燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物對(duì)土壤氮、磷、鉀有效含量的影響

劉云超，馬莉，李躍進(jìn)

（1.赤峰學(xué)院環(huán)境與資源系，內(nèi)蒙古赤峰024000；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古010019）

燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物對(duì)土壤氮、磷、鉀有效含量的影響

劉云超1，馬莉1，李躍進(jìn)2

（1.赤峰學(xué)院環(huán)境與資源系，內(nèi)蒙古赤峰024000；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古010019）

本文運(yùn)用室內(nèi)模擬試驗(yàn)的方法，研究了燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物對(duì)非堿化土的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素有效化的影響.結(jié)果表明：脫硫副產(chǎn)物對(duì)非堿化土壤堿解氮的影響呈現(xiàn)正效應(yīng),施用脫硫副產(chǎn)物800kg/667m215天和30天后的堿解氮含量分別提高16.16%和17.70%，改良效果達(dá)到顯著水平.而隨著施用量的增加，影響效果反而降低，施用時(shí)間越長(zhǎng),影響效果越明顯；脫硫副產(chǎn)物對(duì)非堿化土壤速效磷的影響效果沒有達(dá)到顯著水平；脫硫副產(chǎn)物對(duì)農(nóng)場(chǎng)土壤速效鉀的影響沒有達(dá)到顯著水平.

燃煤煙氣；脫硫副產(chǎn)物；土壤；氮；磷；鉀；有效含量

在土壤的各種營(yíng)養(yǎng)元素中，氮、磷、鉀三種元素是作物需要量和收獲時(shí)帶走較多的營(yíng)養(yǎng)元素.土壤中的氮、磷、鉀三種元素的有效化程度受土壤有機(jī)質(zhì)，酸堿度、土壤礦物母質(zhì)類型，微生物活性和土壤水分等因素的控制，而土壤的酸堿度又是這些影響因素中的較為重要的影響因素.燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物(以下簡(jiǎn)稱脫硫副產(chǎn)物)是一種電廠脫硫廢棄物，在生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)堿化土壤的改良作用已經(jīng)很明顯，但對(duì)非堿化土壤是否也具有一定的影響作用本文將主要研究.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

研究試驗(yàn)材料取自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)校園教學(xué)農(nóng)場(chǎng)土壤，土壤質(zhì)地為輕壤，屬于潮土類型(以下簡(jiǎn)稱非堿化土).試驗(yàn)所用脫硫副產(chǎn)物，產(chǎn)自大同第二熱電廠，主要成分為石膏（CaSO4·2H2O）.CaSO4· 2H2O含量為88.51%，含水量6.0%，pH為8.63.為在試驗(yàn)前了解材料是否含有試驗(yàn)研究成分，還針對(duì)試驗(yàn)用脫硫副產(chǎn)物的堿解氮、速效磷、速效鉀進(jìn)行了分析.結(jié)果見表1.

表1 供試材料的組成及營(yíng)養(yǎng)元素含量

從表1可以看出：試驗(yàn)用脫硫副產(chǎn)物含有一定量的堿解氮、速效鉀,這些成分在試驗(yàn)時(shí)可能隨著脫硫副產(chǎn)物的施用進(jìn)入土壤中，所以對(duì)加入的各成分進(jìn)行換算，在測(cè)定結(jié)果后，將各成分的數(shù)值減去試驗(yàn)材料中帶進(jìn)的數(shù)量（見表2），從而得出所施用后土壤的各成分值.

表2 試驗(yàn)脫硫副產(chǎn)物每667m2進(jìn)入土壤中養(yǎng)分?jǐn)?shù)量

試驗(yàn)所用盆缽盆口內(nèi)直徑為15cm，盆底內(nèi)徑為10cm，盆深為12cm，盆底帶孔，為防止漏水和待試土壤，將盆底用膠帶粘住.

1.2 試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究方法，對(duì)校園農(nóng)場(chǎng)土壤（潮土）進(jìn)行實(shí)驗(yàn).設(shè)置15天和30天2個(gè)時(shí)間因素，施用改良劑0g/kg、4g/kg、5g/kg、7.5g/kg、10g/kg、15g/kg、20g/kg七個(gè)處理，即相當(dāng)于田間用量為0kg/667評(píng)、800kg/667評(píng)、1000kg/667評(píng)、1500kg/667評(píng)、2000kg/667評(píng)、3000kg/667評(píng)、4000kg/667評(píng).每個(gè)處理兩次重復(fù)，將待試樣品裝入花盆后，對(duì)待試樣品進(jìn)行澆水.第一次澆水300ml，相當(dāng)于每畝澆水60m3.在第15天時(shí)取第一批樣品，進(jìn)行測(cè)定各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，并對(duì)第二批樣品澆水300ml，在第30天時(shí)取第二批樣品，測(cè)定各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo).

研究中測(cè)試分析采用國(guó)標(biāo)方法.土壤pH值采用pH計(jì)測(cè)定，土水比為1：1；土壤堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷的測(cè)定用0.5mol/L NaHCO3浸提——鉬剃抗比色法；速效鉀采用NH4OAc浸提-火焰光度法.

2 結(jié)果分析

2.1 脫硫石膏對(duì)農(nóng)場(chǎng)土壤氮有效化的影響

土壤中的氮素的有效化程度受土壤酸堿度、微生物活性和水分等因素的控制，在土壤水分含量相同時(shí)，土壤的酸堿程度不同直接影響土壤的有效氮的轉(zhuǎn)化過程，從而影響有效氮的高低.

圖1就很直觀地表現(xiàn)出了土壤堿解氮含量隨著脫硫石膏的增加而呈現(xiàn)先上升后下降變化，而且隨著脫硫石膏施用后時(shí)間的增加，30天與15天相比較，各處理的土壤堿解氮?jiǎng)t呈現(xiàn)上升趨勢(shì).隨著改良劑施用量的遞增，15天土壤的堿解氮含量呈先上升后下降的變化，從0（ck）的52.9mg/kg逐漸增加到施用改良劑800kg/667m2處理的61.5mg/kg，然后又降低到施用改良劑4000kg/667m2處理的53.2mg/kg.30天的土壤堿解氮含量也呈現(xiàn)這樣的變化.從0（ck）的58.1mg/kg逐漸增加到施用改良劑1000kg/667m2處理的73.4mg/kg，然后又降低到施用改良劑4000kg/667m2處理的72.2mg/kg.而土壤pH值的變化情況剛好和土壤堿解氮的變化情況相反，呈現(xiàn)先下降后上升變化，這也再此證明了隨著改良劑施用量的遞增，土壤pH值在減小，土壤的堿解氮含量隨著土壤pH值的減小而逐步提高，當(dāng)土壤的pH值在接近7時(shí)，土壤的堿解氮最高.

表3的方差分析結(jié)果表明：15天時(shí)，處理2、3與其他處理的差異顯著，處理2比處理1的堿解氮含量高16.16%；30天時(shí)，處理1與其他處理的差異顯著，處理3比處理1的堿解氮含量高17.70%；這個(gè)分析結(jié)果表明：改良劑施用以后，土壤堿解氮的含量呈先上升后下降趨勢(shì)，且在施用800kg/667m2時(shí)，影響效果最明顯.而隨著改良劑施用量的增加，改良效果反而降低.

表3 不同脫硫石膏施用量農(nóng)場(chǎng)土壤堿解氮顯著性分析

2.2 改良劑對(duì)土壤磷有效化的影響

土壤磷素的有效化受土壤酸堿度、土壤礦物母質(zhì)類型，微生物活性和土壤水分等因素的控制，在特定的土壤條件下，土壤的酸堿程度不同直接影響土壤有效磷的轉(zhuǎn)化過程，從而影響有效磷的高低.因此一般認(rèn)為，pH值在6-7時(shí)，土壤的有效磷含量為最高.

圖2顯示，隨著改良劑用量的遞增，15天的土壤速效磷含量變化從0（ck）的28.9mg/kg增加到31.7mg/kg，然后又降低到29.2mg/kg.30天土壤的速效磷含量從0（ck）的30.4mg/kg增加到32.0mg/kg，然后又降低到30.7mg/kg.而在與從農(nóng)場(chǎng)取回土樣的土壤速效磷含量相比較，30天比15天后的土壤速效磷含量亦呈增加的趨勢(shì)，而在此期間，pH值的變化情況剛好和土壤速效磷含量變化趨勢(shì)相反，呈現(xiàn)先下降后上升的變化.這也可以再次看出：土壤速效磷含量變化與pH值的大小有關(guān)，pH值的下降減少了固磷作用，從而增加了速效磷的含量.

表4的方差分析結(jié)果表明：15天和30天時(shí)，各處理之間的差異沒有達(dá)到顯著水平，就是說隨著改良劑施用量的遞增，雖然農(nóng)場(chǎng)土壤速效磷含量有所增加或降低，但是，改良效果并不顯著.

2.3 改良劑對(duì)土壤速效鉀的影響

表4 不同改良劑施用量農(nóng)場(chǎng)土壤速效磷顯著性分析

土壤鉀的有效化過程受多種因素的影響.土壤pH值、干濕條件、土壤陽(yáng)離子交換量、土壤黏土礦物類型等都是其影響因素，在土壤質(zhì)地和水分條件相同的條件下，pH值是影響速效鉀的主要因素，一般來說酸性土壤對(duì)鉀的固定小于堿性土壤.

從圖3可以看出：在15天后，隨著改良劑施用量的增加，土壤的速效鉀含量由0（ck）的181.9mg/kg,逐漸降低至施入改良劑1500kg/667m2的177.1mg/kg，但是當(dāng)在繼續(xù)加入改良劑時(shí)，速效鉀含量則增加至施入改良劑4000kg/667m2的178.8mg/kg，仍然比沒有加入改良劑的土壤的速效鉀低.在30天后，土壤的速效鉀含量的變化仍然有這樣的特點(diǎn)：由0（ck）的178.5mg/kg逐漸降低至加入改良劑1500kg/667m2的173.3mg/kg，然后升高至每畝施用4000kg/667m2改良劑的177.1mg/kg.對(duì)照試驗(yàn)再次證明了：在堿性土壤中，土壤速效鉀含量下降可能與土壤的pH值下降有關(guān)，在堿性土壤中，速效鉀的含量隨著pH值下降而降低.

表5 不同石膏施用量農(nóng)場(chǎng)土壤速效鉀顯著性分析

表5的方差分析結(jié)果表明：15天和30天時(shí)，各個(gè)處理的差異都不顯著，這說明，農(nóng)場(chǎng)土壤速效鉀含量的變化與是否使用改良劑的關(guān)系不大.

3 結(jié)論

脫硫石膏對(duì)非堿化土壤堿解氮的影響呈現(xiàn)正效應(yīng),施用改良劑800kg/667m215天和30天后的堿解氮含量分別提高16.16%和17.70%，改良效果達(dá)到顯著水平.而隨著施用量的增加，改良效果反而降低，施用時(shí)間越長(zhǎng),改良效果越明顯；脫硫石膏對(duì)非堿化土壤速效磷的改良效果沒有達(dá)到顯著水平；脫硫石膏對(duì)農(nóng)場(chǎng)土壤速效鉀的影響沒有達(dá)到顯著水平.

〔1〕李躍進(jìn).燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物改良?jí)A土的田間試驗(yàn)研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2004（19）（專輯）：15-18.

〔2〕俞仁培.土壤堿化及其防治[M].農(nóng)業(yè)出版社，1984.

〔3〕鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2002.

〔4〕袁可能.植物營(yíng)養(yǎng)元素的土壤化學(xué)[M].科學(xué)出版社,1983.

〔5〕李旺.液體改良劑（康地寶、鹽堿豐）對(duì)堿土改良效果的研究[D].呼和浩特,2004.4:1-3.

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1673-260X（2010）11-0064-03