利用礦物改良土地整理新增耕地貧瘠土壤研究.pdf

1、土地整理對土地資源的可持續(xù)利用乃至國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來，一方面我國通過大規(guī)模土地整理新增了相當(dāng)數(shù)量的耕地，但這些新增耕地主要來源于未曾利用過的土地，其土壤結(jié)構(gòu)較差，綜合肥力水平較低，屬貧瘠土壤。另一方面，因社會發(fā)展，不可避免地會產(chǎn)生固體廢物，固體廢物不但占用大量寶貴的土地資源，而且對自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，本文研究粉煤灰、磷石膏、污泥表明：這些固體廢物不僅具有土壤所需養(yǎng)分，而且其特殊的理化性能，還具有改善土壤

2、結(jié)構(gòu)的顯著作用。針對以上特點(diǎn)，本文采用多種現(xiàn)代分析測試技術(shù)，對研究區(qū)貧瘠土壤及富含礦物和礦物組合的粉煤灰、磷石膏、污泥的物質(zhì)組分及微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析研究；從多學(xué)科的研究視角對土壤礦物改良劑的作用機(jī)理進(jìn)行了有益的理論探索，并通過對土壤礦物改良劑優(yōu)化配比方案選擇及盆栽植物對比實(shí)驗(yàn)，為固體廢物改良貧瘠土壤的運(yùn)用提供了理論依據(jù)，從中獲得新的認(rèn)識。
　　 1）土地整理新增耕地土壤屬貧瘠土壤：在綜合分析成都地質(zhì)構(gòu)造、地層、第四系地質(zhì)及農(nóng)

3、業(yè)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，選擇具有新增耕地來源、地質(zhì)環(huán)境具有代表性的彭州、金堂、邛崍三地新增耕地土壤進(jìn)行研究，并從土壤物性、化學(xué)成分、礦物組成及養(yǎng)分方面分析其物質(zhì)組成特征。新增耕地土壤主要為砂土、壤質(zhì)砂土及砂質(zhì)壤土?；瘜W(xué)成分SiO2 含量較高，為64.18～76.42％，Al2O3 含量次之，為10.31～14.73％，K2O含量相當(dāng)較高，說明土壤中富K；硅鋁風(fēng)化系數(shù)最高達(dá)12.60，鋁鐵風(fēng)化系數(shù)最高達(dá)7.11，氧化指數(shù)最高達(dá)0.92。礦物組

4、成中原生礦物主要為石英、長石，次生礦物主要為粘土礦物，粘土礦物中以伊利石分布廣，含量高，蒙脫石分布較廣，含量較低，少數(shù)樣品高嶺石含量明顯增加。土壤養(yǎng)分缺乏，基本為四級、五級土壤標(biāo)準(zhǔn)范圍，屬貧瘠土壤。
　　 2）富含礦物及礦物組合的粉煤灰、磷石膏、污泥具有改良土壤潛力：①微觀結(jié)構(gòu)方面，它們具有球粒結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，增加孔隙度。②化學(xué)成分方面，粉煤灰、污泥與土壤非常接近，但污泥中有機(jī)物含量高，

5、燒失量近50％，磷石膏主要為CaO，燒失量較高，說明主要為SO2、H2O。③礦物組成方面，粉煤灰結(jié)晶質(zhì)主要為石英和相變礦物莫來石，非晶質(zhì)為玻璃質(zhì)，其非晶質(zhì)具有較高活性；磷石膏主要為石膏；污泥主要有石英、長石、伊利石、蒙脫石等，其礦物組成與土壤極為相似。④養(yǎng)分方面，粉煤灰有機(jī)質(zhì)較高，達(dá)11.2％；磷石膏有效P 很高，達(dá)1711mg/kg；污泥中各養(yǎng)分含量均較高，有效N、P、K 及有機(jī)質(zhì)分別為786 mg/kg、1200 mg/kg、685

6、mg/kg、39.7％。
　　 因此，由粉煤灰、磷石膏、污泥制備的土壤礦物改良劑能滿足土壤所需的各養(yǎng)分要求。
　　 3）利用土壤礦物改良劑改良土壤，其比例控制在20％以內(nèi)：依據(jù)pH值臨界法，進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)對比，確定礦物土壤改良劑配比，粉煤灰：污泥：磷石膏=600 ：320 ：1；利用土壤礦物改良劑改良貧瘠土壤，其配比為，土壤礦物改良劑：土壤=2 ：8。對改良土壤檢測結(jié)果顯示，貧瘠土壤改良效果顯著：所有改良土壤的養(yǎng)分全

7、部超過二級土壤標(biāo)準(zhǔn)，部分達(dá)到一級土壤標(biāo)準(zhǔn)，其中有效N 最高達(dá)629mg/kg，有效P 最高達(dá)650 mg/kg，有效K 最高達(dá)620 mg/kg，有機(jī)質(zhì)最高達(dá)15.4％。對40K、238U、232Th 比活度進(jìn)行測試，雖比原土樣高，但幅度較小，不影響作物生長。玉米盆栽對比實(shí)驗(yàn)顯示，改良后土壤長勢良好，出芽率高出14.87％，生長速度高出96.47％。對污染元素進(jìn)行測定，Cd、Hg 超過二級土壤標(biāo)準(zhǔn)，需通過降低土壤礦物改良劑比例（不超過2

8、0％）及適當(dāng)提高pH值予以控制。
　　 4）土壤礦物改良劑能改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)或參與有效N、P、K 及有機(jī)質(zhì)的增加轉(zhuǎn)化，控制污染元素的生物活性：①土壤礦物改良劑具有容重輕、顆粒小、有網(wǎng)狀、孔洞結(jié)構(gòu)等有效物理特征，可以降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤毛細(xì)管作用能力，提高土壤保水性能，使土壤團(tuán)聚體增加，顆粒吸附能力增強(qiáng)；②土壤礦物改良劑中具有多種陰、陽離子，可以促進(jìn)粘土礦物離子交換，維持土壤酸堿相對穩(wěn)定；③土壤礦物改良劑具有較