掺拌不同废弃物对吹填土快速脱盐后土壤性质的影响

李霞 田书温 张志华 付念 刘洪庆

摘    要：试验选取了炉灰渣（LHZ）、锯末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、诺沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸秆（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻壳（DK）等10种废弃物料，采用废弃物料掺拌改良与室内淋洗相结合的方法，研究不同废弃物料对吹填土快速脱盐后土壤性质的影响，筛选吹填土高效改良材料。结果表明，与未掺拌废弃物料处理（CK）相比较，滨海吹填土脱盐过程中掺拌废弃物料可降低快速脱盐后吹填土容重，以JM效果最好，较CK降低了40.66%;可提高土壤渗透速率、非毛管孔隙度，以LHZ效果最好，较CK分别提高了1.03 mm·min-1和3.43个百分点;亦可提高土壤毛管孔隙度，以JM效果最好，较CK提高了31.18%;在一定程度上有助于土壤pH值降低，以FZS效果最好，较CK降低7.74%。综合而言，掺拌废弃物料在一定程度上均提高了滨海吹填土快速脱盐后土壤性质，其中以锯末（JM）和炉灰渣（LHZ）改良土壤结构效果最佳，腐殖酸（FZS）抑制脱盐碱化效果最佳。

关键词：吹填土;废弃物;快速脱盐;土壤性质

中图分类号：S156.4， TU993.3            文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.02.007

Abstract： This study aims to explore effects of the industrial and agricultural waste as a soil conditioner to improve the soil property after soil rapid desalting. 10 kinds of industrial and agricultural waste were selected， including furnace ash （LHZ）， sawdust （JM）， coarse sand （CS）， mushroom rods （MGB）， carbon （NWF）， humic acid fertilizer （FZS）， straw （JG）， vinegar residue （CZ）， xylose cinder （MTCZ） and rice husk （DK）， and treatment without the industrial and agricultural waste was as control （CK）. The results showed that， compared with CK， the industrial and agricultural waste could decrease the soil bulk and the pH， increase the soil capillary porosity and non-capillary porosity， and also could increase the soil penetration rate. In 10 kinds of industrial and agricultural waste， JM was better than the other wastes in decreasing the soil bulk that decreased by 40.66% compared to CK; LHZ was better in increasing the soil capillary porosity and non-capillary porosity that increased by 1.03 mm·min-1 and 3.43 percentages compared to CK; JM was better in increasing the soil penetration rate that increased by 31.18% compared to CK; FZS was better in decreasing the pH that decreased by 7.74% compared to CK. In conclusion， adding the industrial and agricultural waste could effectively improve the soil property after soil rapid desalting， and it worked best with JM and LHZ to improve soil structure， and it worked best with FZS to decrease pH.

Key words： coastal dredger fill; waste; desalting rapidly; soil property

吹填土是由河口、航道以及淺海底泥吹填形成的高盐度沉积土，是“人为土纲”[1]。吹填土风化程度弱，成土时间短，尚未形成土壤结构，不透气不渗水[2]，含盐量极高，一般在千分之十以上，其中氯离子和钠离子含量较高，是立地条件较差的一类土壤资源[3-4]。

吹填土原土改良主要“以排水为基础，培肥为根本”，实行物理、化学和生物改良相结合的综合治理模式[5-7]。构建排水系统后吹填土经过洗盐一般耐盐性树种能够成活，但长势较弱，主要是由于土壤结构性能不良，土壤脱盐碱化造成肥力水平较低等[8]。针对此问题，前人研究较多的是通过土壤盐碱改良剂对脱盐之后的土壤进行培肥、控碱等，这种治理方式在一定程度上能够改善土壤的理化性状[9-11]，但不同改良剂的成分、作用原理及对不同土壤的施用效果相差较大[12-13]，且效果难以持续[14-18]。

本研究针对高盐度高黏性吹填土，依据环保、高效、简单易生产的原则选用10种废弃物料，采用物料掺拌与室内花盆模拟淋洗相结合的方法，探索不同废弃物料对吹填土快速脱盐后土壤性质的影响，研究适宜临港吹填土改良的改良材料，旨在为吹填土改良提供理论基础和技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试土壤为天津市临港工业园海林临海生态园区内的吹填土，经自然风干后过1 cm 筛，其基本理化性状如表1 所示。

供试材料包括炉灰渣（LHZ）、锯末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、诺沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸秆（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻壳（DK），各物料基本性质如表2所示。

1.2 试验方法

试验在天津海林生态建设股份公司进行。采用废弃物料掺拌改良与室内淋洗相结合的方法，即将10种废弃物料分别与上述过1 cm筛土壤按1∶4体积比混合均匀，称量8 kg放置于花盆（直径28 cm，高20 cm）内，压实到相同高度15 cm，装填后的花盆用自来水慢速饱和，饱和后静置4 d，使废弃物料与土壤充分接触后开始进行淋洗试验，以不掺拌废弃物料为对照（CK），共计11个处理，每处理5次重复。淋洗过程每天相同时间收集各花盆渗出液，测定电导率及体积，根据渗出液体积调节灌水量，渗出液电导率基本稳定时停止淋洗。1.3 样品制备及测定方法

淋洗结束后用环刀取原始土样，测定土壤渗透率、容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度。其中，土壤渗透率测定依据林业标准LY /T 1218—1999进行，容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度依据林业标准LY /T 1215—1999。淋洗结束后土钻取土样，风干、磨碎、过筛用于测定含盐量和pH值，pH值由上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂生产的pHS-3C型pH计和E-201-C型pH复合电极测定。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS 21.0软件统计分析，采用Microsoft Excel 2007软件制图，显著性水平设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 掺拌不同物料对洗盐后土壤容重的影响

与对照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZ、JG、CZ、MTCZ和DK的容重分别降低了8.72%，40.66%，16.98%，29.93%，-0.55%，20.15%，23.02%，25.06%，24.50%，19.73%，其中除NWF和LHZ处理与对照之间差异未达显著水平外，其他各废弃物料处理均能显著降低土壤容重，其中，JM效果最好。

2.2 掺拌不同物料对洗盐后土壤渗透率的影响

与对照相比，LHZ、JM、MGB、NWF、JG、CZ、DK的渗透率分别提高了1.03，0.48，0.75，0.25，0.18，0.10，0.33 mm·min-1，其中LHZ显著高于对照，其他废弃物料处理与对照之间差异均未达显著水平，说明LHZ提高土壤渗透速率效果最好。

2.3 掺拌不同物料对洗盐后土壤非毛管孔隙度的影響

与对照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZS、JG、CZ、MTCZ、DK的非毛管孔隙度分别提高了3.43，1.27，0.88，1.26，0.50，0.66，0.92，0.58，1.17，0.84个百分点，其中以LHZ处理最高，显著高于对照和其他废弃物料处理，其次是JM和MGB处理，二者亦显著高于对照。由此可见，10种废弃物料均可在一定程度上提高土壤非毛管孔隙度，其中以LHZ效果最显著。

2.4 掺拌不同物料对洗盐后土壤毛管孔隙度的影响

与对照相比，LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZ、JG、CZ、MTCZ和DK的毛管孔隙度分别提高了10.24，31.18，21.21，25.90，9.73，19.49，21.44，27.01，25.84，21.20个百分点，除LHZ和NWF处理与对照之间差异未达显著水平外，其他废弃物料处理均显著高于对照，说明试验废弃物料均在一定程度上提高了改良后土壤的毛管孔隙度，其中以JM效果最佳。

2.5 掺拌不同物料对洗盐后土壤pH的影响

与对照相比，LHZ、JM、MWF、FZS、JG、MTCZ、DK处理洗盐后土壤pH值分别降低了1.87%，2.49%，0.62%，7.74%，2.00%，2.12%，1.12%，而CS、MGB、CZ处理洗盐后土壤pH值分别提高了1.62%，0.87%，3.50%，其中除FZS处理显著低于对照外，其他各废弃物料处理与对照之间差异均未达显著水平，说明FZS能较好地抑制滨海盐土脱盐碱化。

2.6 掺拌不同物料对脱盐土壤含盐量的影响

JG处理脱盐土壤含盐量显著高于对照和其他废弃物料处理，主要是因为JG粒径较大，淋洗时水径流较多，洗盐较不均匀;CK、LHZ、JM、CS、MGB、NWF、FZS、CZ、MTCZ、DK处理的脱盐土壤含盐量间均无显著差异，各处理含盐量均小于3.0 g·kg-1。

3 结 论

本研究结果表明，水力淋洗快速脱盐条件下掺拌废弃物料可降低滨海吹填土快速脱盐后土壤容重，提高土壤渗透率、毛管孔隙度及非毛管孔隙度的作用，说明土壤结构得到有效改善;同时，亦不同程度降低土壤pH值，说明能抑制吹填土快速脱盐后的碱化。在试验范围内，锯末降低土壤容重、提高土壤毛管孔隙度效果最佳，炉灰渣提高土壤渗透率及非毛管孔隙度效果最佳，腐殖酸抑制吹填土脱盐碱化效果最佳。

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