基于泥炭土、蛭石和珍珠巖的混配對赤泥土壤化改良的試驗研究

房 超，李金鑫，余 鵬，劉愛菊

(山東理工大學 資源與環境工程學院，山東 淄博 255049)

資源與環境

基于泥炭土、蛭石和珍珠巖的混配對赤泥土壤化改良的試驗研究

房 超，李金鑫，余 鵬，劉愛菊*

(山東理工大學 資源與環境工程學院，山東 淄博 255049)

本研究擬選用蛭石、珍珠巖和泥炭土為改良劑，以適宜黑麥草生長為目標，對赤泥進行土壤化，以期解決赤泥難以利用的問題。選用泥炭土，珍珠巖，蛭石改良劑混配進行黑麥草種植實驗。結果表明：泥炭土，珍珠巖，蛭石均改善赤泥基質粒徑組成；蛭石和珍珠巖明顯改善物理機械結構，且混配物理改良效果要優于單獨添加泥炭土；添加泥炭土能夠顯著降低赤泥本身的強堿性，并明顯提升黑麥草的7d發芽率。實驗結論：經泥炭土與蛭石或珍珠巖混配改良后的拜爾法赤泥可滿足黑麥草的生長需求。

拜耳法赤泥；珍珠巖；泥炭土；蛭石；改良；黑麥草

赤泥是在鋁土礦精煉氧化鋁后排放的廢渣，產量龐大[1]。當前環境條件惡化資源日趨匱乏，探究赤泥的綜合利用途徑具有重要研究意義[2]。傳統赤泥生態化處置技術以磷石膏作為改良劑，主要問題在于磷石膏用量過大[3]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試赤泥

供試赤泥為山東鋁業拜耳法赤泥，現場提取樣品經過110℃×24 h烘干并測試化學組成。

表1 拜耳法赤泥的化學組成 %

赤泥的化學成分主要為Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、TiO2和Na2O。

1.1.2 改良劑

(1)供試蛭石：蛭石持水、保肥方面具有杰出效果。

(2)供試珍珠巖：珍珠巖呈弱堿性，容重輕、導熱系數低廣泛應用于農業生產及環境保護。

(3) 供試泥炭土：泥炭土富含有機物，養分，適于微生物存活和生長。

1.2 實驗方案設計

本研究所采用的實驗方案設計T1為純泥土，T2純赤泥，T3添加10%泥炭土，T4添加10%泥炭土和10%蛭石，T5添加10%泥炭土和10%珍珠巖，T6添加20%泥炭土，每處理設三個重復。

1.3 主要測定指標及其測定方法

pH測量：水土比1：5，采用酸度計PB-21[4]。容重測定：環刀法測定[5]。團聚體顆粒分布測定：前期將試樣陰干進行干篩實驗[6]。

1.4 植物種植實驗

選取深13cm，直徑28cm花盆進行種植實驗，按照表2比例混合總質量約1.2kg各處理裝盆，2d清晨澆水一次[7]。

2 結果與分析

2.1 改良處理赤泥基質鹽堿性的影響

赤泥的高鹽堿性是限制赤泥資源化利用的關鍵因素，本研究首先測定各改良劑對赤泥鹽堿性的改良效果，以確定其在赤泥土壤化改良中的適用性。

圖1 各組改良赤泥的酸堿度

由圖1可知，各處理pH值：T1=7.1 T2=10.7 T3=9.12 T4=9.06 T5=9.01 T6=8.48，排序為T1 < T6 < T5 < T4 < T3 < T2，表明改良劑的加入均在一定程度上降低了赤泥的酸堿度，其中比較T3和T6相比于純赤泥pH均有了明顯下降，T6更是降低到了8.5，進一步接近純泥土；T3，T4和T5 三個處理之間相差不大。

圖2 各組改良赤泥的持水曲線

2.2 改良處理對赤泥基質持水性的影響

土壤水分衡量土壤優劣的一個重要指標[8-9]。由圖2可知：0 h代表各處理的飽和含水率，T1最低約為50.21%，在20 h時T2、T3和T6下降迅速，幅度均在25%左右；T4和T5下降趨勢緩慢，最終100h時含水率高于T1純泥土，此時含水率排序為T5>T4>T1>T6>T3>T2。

2.3 改良劑對赤泥基質的物理性能的影響

容重影響土壤的蓄水保肥性能進而影響到植物根系生長出芽情況。

表2 改良赤泥粒級組成分布表

表3 改良赤泥理化性質

通過表2，不同處理>0.25 mm 粒級含量分別為T1=76.43% T2=71.06% T3=77.2% T4=90.21% T5=88.76% T6=77.16% 排序為：T4>T5>T3>T6>T1>T2,T4和T5大粒徑含量均到達90%，粗大顆粒明顯增加，比T3提升了15%；相比之下T3和T6無明顯差距，均穩定在77%左右。表明蛭石和珍珠巖在增加顆粒間隙，提升大顆粒含量方面的性能要優于泥炭土。

分析表3，容重排序為T5

2.5 黑麥草種植試驗

各處理播種7d 后的發芽率統計，以T1發芽數為基準統計發芽率T1=100%，T2=0，T3=68.6%，T4=74.5%，T5=76.5%，T6=85.3%排序為T6>T5>T4>T3。

3 結論

(1) 從改良赤泥性質上看：泥炭土在降低赤泥酸堿度方面有明顯的效果；蛭石和珍珠巖則在提升赤泥持水能力，改良理化指標方面作用顯著。

(2) 試驗結果表明：選取泥炭土、蛭石和珍珠巖作為改良劑進行混配改良赤泥使其理化指標有一個明顯的改善，能夠滿足黑麥草的發芽和生長。

[1] 南相莉,張廷安,劉 燕,等．我國赤泥綜合利用分析[J]. 過程工程學報, 2010, 10(S1): 23-28．

[2] 李 冬, 潘利祥, 趙良慶，等. 赤泥綜合利用的研究進展[J]. 環境工程, 2014 (S1): 616-618.

[3] 姜丁丁，羅海波. 赤泥改良基質上草坪草的生長特性研究[J].貴州農業科學, 2010(2)：56-58.

[4] 王慎強, 愈仁培. 影響堿化土壤 pH 測定的主要因素[J].土壤通報, 1994, 25(6): 252-255.

[5] 劉多森.關于土壤孔隙度測定的商榷.土壤通報[J].2004, 35(2): 152-153.

[6] 譚秋錦, 宋同清, 彭晚霞, 等. 峽谷型喀斯特不同生態系統土壤團聚體穩定性及有機碳特征[J].應用生態學報，2014,25(3): 671-678.

[7] 李 珊，劉 方，何騰兵，等. 粉煤灰不同配比基質對黑麥草生長的影響[J].環境科學與技術，2008(11)： 54-57.

[8] 張 洲，謝賢健，李 想，等. 川中丘陵區不同巨桉林地模式下土壤抗蝕性研究[J].水土保持研究.2014(2): 1-5.

[9] 王國貞，朱泮民，段璐淳，等. 拜耳法赤泥改良及種植黑麥草的研究[J].安徽農業科學，2010，38(31)：17486-17487，17493.

(本文文獻格式：房 超，李金鑫，余 鵬，等.基于泥炭土、蛭石和珍珠巖的混配對赤泥土壤化改良的試驗研究 [J].山東化工，2017，46(06)：146-148.)

Experimental Study on Soil Treatment of Red Mud with Peat、Vermiculite and Perlite Mixture

FangChao,LiJinxin，YuPeng,LiuAiju

(School of Resources and Environmental Engineering Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)

This study intends to modify Bayer red mud to be suitable for plant growing with the mixture of perlite, peat and vermiculite，In order to solve the problem of red mud stockpiling difficult to use. The peat soil, perlite, vermiculite modifier mixed red mud soil improvement and ryegrass planting experiment.Results showed that peat, perlite and vermiculite can improve the particle size composition of red mud matrix .Vermiculite and perlite can obviously improve the porosity and water holding rate of red mud. Moreover, the mixture of vermiculite and peat or perlite and peat had the better effects on the physical properties improvement of red mud than peat soil alone. Adding peat can significantly reduce the alkalinity of red mud. So it could concluded that the modified red mud with peat and vermiculite or perlite mixture is suitable to growth of lolium perenne.

bayer red mud；perlite；peat soil；vermiculite；improvement；lolium perenne

2017-02-28

山東省自然基金項目：土壤中Cu和磺胺類抗生素的吸附行為及其交互作用機制研究(NO. ZR2015DM010)；淄博市校城融合支持計劃：拜耳法赤泥土壤化修復關鍵技術研究及示范(NO. 2016ZBXC001)

房 超(1990—)，碩士研究生，主要研究方向為資源綜合利用；通信作者：劉愛菊(1976—),女,副教授,博士,主要研究方向為土壤污染及其生態修復。

X705

A

1008-021X(2017)06-0146-03