脱硫石膏糠醛渣对碱化盐土入渗及盐分离子的影响研究

针对甘肃白银碱化盐土质地黏重、透水性差、难以改良利用等瓶颈问题,在统一施用有机肥30 t hm-2的基础上,采用灌溉淋洗及施用脱硫石膏、糠醛渣进行改良。通过室内土柱入渗试验,研究施用改良剂对碱化盐土的入渗率、累积入渗量、湿润锋随时间的变化规律及盐分离子的影响。试验结果表明:改良措施对土壤入渗和盐分离子动态影响显著,在统一施用脱硫石膏30 t hm-2、糠醛渣7.5 t hm-2和有机肥30 t hm-2的条件下,处理后土壤任意时刻入渗率、湿润锋推进距离、累积入渗量与入渗时间呈幂函数关系;pH值、碱化度、全盐含量显著降低,Na+、CO32-、HCO3-含量显著降低。     

磷钾肥施用对日光温室土壤溶液离子组成的影响

采用土培模拟试验研究了施用磷、钾肥对大田和温室土壤溶液电导率（EC）、离子含量及其比例的影响。结果表明,温室栽培土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-含量以及K+ / Ca2+、K+ / Mg2+摩尔比分别为大田土壤的2.5、95.0、16.6、1.9、3.2、4.0、31.0和39.0倍,说明日光温室土壤离子累积及养分比例失调问题突出。施用磷、钾肥对土壤溶液中不同离子含量的影响不同,增加磷肥施用量,显著降低了大田和温室土壤溶液EC和Ca2+、Mg2+离子含量,而对土壤溶液K+、NO3--N和NH4+-N离子浓度均无显著影响;随施钾量增加,大田及温室土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和K+/Ca2+、K+/Mg2+摩尔比均呈显著增加趋势。温室栽培实践中因过量施用磷、钾肥而造成的阳离子养分比例失调而带来的营养及生态环境问题值得关注。     

脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用

脱硫石膏溶解产生的Ca2+会和土壤中含碳的阴离子（CO32-、HCO3-）反应，最终将CO2吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为研究对象，以脱硫石膏为钙源物对0~20 cm土层进行改良。探究不同时间0~40 t?hm-2脱硫石膏施用量下土壤无机碳（SIC）和土壤无机碳密度（SICD）的变化，从而研究碱土改良中的无机固碳作用。结果表明：施用脱硫石膏能显著减轻土壤碱害（pH下降），增加土壤盐分同时具有无机固碳效果（SIC和SICD上升）（P < 0.05）。脱硫石膏最佳施用量为30 t?hm-2，此时改良土层pH降至最低（8.24）。改良后0~46d SIC含量相较对照组增加0.93 g?kg-1，SICD增加0.29 kg?m-2（即CO2固定量为1.06 kg?m-2）。改良过程中，脱硫石膏施用量与SIC、SO42-和Ca2+呈显著正相关（P < 0.05），与pH、CO32-、HCO3-和Na+呈显著负相关（P < 0.05）。气候因子对土壤无机固碳存在影响，增大相对湿度和降水量会抑制SIC含量和SICD增加，而增大风速、温度和太阳总辐射则有促进作用。研究结果为施用脱硫石膏改良碱土能增加土壤固碳潜力提供了直接证据。     

土壤结构改良剂对重度碱化盐土的改良效果

以宁夏银北重度碱化盐土为研究对象,系统研究生化黄腐酸BFA(Biochemical fulvic acid)和聚合硫酸铁铝PAFS(Polymeric aluminum ferric sulfate)与脱硫石膏FGD(Flue gas desulfurization)配合施用对土壤结构改善及其他理化性状的改良效果。结果表明:施用脱硫石膏和结构改良剂后向日葵出苗率、株高、千粒重和产量较对照均有显著增加。2014年、2015年和2016年脱硫石膏和改良剂配合施用的处理产量比对照平均提高了353.48%、298.82%和411.47%。2014年施用脱硫石膏和结构改良剂的处理0~20 cm土壤容重较对照处理平均降低9.07%,其中T3(FGD+BFA+PAFS)降幅最大。各处理土壤孔隙度变化趋势与容重相反。2015年和2016年0~20 cm脱硫石膏和改良剂配合施用的处理<0.25 mm粒级质量分数比2014年显著降低,1~2 mm粒级质量分数显著增加。整体来讲,改良后T3土壤水稳性团聚体状况最佳。脱硫石膏单独施用或与结构改良剂配合施用均会降低土壤pH值和EC,T3降幅最大;施用脱硫石膏和不同结构改良剂处理差异间不显著。施用脱硫石膏和改良剂后土壤有机质较对照明显增加,其中T3增幅最大,T4(FGD+BFA)次之。施用脱硫石膏和改良剂后土壤碱解氮、速效磷和速效钾变化情况与有机质相似,但增幅略大于有机质增幅。整体来讲,施用FGD+BFA+PAFS可以显著改善碱化盐土土壤结构、提高土壤有机质和养分含量,实现作物显著增产增收。     

褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农田土壤理化性质和水肥利用效率的影响。试验设置了6个处理：只施用化肥的对照处理(CK)、只施用2 t/hm²褐煤有机肥的处理(LBF),以及4个褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用的处理,即在施用2 t/hm²褐煤有机肥基础之上再分别施用5(LBF+F5)、10(LBF+F10)、15(LBF+F15)、20(LBF+F20)t/hm²脱硫石膏。结果表明：在0～40 cm土层,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改变了土壤盐分组成,增加了土壤中可溶性Ca2+、SO42-和Mg2+的含量,降低了可溶性Na⁺、CO₃^2-和HCO₃^-的含量。与对照处理相比,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用处理使0～20 cm土层土壤pH...     

滩涂区不同围垦年限土壤总盐及盐基离子含量变化规律

为了研究江苏沿海百年尺度滩涂围垦区土壤含盐量、Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等盐基离子变化规律及影响因素,采用了数量统计、相关分析、因子分析等方法对大丰典型滩涂5个不同时段围垦区表层土壤含盐量、Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等盐基离子的含量变化、相关关系、盐渍化特征及土壤理化性质对脱盐的影响进行了研究。研究结果显示:随着围垦年限增加土壤含盐量及盐基离子含量逐渐降低,围垦到60 a左右土壤含量平均值低于1g/kg,基本完成脱盐过程,并且盐渍化类型以氯化物型为主转变成以硫酸盐型为主;随着脱盐过程进行,盐基离子之间相关关系和组合特征发生了明显变化,从初期以Cl-、Na+作为主控因子,到围垦后期以SO42-、Ca2+为主控因子;土壤有机质和粉砂粒的增加加速了土壤脱盐进程;盐基离子变化是围垦过程中土壤酸碱度变化驱动因素之一。     

不同环境材料对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的改良效应

针对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的特点,选取4种含盐量分别为0.13％,0.24％,0.86％和2.07％的土壤,采用脱硫石膏和腐植酸作为改良剂,通过单施与配施组合处理开展土壤改良的淋溶试验,分析4种淋滤液的酸碱度(pH)、电导率(EC)、淋溶后土壤的pH、水溶性全盐、Na+、Ca2+、Mg2+含量,以及钠吸附比(SAR)变化.结果表明:脱硫石膏处理(A)和腐植酸十脱硫石膏处理(C)的土壤淋滤液pH值均显著低于对照(CK)和腐植酸处理(B),而EC显著高于处理A和处理C.对于淋溶后的盐碱化土壤,处理A、B、C均能降低土壤pH、代换性Na+含量和土壤SAR.处理B能够降低土壤水溶性盐含量,但差异不显著,处理A和C能显著提高土壤水溶性盐含量.测定发现,处理C对滨海盐碱土的改良效应最显著,4种土壤淋溶后pH分别较对照CK降低0.26％,0.83％,1.05％,1.83％;Na+含量分别降低82.4％,92.6％,89.1％,78.6％;SAR分别降低97.4％,98.5％,97.7％,94.7％.综合比较认为,在黄河三角洲滨海盐碱土壤改良中,在保证灌溉量的基础上采用脱硫石膏与腐植酸配施可达到良好的盐碱地改良效果.     

不同改良剂对融雪剂盐害土壤的修复效果

[目的]探究不同改良剂对融雪剂盐害土壤的修复效果及其对矮牵牛生长的影响,为改良剂的大田推广提供理论依据。[方法]采用香菇菌糠、平菇菌糠和脱硫石膏3种改良剂,通过土柱室内模拟试验,对改良后土壤的pH值,土壤电导率(EC),K+,Na+,Cl-、容重和孔隙度进行测定。[结果]改良处理后,pH值均有不同程度的降低;香菇菌糠施用量为24g/kg时,降低土壤EC值效果最显著;平菇菌糠改良可以有效提高土壤中K+离子含量;对于降低土壤中Na+离子含量而言,表现为:平菇菌糠香菇菌糠脱硫石膏;香菇菌糠处理(24g/kg)对于降低土壤中Cl-离子含量、土壤容重和提高孔隙度等方面效果最显著,土壤容重比CK减少了57.3%,孔隙度增加了24.6%,使矮牵牛单株鲜重较CK增加了244.64%。[结论]当香菇菌糠施用量达到24g/kg时,改良融雪剂盐害土壤的效果最显著。     

生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系

为研究生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系,通过厌氧热解的方法于300、500和700℃下制备了玉米秸秆炭。考察了热解温度对玉米秸秆炭水溶性、交换性和盐基总量的影响。采用室内培养的方法考察了添加玉米秸秆炭对酸性土壤的改良效果。结果表明:热解温度影响玉米秸秆炭各形态盐基离子含量,玉米秸秆炭总K、总Na、总Ca、总Mg、水溶性K、水溶性Na、水溶性Ca、交换性Ca和交换性Mg含量随热解温度升高显著增加;水溶性Mg和交换性K含量随热解温度升高先增加后下降。玉米秸秆炭中的K和Na主要以水溶态存在,约40%的Ca和30%的Mg以交换态存在,约50%的Ca和70%的Mg以其他形态(主要为难溶态)存在。添加玉米秸秆炭能极显著提高酸性土壤pH和降低土壤交换性Al3+含量,提高和降低幅度随热解温度升高极显著增加。总K+总Na+总Ca+总Mg含量可以作为衡量玉米秸秆炭提高酸性土壤pH能力的间接指标。添加玉米秸秆炭能极显著提高土壤交换性K、Na和Mg含量,能显著提高交换性Ca和总盐基离子含量。玉米秸秆炭总K和总Na含量是提高土壤交换性K和Na含量的决定因素,交换性Ca含量在提高土壤交换性Mg和交换性盐基总量中起决定作用。     

造纸废水灌溉对湿地土壤Na~+迁移的影响

通过在沈阳农业大学综合试验场内构建小试装置模拟盘锦双台河口盐碱化湿地,取用流经湿地的造纸废水进行灌溉,研究造纸废水灌溉后湿地土壤Na+含量的变化,分析废水灌溉对湿地土壤上层Na+迁移的影响,并初步分析其原因。结果表明,造纸废水灌溉后,灌溉组土壤Na+含量较灌前有所降低,且均低于对照组。废水灌溉组土壤Na+含量在土层剖面分布规律为:上层(0-20cm)中下层(20-60cm),而对照组则相反。造纸废水灌溉后,灌溉组芦苇Na+含量持续增加,总体上大于对照组,Na+在芦苇内的含量分布为:茎根穗叶。小试装置内土壤上层Na+迁移途径主要有3种:向中下层土层淋溶、植物吸收、出水带走,其中,植物吸收和出水带走能使Na+从土壤中去除,土壤上层Na+向各部分的迁移百分比为:向下淋溶植物吸收出水带走。造纸废水灌溉后,土壤中Ca2+、Mg2+含量、土壤孔隙度均高于对照组,相关性分析表明,土壤Na+含量与Ca2+、Mg2+含量及土壤孔隙度具有显著的相关性。     

脱硫石膏施用下宁夏龟裂碱土水盐运移特征

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龟裂碱土水盐运移影响的研究,结果表明：脱硫石膏施用下龟裂碱土随着入渗时间的增加,湿润锋深度和累积入渗水量呈先急剧增加再缓慢增加的趋势;0~20 cm土层土壤pH值、碱化度和全盐量均有较大幅度的降低;连续淋洗条件下,最大脱盐深度位于40~60 cm土层;0~40 cm土层,随入渗水量的增加土壤脱盐率缓慢增加,其中0~20 cm土层处理1到处理4土壤脱盐率分别为79.72％、89.88％、91.93％和92.22％;随淋洗水量的增加,0~20 cm土层主要盐分离子易于溶脱的顺序为Mg2＋>Cl－>SO2－4>Na＋> HCO3－, Mg2＋溶脱率最大,可达到100％,20~40 cm土层主要盐分离子易于溶脱的顺序为Na＋>Cl－>Mg2＋, Na＋溶脱率最大,可达到91.42％, HCO3－和SO2－4含量则先增加后降低,0~40 cm土层Na＋、 Cl－、 Mg2＋随淋洗水量的增加淋洗效果更为明显。     

基于电导率和结构稳定性阳离子比的微咸水灌溉水质评估方法

电导率（Electrical Conductivity,EC）和结构稳定性阳离子比（Cation Ratio of Soil Structural Stability,CROSS）是评估微咸水对土壤渗透性能影响的重要指标。虽然CROSS全面地考虑了Na+、K+、Ca2+和Mg2+对土壤结构稳定性的复杂影响,但CROSS的离子浓度系数在不同地区的适用性存在差异,有必要根据当地的水质条件确定基于EC和CROSS评估方法的分类标准。该研究旨在分析CROSS替代钠吸附比（Sodium Adsorption Ratio,SAR）评估水质危害的合理性以及其在河套灌区的适用性。在河套灌区不同区域采集73份地下水水样,并采用EC和SAR、EC和CROSS对其进行评估。结果表明,基于2种方法的地下水分类结果中,仅有34.25%的水样分类结果相同,并且不同的CROSS计算方法（基于阳离子相对絮凝能力（Flocculation）的CROSSf、相对分散能力（Dispersion）的CROSSd和优化的（Optimal）CROSSopt）在河套灌区的适用性也不相同。建议采用CROSSd或CROSSopt,并结合土壤盐分和离子浓度评估河套灌区地下水水质。该评估方法更全面地考虑了地下水和土壤中的离子组成对土壤渗透性能的影响,有效避免了不合理的微咸水利用导致的土壤结构恶化等问题,可为微咸水的安全可持续利用提供理论支撑。     

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。     

Combined application of a straw layer and flue gas desulphurization gypsum to reduce soil salinity and alkalinity

Burying a straw layer and applying flue gas desulphurization(FGD)gypsum are effective practices to ameliorate soil salinization or alkalization and to increase crop yield;however,little information exists on the effects of such integration in saline-alkali soils.A soil column experiment was conducted to investigate the effects of a straw layer plus FGD gypsum on soil salinity and alkalinity.We placed a straw layer(5 cm thick)at a depth of 30 cm and mixed FGD gypsum into the 0–20 cm soil layer at application rates of 7.5,15.0,22.5,and 30.0 t ha^-1,with no straw layer and FGD gypsum as a control(CK).The soil water content in the 0–30 cm soil layer was significantly higher(>7.8%)in the treated soil profiles after infiltration than in the CK,but decreased after evaporation.The electrical conductivity(EC)of the 10–30 cm soil layer was 230.2%and 104.9%higher in the treated soil profiles than in the CK after infiltration and evaporation,respectively,and increased with increasing rates of FGD gypsum application,with Ca^2+and SO4^2-being the main dissolved salts.Compared to those in the CK,the concentrations of Na^+,Cl^-,and HCO3-decreased in the treated soil profiles at depths above 55 cm,but the other soluble ions increased,after infiltration.A similar trend occurred after evaporation for all soluble ions except for HCO3-.The p H and exchangeable sodium percentage in the treated soil profiles were significantly lower than those in the CK over the entire profile,and decreased with increasing FGD gypsum application rates.Therefore,the incorporation of a straw layer plus FGD gypsum can reduce salinity and alkalinity,but the quantity of FGD gypsum should be controlled in saline-alkali soils.     

石膏改良苏打盐碱土研究

采用盆栽与田间试验相结合的方法（试验共设６个处理：即石膏用量０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５ｋｇ／ｍ２）研究了石膏的改良盐碱土作用．结果表明：施用石膏后增加了玉米的保苗数，促进了水稻分蘖及玉米、水稻的生长发育，土壤ｐＨ明显降低，水旱田土壤硬度明显降低，旱田玉米土壤三相比普遍改善，根系干重明显增加，土壤中的二价离子增多，一价离子减少，ＥＳＰ普遍降低，土壤化学性质明显改善．秋收测产表明：玉米单产增加１２．５８～４４．３１％，水稻单产增加６．８３～２９．８６％．     

黄河三角洲柽柳周边土壤钠吸附比分布特征及影响因素分析

  目的  黄河三角洲是极具特色的滨海盐生湿地,为探究该区域关键木本植物柽柳周围土壤钠吸附的特征及其影响因素。  方法  运用同心圆布点采样和相关分析等方法,对黄河三角洲柽柳周边土壤盐分离子、钠吸附比的空间分布及离子相互关系进行了分析。  结果  Cl?和Na+是柽柳周边土壤盐分构成的主要离子。Na+、Cl?和Mg2+在距离柽柳较近的表层土壤中含量较少,其含量随土壤深度增加而上升,呈现底聚现象,在距离柽柳较远的土壤中呈现表聚现象。Ca2+、SO₄2?和K+的表聚现象不受距离柽柳远近的影响。相关分析表明,柽柳周边土壤钠吸附比与Cl?、Na+、K+和Mg2+离子关系密切,与Na+的相关性最强。在0 ~ 40 cm土层中,距离柽柳100 cm以内的钠吸附比远低于150 cm以外区域。钠吸附比的变异系数随土层加深而减小,深层土壤钠吸附比与盐离子的相关性均不显著。  结论  柽柳对钠吸附比的影响在100 cm以内的0 ~ 40 cm土层中更为显著。土壤盐分与钠吸附比的空间分布受柽柳冠幅范围、植物根系吸收、凋落物堆积和降水淋溶等作用的影响。     

Effects of gypsum and Zn on uptake ratios of Na,K and growth-yield of rice grown on a coastal saline soil

Salinity reduced (reduction below control = RBC) grain yield of rice by 80 and 98% at 8 and 16 mS/cm levels of saline irrigation, respectively, below tap water (0.6 mS/cm). The adverse effect of salinity was more pronounced on grain yield (98% RBC at 16 mS/cm) than on straw yield (84% RBC). The combined application of gypsum and Zn at the rates of 160 and 5 kg/ha produced 49, 45, and 41% more grain yield above controls at 0.6, 8, and 16 mS/cm levels of salinity, respectively. The length of panicles, percentage of filled grains, and 1000-grain weight, protein concentrations of the rice grains, sum of Ca, Mg and K concentrations were reduced due to imposition of saline irrigation, but gypsum and Zn treatments significantly improved these parameters even at the highest (16 mS/cm) salinity stress. The combined application of gypsum and Zn was found to be effective to increase the protein concentrations in rice grains by 2–4% and to increase total concentrations of Ca, Mg and K, but reduced the Na/K ratios in plant tissues by 29.13, and 12% at 0.6, 8, and 16 mS/cm salinity, respectively, suggesting that the application of gypsum and Zn in parallel with irrigation of saline soils, would be effective to reduce the adverse effects of high Na/K ratios as well as to improve growth, yield, and nutritional balance in rice.     

Irrigation frequency effects on leaching of cations from gypsum amended coastal plain surface soils

In low Ca soils, gypsum is applied at flowering of peanut (Arachis hypogaea L.) to insure adequate availability of Ca in the fruiting zone (0 to 8 cm soil depth) during pod development. Effects of 15.2 cm water applied as 1, 2, 4 or 12 split applications over 28-d period following the application of gypsum on the distribution of Ca and other cations in the fruiting zone and immediately below the fruiting zone (8 to 16 cm depth) were investigated on the Lakeland and Tifton soils under controlled conditions in rainout shelter plots. In Lakeland soil, the fruiting zone Ca concentration was greater for the high frequency (15.2 cm in 4 or 12 split applications) irrigation treatments than for the low frequency (15.2 cm in 1 or 2 split applications) treatments at 7 d. Those differences became non-significant after 14 d. In Tifton soil, leaching of Ca below the fruiting zone was significantly greater for the low frequency irrigation treatments than for the high frequency treatments throughout the duration of this e experiment. High frequency irrigation of moderate quantities should result in low Ca losses from the fruiting zone. Irrigation following gypsum application decreased K and Mg concentrations in the fruiting zone for both soils. The gypsum-induced leaching of K or Mg was lower in high frequency irrigation treatments than in low frequency treatments. High frequency irrigation following gypsum application resulted in a decrease in soil pH during the initial 7 d.