隨著人口增長,土地可利用面積減少,大面積堿地成為我國干旱地區(qū)重要的后備土地資源,但目前部分干旱地區(qū)堿化嚴(yán)重,寸草不生、長年荒蕪,是干旱地區(qū)植被重建的大障礙。改良堿化土壤對我國西北干旱地區(qū)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有重要意義。如果依靠自然降雨淋洗和植被演替修復(fù)干旱地區(qū)堿地需要幾十年才能完成。一百多年前石膏就被用來改良堿化土壤。煙氣脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫后的副產(chǎn)物(主要成分為CaSO4·2H2O)。如果煙氣脫硫石膏能夠用于干旱地區(qū)堿化土壤的改良,不僅為煙氣脫硫石膏的應(yīng)用開拓一個新的應(yīng)用領(lǐng)域,也能夠形成一套加快干旱地區(qū)脫堿過程、改善干旱地區(qū)土地質(zhì)量的新技術(shù),為解決西北干旱地區(qū)土地資源缺乏和堿化土壤可持續(xù)利用提供一個新的途徑。
本研究基于研究區(qū)土壤堿化特征和煙氣脫硫石膏品質(zhì),通過盆栽試驗和大田試驗,以確認(rèn):①煙氣脫硫石膏對于旱地區(qū)堿土的改良效果;②煙氣脫硫石膏改良堿土沖洗定額;③煙氣脫硫石膏改良堿土的施用技術(shù);④NaCl和Na2SO4對CaSO4溶解度的影響;⑤煙氣脫硫石膏對堿土N、P、K有效含量的影響;⑥使用煙氣脫硫石膏的安全性。
隨著人口增長,土地可利用面積減少,大面積堿地成為我國干旱地區(qū)重要的后備土地資源,但目前部分干旱地區(qū)堿化嚴(yán)重,寸草不生、長年荒蕪,是干旱地區(qū)植被重建的最大障礙。改良堿化土壤對我國西北干旱地區(qū)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有重要意義。如果依靠自然降雨淋洗和植被演替修復(fù)干旱地區(qū)堿地需要幾十年才能完成。一百多年前石膏就被用來改良堿化土壤。煙氣脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫后的副產(chǎn)物(主要成分為CaSO4·2H2O)。如果煙氣脫硫石膏能夠用于干旱地區(qū)堿化土壤的改良,不僅為煙氣脫硫石膏的應(yīng)用開拓一個新的應(yīng)用領(lǐng)域,也能夠形成一套加快干旱地區(qū)脫堿過程、改善干旱地區(qū)土地質(zhì)量的新技術(shù),為解決西北干旱地區(qū)土地資源缺乏和堿化土壤可持續(xù)利用提供一個新的途徑。
本研究基于研究區(qū)土壤堿化特征和煙氣脫硫石膏品質(zhì),通過盆栽試驗和大田試驗,以確認(rèn):①煙氣脫硫石膏對于旱地區(qū)堿土的改良效果;②煙氣脫硫石膏改良堿土沖洗定額;③煙氣脫硫石膏改良堿土的施用技術(shù);④NaCl和Na2SO4對CaSO4溶解度的影響;⑤煙氣脫硫石膏對堿土N、P、K有效含量的影響;⑥使用煙氣脫硫石膏的安全性。
本項研究的主要結(jié)果如下。
。1)堿土改良過程中石膏滲漏損失最高可達(dá)到石膏施人量的40%以上,而改良結(jié)果堿土只轉(zhuǎn)化為重堿化土。
。2)在改良堿土機理一致的情況下,脫硫石膏和純石膏的改良過程及效果基本一致,脫硫石膏可以沿用純石膏的經(jīng)驗和理論。
。3)脫硫石膏改良堿土的灌溉水總量以800t/畝(1畝≈667m2)為宜,此時脫硫石膏與交換性鈉的作用較強,改良效果較好。
。4)在施用技術(shù)上,施用量和灌水量相同的脫硫石膏,分次施入比一次施入的溶解量大,同時滲漏和轉(zhuǎn)化部分相應(yīng)增大。
。5)NaCI、水和Na2SO4溶液對CaSO4溶解量的促進(jìn)作用在各自單獨灌洗時依次為NaCI>水>Na2SO4,但在改良堿土的過程中,鹽效應(yīng)和同離子效應(yīng)只在石膏的溶解度方面有相似的規(guī)律。
。6)脫硫石膏可降低堿土pH值,且改良效果與施用量、施用時間呈正相關(guān);脫硫石膏對非堿化土壤堿解氮的影響呈現(xiàn)正效應(yīng),改良效果與施用量呈負(fù)相關(guān),與施用時間呈正相關(guān);脫硫石膏對堿土速效磷的影響呈現(xiàn)正效應(yīng),改良效果與施用量相關(guān)性弱,與施用時間呈正相關(guān);脫硫石膏對堿土速效鉀的影響呈現(xiàn)微弱的負(fù)效應(yīng)。
。7)脫硫石膏施用對干旱區(qū)堿土具有低的環(huán)境風(fēng)險。除了Hg之外,我國脫硫石膏重金屬一般含量不高,建議不采用Hg超過標(biāo)準(zhǔn)值的煙氣脫硫石膏,以確保生態(tài)安全。
張豫(1982.10-)男,九三學(xué)社社員,研究員、副教授、高級工程師,碩士生導(dǎo)師,工學(xué)博士、博士后。主持省部級項目5項,參與國家項目3項,近年來發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,其中7篇被EI收錄,5篇被SCI收錄。主編高校教材6部,出版學(xué)術(shù)專著2部,出版詩集1部,獲5件實用新型專利、23件發(fā)明專利授權(quán),8件軟件著作權(quán)登記。主要研究方向為鹽堿地改良、無人機環(huán)境遙感。