增产10.19%～30.99%.施用有机物-脱硫石膏混合改良剂不仅能够改善土壤的理化环境,同时也为作物提供了丰富的腐殖酸及Ca,S等营养物质.     

脱硫石膏与灌溉耦合对滨海盐碱土化学性质的影响

脱硫石膏(CaSO4.2H2O)是火力发电厂石膏湿法烟气脱硫的副产物。对盐碱地施用脱硫石膏可以通过Ca2+置换盐土中的Na+,达到脱盐目的。通过盆栽试验研究天津滨海盐土施用脱硫石膏并配合灌溉淋洗改良盐碱土的效果。结果表明:对于表层土壤(0-10cm),施用脱硫石膏对Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO24-离子含量有显著降低作用。10cm以下土壤,脱硫石膏的脱盐能力与施用量呈正相关。脱硫石膏与灌溉耦合时,脱硫石膏施用量为3 000kg/hm2以上时改良效果较好。随着脱硫石膏施用量的增加不但降低了土壤Na+含量与土壤pH值,对灌溉量的需求也有所降低。灌溉量为田间持水量的80%时脱硫石膏对土壤Ca2+、Mg2+与K+的降低作用与CK相比差异最显著。脱硫石膏施用量的增加提高了土壤全盐量,但随灌溉量增加这种影响逐渐降低。     

脱硫石膏施用下宁夏盐化碱土水盐运移特征

为定量描述脱硫石膏施用下盐化碱土土壤剖面盐分与淋洗水量的关系,通过室内土柱淋洗试验开展了脱硫石膏施用下不同淋洗水量对宁夏盐化碱土水盐运移影响的研究。结果表明:施用脱硫石膏对增加水分入渗和降低0—20cm土层土壤pH、盐分含量产生了积极影响,土壤脱盐率84.39%~95.41%,但较大水量的淋洗有可能会加剧土壤碱化。连续淋洗条件下,最大脱盐深度位于60—80cm土层。脱硫石膏施用下,0—20cm土层Cl~-、Na~+溶脱率随淋洗水量的增加变化不大,低淋洗水量下,SO_4~(2-)溶脱率低于Na~+和Cl~-,高淋洗水量下,3种离子溶脱率接近;20—40cm土层主要盐分离子溶脱率由大到小依次为Cl~-、SO_4~(2-)、Na~+,各离子脱盐率随淋洗水量的增加先增加较快后趋于平缓。当淋洗水量达到60cm时,SO_4~(2-)和Na~+在80—100cm土层累积,Cl~-则运移至100cm土层以下。     

稳定流条件下曹妃甸地区吹填土脱盐过程

使用吹填土进行围海造地是当前拓展沿海地区土地空间的主要方法。该研究在室内土柱模拟试验基础上,分析了曹妃甸围海造陆地区吹填土在固定水头条件下淋洗脱盐过程的技术指标,得出了吹填土的淋洗用水量、脱盐时间等参数,同时探讨了研究区域内土壤在淋洗脱盐时的盐分运移规律、脱盐碱化等问题。该研究可为直接利用吹填土进行生态建设、园林绿化等方面提供参考。     

腐解秸秆和脱硫石膏添加对苏打盐渍土淋洗脱盐效率的影响

苏打盐渍化土壤胶体吸附大量交换性Na~+,造成土壤团聚体崩解,粘粒分散,阻塞土壤孔隙。改良苏打盐渍土需两步:一是提供钙源替换交换性Na~+,二是排出盐分。本文研究了腐解玉米秸秆和脱硫石膏不同改良组合对苏打盐渍土淋洗脱盐效率影响。结果表明,所有改良处理均能改善土壤入渗,入渗速率大小为:脱硫石膏脱硫石膏+腐解秸秆腐解秸秆对照;含脱硫石膏处理显著提高土壤饱和导水率(Ks),在短时间内腐解秸秆处理不能改善土壤导水性,在70 d后才有效果;腐解秸秆处理土壤含水率最高,材料保水性好;淋出液化学性质显示,各改良处理均能促进钠离子的淋洗;土壤化学性质显示,淋洗后各处理土壤盐分均显著下降;脱硫石膏和脱硫石膏+腐解秸秆处理与对照相比,土壤pH降低更显著;各改良处理土壤可溶性钠离子含量显著低于对照,并且土壤中可溶性钙镁等二价阳离子显著高于对照;各改良处理土壤钠吸附比(SAR)均显著低于对照组。     

土壤改良基质对天津滨海盐土的改良效果研究

盐土改良一直是环境绿化的技术难题。以山皮砂、玉米秸秆、脱硫石膏作为土壤改良基质,通过室内土柱实验,在定量间歇式灌水条件下,对天津滨海盐土进行了改良研究,结果表明:山皮砂和玉米秸秆的协同作用是改良土壤结构的关键,但配比不同则效果不同,适当的掺拌比例能更好地改善土壤的通透性能、实现快速平稳脱盐;添加脱硫石膏能有效抑制脱盐碱化现象;综合分析脱盐过程和脱盐效果,D组(原土+35%山皮砂+20%玉米秸秆+1.2%脱硫石膏)对滨海盐土的综合改良效果最好,属于最优配比组,各项理化指标优良。野外大规模绿化工程试验证明了该技术方案的有效性和可行性。     

3种固沙材料与风沙土复配后土壤改良效应及其质量评价

揭示风沙土复配其他固沙材料后的土壤质量变化及改良效应对研发防沙固沙新材料具有重要的指导意义。以乌兰布和沙漠风沙土为对照(CK),采用粉煤灰、脱硫石膏、牛粪3种固沙材料按干质量比15%,25%与风沙土进行复配,研究了不同材料与配比复配土壤对机械组成、养分含量、金属含量的改良效应,运用最小数据集构建、隶属度计算与土壤质量指数计算等方法评价了复配土壤质量。结果表明:(1)不同复配土壤的机械组成均发生了改变,粉粒、粗砂等难蚀、较难蚀颗粒体积分数增加,易蚀的细砂体积分数降低。(2)除石膏复配土壤各养分指标与CK相近外,其余复配土壤有机碳含量较对照提高1.2～10.4倍,牛粪复配土壤在提高养分含量方面显著高于其他材料; 以牛粪和石膏为材料的复配土则分别增加或降低了沙土中的金属含量,而粉煤灰复配土的Cr,As较CK下降。(3)不同复配土对土壤理化性质作用影响各异,粉煤灰在粒径改良方面较优,牛粪在养分提升方面效果显著,石膏在重金属含量降低方面作用明显,粉煤灰石膏混合复配则综合了二者的优势。(4)3种固沙材料均在不同程度上提高了复配土壤的质量,但复配土壤质量仍处于较低水平。综上,不同复配比例组合中,15%粉煤灰复配土壤质量得分指数最高为0.545,对风沙土的改良效果最好,其次为15%脱硫石膏(0.537),15%牛粪(0.506)和25%粉煤灰与脱硫石膏(0.484)复配组合。     

不同盐碱地改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿生长及产量的影响

为明确国产化盐碱地改良剂在重度盐碱地的施用效果,采用田间试验和室内分析相结合的方法,以牧草和绿肥兼用型紫花苜蓿为供试作物,研究重度盐碱地施用国产1号(2 250 kg·hm-2)、国产2号(7 960kg·hm-2)和脱硫石膏(22 500 kg·hm-2)3种改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)出苗率和鲜草产量的影响,以及施用脱硫石膏对土壤(0~20 cm)和紫花苜蓿茎、叶中重金属含量的影响。结果表明,与对照(不施改良剂)相比,施用改良剂处理的紫花苜蓿出苗率提高18.4%~31.7%,3茬鲜草总产量提高18.9%~43.5%;土壤pH下降0.11~1.46,容重降低0.01~0.06 g·cm-3、孔隙率提高1.15%~10.15%,土壤理化性状得到改善;施用脱硫石膏和含有脱硫石膏的国产2号使土壤和紫花苜蓿中汞、铅和铬含量有显著提高,但土壤重金属含量未超过国家《农业土壤环境质量标准》GB15618—2001规定的二级土壤使用标准,紫花苜蓿中汞、镉、铅和铬的含量检测符合国家饲料卫生指标(GB13078—2001)的规定。本研究表明,3种盐碱地改良剂以国产2号的施用效果最好,可在同类型盐碱地大力推广应用。     

脱硫石膏对盐碱土一维水平吸渗特征及水分运动参数的影响

为探明添加脱硫石膏对盐碱土水分运动参数的影响,以改善和提高银川北部地区土壤结构和土地生产力,进行了室内一维水平土柱吸渗试验。选取6种脱硫石膏添加比例0,1.5%,3%,4.5%,6%和7.5%,探究不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水平吸渗特征及水分运动参数的变化。结果表明:脱硫石膏添加减缓了土壤水分入渗过程,随着脱硫石膏添加比例增加,各处理累积入渗量与湿润锋运移距离均逐渐减小。幂函数与Philip模型能较好地拟合不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水分吸渗特征,吸渗率随脱硫石膏配比增加逐渐减小,毛管力对水的吸持作用减弱。随着脱硫石膏配比增加,土壤饱和含水率依次增加,饱和导水率依次减小,土壤持水能力明显提高。在Brooks—Corey模型中,形状系数n逐渐增加,进气吸力h_d逐渐减小,土壤通气性增强。在相同含水率情况下,随着脱硫石膏配比增加,土壤水分扩散率减小。添加脱硫石膏增加了土壤持水性能,改变了土壤水分分布状况,对土壤水分运动参数有显著影响。研究结果可为合理利用脱硫石膏改良盐碱地提供参考依据。     

脱硫石膏与结构改良剂配合施用对龟裂碱土理化性状和水稻生长的影响

[目的]筛选出最适宜宁夏回族自治区银北灌区盐碱地水稻生长的土壤结构改良剂施用量,为中国同类型地区盐碱地的改良应用提供科学依据。[方法]设置田间定位试验,研究银北灌区龟裂碱土在施用不同剂量土壤结构改良剂(0,150,270,375kg/hm~2)与统一施用定量脱硫石膏(22.5t/hm~2)对土壤基本理化性质及水稻生长的影响。[结果]在施用不同剂量结构改良剂后,0—20cm土层的土层容重、全盐量和pH值呈降低趋势,总孔隙度和水稳性团聚体则呈增加趋势。在0—20cm土层,各处理改良效果均较显著,当深度大于40cm时,所有处理的改良效果不明显。施加改良剂增加了水稻的成活率、株高和产量,且各处理间均差异显著(p0.05)。[结论]脱硫石膏与结构改良剂配合施用能显著改善龟裂碱土理化性状,促进水稻成长。综合考虑经济因素,脱硫石膏(22.5t/hm~2)+土壤结构改良剂(270kg/hm~2)的施用量效果最佳。     

Downward Movement of Soil Cations in Highly Weathered Soils Caused by Addition of Gypsum

Abstract

Besides supplying calcium (Ca) and sulfur (S) to plants, gypsum has recently been used in agriculture to ameliorate some soil physical and chemical properties, especially to alleviate aluminum phytotoxicity in subsoils. When applied in large quantities, however, gypsum may leach significant amounts of nutrients from the plow layer. This study was conducted to assess the effect of gypsum addition to the soil on the magnitude of cation leaching as well as the relationship of leaching with some soil properties in a group of seven Brazilian soils. Rates of gypsum equivalents to 0, 5.0, 10, and 20 t ha^?1 (0, 2.5, 5.0, and 10 g kg^?1) were mixed with triplicate soil samples consisting of 3.0 kg of dry base soil. After 60 days of incubation at room temperature (15–25°C), the experimental units were packed into polyvinyl chloride leaching columns (32‐cm‐high×10 -cm-diameter) at a density of 0.9 g cm^?3. Thereafter, they were percolated once a week with a volume of distilled water equivalent to 1.5 times the total soil porosity over 11 weeks. Soil samples were collected before the first and after the last percolation, for chemical analysis. Averaged across soils, 11 percolation events leached about 26% of each Ca, magnesium (Mg), and potassium (K) from the treatment without gypsum. Averaged across soils and rates, addition of gypsum leached 41–94% of added Ca, 13–90% of exchangeable Mg, and 13–58% of exchangeable K, and the highest losses occurred on the sandiest soils. The relationship between soil parameters and Ca leaching varied with gypsum rate: in the treatments that received gypsum, leaching was negatively related to cation exchange capacity (CEC), clay, and organic matter, and positively correlated with sand; in the treatment with no gypsum, leaching correlated with the same parameters above, nevertheless, all coefficients presented opposite signs. Leaching of K caused by gypsum was negatively associated with clay and positively with sand, whereas leaching of Mg was poorly correlated with any soil parameter. Gypsum is a good source to promote high and fast downward movement of Ca in the soil profile, but rates must be cautiously chosen because of excessive leaching of Mg especially on soils with low CEC.     

脱硫石膏改良重度苏打盐化土的环境效应

为了解连续施用脱硫石膏改良苏打盐化土的持续效应及环境效应,以经过3a大田连续施用不同量脱硫石膏(0,15,22.5,30t/hm~2)改良的重度苏打盐化土为供试土壤,采用盆栽试验方法,研究2a盆栽试验后,脱硫石膏的持续效应对饲草玉米生长、土壤环境以及农作物中重金属累积的影响。结果表明:15t/hm~2用量的脱硫石膏可以显著提高饲草玉米的出苗率、株高、茎粗和生物量,较对照分别提高20.6%,16.8%,8.1%和10.1%,试验范围内改良效果最佳。脱硫石膏使土壤的pH、EC降低,Na~+减少,Ca~(2+)和SO_4~(2-)增加,且脱硫石膏用量越大,影响越大。土壤和饲草玉米地下部中的As、Hg、Ni含量随脱硫石膏用量的增加而增加,试验范围内土壤重金属含量均符合二级国家土壤环境安全标准(GB 15618—1995)。饲草玉米地上部重金属含量与脱硫石膏添加量无显著相关关系,根据饲料卫生标准(GB 13078—2001),各处理玉米中重金属含量均未超标。饲草玉米对重金属的富集作用地下部大于地上部,且对不同重金属富集能力CdHgAsNi。利用适量的脱硫石膏量改良苏打盐化土的持续效应良好,且对环境未造成不良影响。     

种稻配施改良剂对苏打盐碱土-水-作物系统氟迁移的影响

为探讨化学改良剂对苏打盐碱土稻田生态系统中氟迁移的影响,采用盆栽试验,研究硫酸铝、脱硫石膏和有机复合改良剂作用下的土壤各形态氟含量变化,以及土壤氟向水体和地上部植株的迁移情况。结果表明,化学改良剂影响苏打盐碱土—水—作物系统中氟的迁移及生物有效性。种稻后各改良剂处理的土壤水溶态氟变化范围为8.33～20.90 mg/kg,与对照相比,均呈下降趋势,其中硫酸铝处理下降得最多,降低60.15%;可交换态氟和有机束缚态氟呈增加趋势,其中有机复合改良剂处理增加得最多,分别为79.54%和86.37%;种稻前后铁锰氧化物结合态氟变化较复杂,其中硫酸铝处理无显著变化,对照处理和有机复合改良剂处理分别增加19.05%和42.03%,而脱硫石膏处理下降22.79%;残余态氟和总氟含量呈下降趋势,其中有机复合改良剂处理的残余态氟降低得最多,为35.50%,硫酸铝处理的总氟降低得最少,为10.47%,其余处理降幅为12.50%～12.55%。在水稻种植过程中,土壤中氟向水中累积释放总量为对照>有机复合改良剂>脱硫石膏>硫酸铝,与对照相比,其他3个处理分别降低3.25%,5.13%和5.1...