脱硫废渣改良中度苏打碱土对燕麦生长与根际环境的影响

许清涛，李玉波，闫守刚，李晓东，高　标

(白城师范学院，吉林白城137000)



脱硫废渣改良中度苏打碱土对燕麦生长与根际环境的影响

许清涛，李玉波*，闫守刚，李晓东，高标

(白城师范学院，吉林白城137000)

通过盆栽的方法，以脱硫废渣改良苏打碱土种植燕麦，测试不同脱硫废渣施用量对土壤pH、含盐碱量和燕麦的株高、生物量的影响。结果表明：与原始土壤相比，pH值分别降低了0.40、1.10、1.12、1.17、1.12；EC值分别增加了-0.19、0.40、0.77、0.84、0.87 mS/cm；当脱硫石膏的施用量为45 t/hm2时，生长期和收割期的燕麦株高与对照相比分别增加了28.23%和91.00%，燕麦全株干质量和根干质量分别增加了98.33%和30.40%。因此，脱硫废渣可以明显改善苏打盐碱土的理化性质，有利于燕麦的生长。

碱土；燕麦；脱硫废渣；pH值；EC值

盐碱土是指含盐量大于0.1%或pH>8.0的土壤，全球约为9.5亿hm2，中国占0.99亿hm2[1-2]。吉林省西部盐碱化土地面积为153.27万hm2，占西部土地总面积的28.2%[3]。白城市位于吉林省西北部，属于农牧交错带，生态环境脆弱，盐碱地面积为63.12 hm2，占土地总面积的24.2%，严重制约当地经济社会的发展和生态环境的改善。

脱硫废渣主要成分是CaSO4·2H2O，以脱硫废渣改良盐碱地，可有效降低pH值，改善土壤结构。白城电厂脱硫废渣年产14万t，以其进行盐碱地改良，可降低成本，减少占地，防治污染，实现农业增产增收，改善生态环境，促进经济社会发展。本文研究脱硫废渣改良中度苏打碱土对燕麦生长的影响，以期为盐碱地改良提供科学依据。

1　材料与方法

1.1供试材料

试验所用脱硫废渣来自白城发电厂，主要成分为CaSO4·2H2O，占89.9%。碱土取自白城高平村盐碱地，pH值为9.13，EC值(电导率，可表征含盐量)为0.58 mS/cm。燕麦品种为白燕2号裸燕麦。

1.2试验方法

1.2.1试验设计。以盆栽的方式，设5个处理，4次重复，随机排列，即：1)CK不施用脱硫废渣，对照；2)T1施脱硫废渣15 t/hm2；3)T2施脱硫废渣30 t/hm2；4)T3施脱硫废渣45 t/hm2；5)T4施脱硫废渣60 t/hm2。盆栽规格为：下径210 mm×上径270 mm×盆高290 mm，以碱土11 kg、有机肥0.128 kg与改良剂脱硫废渣拌匀装盆，浇透水，播种20粒，进行试验。在燕麦不同生长时期，每盆选择3株有代表性的样品，对其株高和生物量进行测量。在收割期，每盆取3个土样，深度为0～100 mm，以测定土壤理化性质。

1.2.2测定方法与数据分析。燕麦样品以自来水冲洗、蒸馏水漂洗及滤纸吸干的办法，进行净化处理。然后把根、茎分开，测量其长度和鲜质量。最后，以105 ℃烘箱内杀青15 min，烘至80 ℃恒温，进行干化处理，称其干质量。土样以酸度计(PHS-3C型)和电导率仪(DDS-12AZ型)测量土壤pH值和EC值。数据以Excel软件分析处理，将不同处理重复的平均值绘制成图表。

2　结果与分析

2.1脱硫废渣对燕麦生长的影响

2.1.1对燕麦株高的影响。从表1可以看出，生长期盆栽燕麦株高T2>T3>T4>T1>CK，施用脱硫废渣处理较CK增加的幅度分别为34.58%、28.23%、22.30%、16.44%，脱硫废渣施用量为30 t/hm2(T2)对燕麦株高的影响是最好的，但各处理间无显著差异。收割期盆栽燕麦株高T3>T4>T2>T1>CK，施用脱硫废渣处理的较CK增加的幅度分别91.00%、87.23%、77.46%、68.44%，施用脱硫废渣的各处理与CK之间差异显著(P<0.05)，脱硫废渣施用量为45 t/hm2(T3)对燕麦株高的影响是最好的, 但施用脱硫废渣各处理间无显著性差异。

表1　脱硫废渣对燕麦株高的影响

注：同列数据后小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.1.2对燕麦生物量的影响。从表2可以看出，燕麦收割期的全株干质量T3>T2>T1>T4>CK，根干质量T3>T2>T1>CK>T4，说明脱硫废渣对燕麦生物量有一定影响。以脱硫废渣处理与对照相比，生物量数值大，说明改良效果好。T3与CK差异明显，株干质量增加98.15%，根干质量增加30.40%，表明施用脱硫废渣为45 t/hm2的改良效果最好，对燕麦生长影响最大。

表2　脱硫废渣对燕麦生物量的影响

2.2脱硫废渣对土壤pH值的影响

试验测定的各处理土样pH值分别为8.73、8.03、8.01、7.96、8.01，与原始土壤相比，各处理的土壤pH值分别降低了0.40、1.10、1.12、1.17及1.12。由图1可知，以脱硫废渣改良处理的土壤pH值比没改良处理的对照(CK)降低较大，均降到限制作物生长要求的pH值(>8.5)以下，说明改良效果明显。

图1脱硫废渣对土壤pH值的影响

由图2回归分析可知，改良土壤pH值的降低与施用脱硫废渣量的增加不呈正相关，因为脱硫废渣改良碱化土壤机理为Ca-Na置换原理，随着脱硫废渣施用量增加，土壤中可置换的Na+含量逐渐降低，Ca-Na置换化学反应减弱。分析方程为y=0.151x+0.529，相关系数R2=0.535

图2脱硫废渣与土壤pH值的关系

2.3脱硫废渣对土壤EC值的影响

土壤pH值和EC值既是作物生长的影响因素，又是土壤盐碱化程度的标志。试验土样测定的各处理EC值分别为0.39、0.98、1.35、1.42、1.45 mS/cm。由图3可知，未处理的CK土壤EC值有所降低，以脱硫废渣处理的土壤EC值与原始土壤相比，均有不同程度的升高。根据施用脱硫废渣量的多少(0、15、30、45、60 t/hm2)，土壤EC变化值为-0.19、0.40、0.77、0.84、0.87 mS/cm。因此，脱硫废渣改良碱化土壤虽可降低pH值，却使土壤EC值升高。

图3脱硫废渣对土壤EC值的影响

由图3回归分析可知，土壤EC值与脱硫废渣施用量呈显著正相关，分析方程为y= 0.256x-0.23，相关系数R2= 0.814>P0.05=0.811，通过了显著性检验。由于脱硫废渣的盐分为中等溶解度，加大施用脱硫废渣量，Ca2 +和SO42-增多，可使土壤EC值升高[4]。所以，以脱硫废渣改良盐碱地有明显效果，而且在一定的范围内与施用脱硫废渣的量呈正相关，但施用过量会导致土壤EC值升高。

图4　脱硫废渣与土壤EC值的关系

3　结论与讨论

研究结果说明，以脱硫废渣改良吉林省白城苏打盐碱土种植燕麦，具有良好的效果。以施用量为45 t/hm2时，燕麦长势较好，株高和生物量数值较大。同时，以脱硫废渣改良盐碱化土壤的理化性质，施用量为45 t/hm2时，效果显著，土壤pH值降低了1.17，降幅12.81%。但土壤pH值变化与施用脱硫废渣量不呈正相关。脱硫废渣施用量为45 t/hm2时，燕麦全株干质量为10.7 g，根干质量为1.63 g，植物生长最好；脱硫废渣施用量为60 t/hm2时，燕麦全株干质量为7.45 g，根干质量为0.96 g，植物生长最差。另外，脱硫废渣施用过量可导致土壤EC值升高，影响作物生长发育，造成燕麦减产。

因此，对不同作物选择相应的脱硫废渣使用量，对改良大面积盐碱地及作物种植具有重要意义[5]。

[1]王遵亲,祝寿泉,俞仁培,等.中国盐渍土[M].北京:科学出版社,1993.

[2]中国科学院南京土壤研究所编制.中国土壤图集[M].北京:地图出版社,1986.

[3]赵明清,徐森,王东梅.吉林省西部盐碱地土壤类型及利用建议[J].现代农业科技,2011,11(21):99.

[4]OSTER J D.Gypsum usage in irrigated agriculture: a review[J].Fertilizer Research,1982,3:73-89．

[5]孙兆军,赵秀海,王静,等.脱硫废渣改良龟裂碱土对枸杞根际土壤理化性质及根系生长的影响[J].林业科学研究,2012,25(1):107-110．

Amelioration of Moderate Saline-alkali Soil by Desulfurized Gypsum Application and the Resulting Effect on the Growth and Rhizosphere Environment ofAvenaSativa

XU Qing-tao,LI Yu-bo,YAN Shou-gang,LI Xiao-dong,GAO Biao

(Baicheng Normal College,Baicheng 137000,China)

This study evaluated the ameliorating effect of applying desulfurized gypsum on moderate saline-alkali soil and the resultant impact on the growth of Avena sativas.Using the Avena sativas variety Baiyan No.2,a pot trial was conducted,which involved five treatments:a control (not treated with desulfurized gypsum) and treatments 1,2,3,and 4 in which desulfurized gypsum was applied at the rates of 15,30,45,and 60 t/hm2,respectively.Consequently,the pH value of the soda saline soil decreased by 1.1,1.12,1.17 and 1.12 in treatments 1, 2, 3,and 4,respectively,while the pH value in the control only declined by 0.40.In addition, treatments 1, 2, 3,and 4 showed an increase in EC value by 0.40,0.77,0.84,and 0.87 mS/cm,respectively,in comparison with a decrease in EC by 0.19 mS/cm in the control.In relation to the control,application of desulfurized gypsum at the rate of 45 t/hm2increased plant height by 28.23% and 91.00% in growing period and harvest time,respectively;and also elevated dry masses of plant and roots at harvest time by 98.33% and 30.40%,respectively.Therefore, application of desulfurization gypsum effectively improved the chemical properties of the soda saline soil,resulting in a growth-promoting effect onAvenasativa.

Soda saline soil;Avenasativa;Desulfurized gypsum;pH value;Soil EC value

2016-05-27

吉林省科技厅项目(20130206027NY、20120408)和教育厅项目(2014第406号、2015第414号)

许清涛(1965—)，男，教授，主要从事盐碱地治理及生态修复研究工作。E-mail:bc_xqt@126.com。

李玉波(1972—)，女，教授，主要从事土地荒漠化治理研究工作。E-mail:lyb_bc008@163.com。

S156；S512.6

A

1673-6486-20160197

许清涛,李玉波,闫守刚,李晓东,高标.脱硫废渣改良中度苏打碱土对燕麦生长与根际环境的影响[J/OL].大麦与谷类科学,2016，33(3)：42-44[2016-09-07].http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1769.S.20160907.1009.003.html