改良劑對(duì)底泥固化土pH值調(diào)節(jié)和園林植物生長(zhǎng)的效果淺析

洪春來，賈勤偉，王衛(wèi)平，姚燕來，朱鳳香，朱為靜

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.寧波凱圣特腰果有限公司，浙江 余姚 315400)

在河道和湖泊水體治理中，底泥疏浚是應(yīng)用最普遍，效果也最明顯的措施之一[1]，但是在疏浚過程中必然會(huì)產(chǎn)生大量的疏浚底泥。近年來，浙江省每年因疏浚新產(chǎn)生的底泥約有5 000萬t，其中很大一部分尚未得到有效利用，只是被單純堆置。這樣一來，不僅占用了寶貴的土地資源，還可能造成周圍空氣、水體和土壤等環(huán)境的二次污染。同時(shí)，底泥中的氮、磷等有益成分也不能得到充分利用，浪費(fèi)了資源[2-3]。

種子種苗工程作為實(shí)施科技興農(nóng)戰(zhàn)略和發(fā)展效益農(nóng)林的重要組成，近年來得到了飛速發(fā)展。為了保護(hù)、節(jié)省有限的土地資源和達(dá)到快速繁育種苗的目的，各種基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土、土壤改良劑等產(chǎn)品在觀賞性植物、花卉苗木培育等方面得到了廣泛的應(yīng)用[4]。目前，花卉苗木栽培基質(zhì)大多以草炭、椰糠等為主要原料，價(jià)格昂貴，增加了農(nóng)林作物培育種植的成本[5-6]。因地制宜地利用疏浚底泥開發(fā)土壤改良劑、基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土等系列產(chǎn)品，不但可以增加土壤肥力，降低生產(chǎn)成本，改善土壤耕作性能，提高花卉苗木等園藝觀賞植物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以減少化肥用量，替代泥炭、土壤等不可再生資源，是一種符合可持續(xù)發(fā)展原則的資源回收利用途徑，也是適合我國(guó)國(guó)情的一種積極有效利用底泥資源的方式[7-9]，特別是將底泥用在綠化或園林上，更具有避開食物鏈，對(duì)環(huán)境相對(duì)安全的優(yōu)勢(shì)。

然而，在現(xiàn)代清淤工程中，為加速底泥的沉淀和脫水，往往會(huì)向淤泥中加入大量的堿性絮凝劑，從而導(dǎo)致底泥固化土的理化性能變差，具體表現(xiàn)為堿性增強(qiáng)、土壤易板結(jié)等問題。這已成為制約底泥園林綠化利用的主要瓶頸因素之一[10]。為此，本研究旨在開發(fā)堿性底泥固化土的改良利用技術(shù)措施，從而為其在園林綠化上的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 村料與方法

1.1 材料

基質(zhì)土改良材料：底泥固化土，取自浙江省浦江縣通濟(jì)橋水庫清淤工程基地，pH值9.6，有機(jī)質(zhì)含量0.98%，汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)全量分別為0.07、9.54、40.9、0.28、35.0、32.0 mg·kg-1；草炭，pH值4.8；腰果殼，粒徑≤0.5 cm，pH值3.6；硫磺粉；硫酸亞鐵。

供試苗木：紅葉石楠、竹柏、綠寶、龜背竹、茶梅。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理：對(duì)照(CK)，底泥固化土直接種植；處理1，70%(體積分?jǐn)?shù))底泥固化土+30%(體積分?jǐn)?shù))腰果殼；處理2，70%(體積分?jǐn)?shù))底泥固化土+30%(體積分?jǐn)?shù))草炭；處理3：底泥固化土+2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸亞鐵；處理4：底泥固化土+0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫磺粉。

試驗(yàn)在控溫溫室中進(jìn)行。將取回的底泥固化土攤平晾曬至含水率30%以下，粉碎過0.5 cm篩孔，然后將固化土按照上述處理分別與腰果殼、草炭、硫酸亞鐵、硫磺粉混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笱b入總體積為12 L的塑料花盆中，挑選大小、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的苗木移栽入花盆中，每盆1株，每個(gè)品種每個(gè)處理栽種10盆，移栽完成后緩慢澆水直至水分從花盆底部剛好滲出。試驗(yàn)期間，根據(jù)土壤干濕度狀況適時(shí)補(bǔ)充水分，冬季最低生長(zhǎng)溫度不低于10 ℃，夏季最高溫度不超過35 ℃。

1.3 取樣與觀測(cè)

分別于移栽后第1天、8個(gè)月、16個(gè)月、24個(gè)月取各處理的土壤樣品，用于pH等基本理化性質(zhì)測(cè)定分析，并于栽培16個(gè)月后對(duì)各苗木的生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀測(cè)，記錄苗木的成活率、株高、冠幅和莖粗等指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)底泥pH的影響

從圖1可以看出，除硫磺粉外，其余改良材料均可以在較短時(shí)間內(nèi)降低底泥pH，尤其是添加腰果殼的底泥固化土(處理1)，1 d后底泥的pH就下降到了8.1，較CK降低了1.6個(gè)pH單位。這主要是由于腰果殼本身的pH值較低(3.6)，與底泥混合后腰果殼中的有機(jī)酸迅速與底泥中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和作用，從而促進(jìn)底泥的pH值大幅下降。隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)，所有處理的底泥pH值均呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，尤其是添加硫磺粉的處理4，8個(gè)月后底泥中的pH下降了2個(gè)單位，至處理24個(gè)月后pH值下降至6附近。究其原因，硫磺粉加入到土壤中后通過生物化學(xué)作用使硫氧化成亞硫酸或硫酸，并產(chǎn)生大量的H+，從而使底泥pH值下降，而硫磺粉在加入初期由于還未與底泥充分發(fā)生反應(yīng)，因而對(duì)底泥pH的調(diào)節(jié)作用不明顯[11-12]。

圖1 不同處理對(duì)底泥pH的影響

2.2 對(duì)花卉苗木生長(zhǎng)的影響

從圖2～4可以看出，不同作物對(duì)各處理的生長(zhǎng)反應(yīng)不一致?？傮w上來說，栽培16個(gè)月后，添加腰果殼、硫磺粉處理的綠寶、龜背竹、竹柏、紅葉石楠的株高、冠幅明顯優(yōu)于CK，添加硫酸亞鐵的處理對(duì)茶梅株高和莖粗的促進(jìn)作用明顯優(yōu)于其他處理。試驗(yàn)表明，針對(duì)堿性底泥固化土，添加適當(dāng)比例的腰果殼、硫磺粉或硫酸亞鐵改良處理后，底泥固化土栽培的綠化苗木整體生長(zhǎng)狀況更優(yōu)。

圖2 不同處理對(duì)綠化苗木株高的影響

圖3 不同處理對(duì)綠化苗木冠幅的影響

3 小結(jié)

本研究表明，添加腰果殼的底泥固化土pH值能在短時(shí)間內(nèi)迅速降低，而隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，添加硫磺粉對(duì)底泥pH的調(diào)節(jié)作用明顯更強(qiáng)。相對(duì)于底泥直接種植，除了紅葉石楠和茶梅外，添加腰果殼、草炭、硫酸亞鐵、硫磺粉更有助于綠化苗木的生長(zhǎng)，能促進(jìn)其株高、冠幅增長(zhǎng)。