不同改良工藝對吹填土土壤理化性質(zhì)的影響

田書溫

摘 要：通過原土改良與客土改良田間對比試驗(yàn)，研究不同改良工藝對吹填土土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與原始吹填土相比較，原土改良與客土改良均可不同程度地降低土壤含鹽量，同時可有效改善土壤養(yǎng)分和物理結(jié)構(gòu)，但均存在不同程度的脫鹽堿化現(xiàn)象，說明土壤改良劑亦需進(jìn)一步優(yōu)化；與客土改良相比，原土改良60～80 cm土壤含鹽量顯著降低了84.47%，其他土層差異均不顯著；原土改良0～20 cm土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、水解氮和有效磷含量分別顯著提高了130.98%，23.71%，81.82%，321.02%，容重顯著降低了14.09%，非毛管孔隙度和滲透率分別顯著提高了5.08個百分點(diǎn)和4.72倍，說明原土改良效果顯著優(yōu)于客土改良。

關(guān)鍵詞：吹填土；客土改良；原土改良；土壤性質(zhì)

中圖分類號：S156 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.019

Effects of Different Reclamation Techniques on Soil Physical and Chemical Properties of Coastal Dredger Fill

TIAN Shuwen1， LI Xia1，2， ZHANG Zhihua1，2， HAN Guiou1，2， FU Nian1，2， LIU Hongqing1，2

（1. Tianjin Hailin Ecological Construction Company Limited， Tianjin 300457， China； 2.Engineering and Technology Center for Coastal Wetland and Ecological Reconstroction in Tianjin， Tianjin 300457， China）

Abstract： The experiment was conducted to explore the effects of different reclamation techniques on soil physical and chemical properties of coastal dredger fill through the field comparison test of the original soil improvement and the treatment of soil replacement. The results showed that， compared with the coastal dredger fill， soil salinity could be decreased， and soil nutrient and physical structure could be effectively improved by the original soil improvement and the treatment of soil replacement， however， both the two soil improvement methods had a trend of salt-leaching alkalization in ， meaning that soil conditioner also need to be further optimized. Compared with the treatment of soil replacement， the soil salinity was significantly decreased by 84.47% on the 60～80 cm soil in the original soil improvement， while the difference of the other soil layers was not significant； the contents of total nitrogen， organic matter， hydrolyzed nitrogen and available phosphorus in soil （0～20 cm） increased by 130.98%， 23.71%， 81.82% and 321.02% respectively， the bulk density decreased by 14.09%， and the porosity and permeability of non-capillary increased by 105.61% and 4.72 times， respectively. In conclusion， the original soil improvement was better than the treatment of soil replacement.

Key words： coastal dredger fill； out-soil improvement； original soil improvement；soil properties

填海造陸是沿海地區(qū)擴(kuò)展港口和城市發(fā)展空間的有效途徑。據(jù)不完全統(tǒng)計，天津市目前已填海造地約200 km2，計劃到2020 年底將達(dá)400 km2 [1]。填海造地形成的土壤（吹填土）因成土?xí)r間短，物理性狀差，鹽分含量高，生態(tài)環(huán)境脆弱，作物及綠化苗木難以生長[2]。如何破解吹填土綠化這一世界性難題至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的鹽堿地改良技術(shù)大多依賴客土法，即用異地優(yōu)良的耕作土壤替換本地鹽堿土。該綠化種植模式能夠當(dāng)年施工、當(dāng)年見效，且客土綠化選擇植物品種的范圍大，景觀效果好[3]。但隨著我國開發(fā)面積的逐年增大，毀掉的農(nóng)田也越來越多，嚴(yán)重破壞土源地的生態(tài)環(huán)境[4]，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。天津海林綠化公司多年致力于重鹽堿灘地的改良與植被構(gòu)建的工程建設(shè)，對吹填土綜合改良綠化技術(shù)進(jìn)行了一系列研究[5-6]，采取“以排水為基礎(chǔ)，培肥為根本”，實(shí)行水利工程措施、農(nóng)業(yè)耕作措施和生物培肥措施相結(jié)合的綜合治理方法，取得了顯著效果[7-9]。本文將原土改良與客土改良工藝對吹填土土壤理化性質(zhì)的影響進(jìn)行比較，以期為原土改良技術(shù)的推廣提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011—2015年在天津市濱海新區(qū)臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)緯一路進(jìn)行，距離渤海僅10 m。該區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫12 ℃，年平均降水量602.9 mm，多集中在7—8月份，年平均蒸發(fā)量1 909.6 mm，為年降水量的3倍以上，冬春干旱而蒸發(fā)量大。試驗(yàn)地土壤為灘涂吹填造陸僅半年時間的吹填土。改良前吹填土含鹽量、pH值等理化性狀見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)原土改良和客土改良2個處理，每個試驗(yàn)區(qū)長400 m，寬10 m，面積為4 000 m2。原土改良采用天津海林生態(tài)建設(shè)股份公司“不換種植土的吹填土改良與綠化技術(shù)”，技術(shù)要點(diǎn)是采用碴石盲溝、碴石淋層構(gòu)建地下排水系統(tǒng)，原土晾干打碎后摻拌10%（體積比）的秸稈及一定比例的脫硫石膏等土壤改良劑后回填，打孔注砂，圍畦洗鹽，在洗鹽后種植時摻拌10%（體積比）的有機(jī)肥培肥，改良深度100 cm。客土改良為吹填土常規(guī)客土綠化技術(shù)，技術(shù)要點(diǎn)是采用碴石盲溝、碴石淋層構(gòu)建地下排水系統(tǒng)，回填種植土種植，改良深度60 cm。

1.3 樣品制備及測定方法

試驗(yàn)開始前取原始土樣，改良完成5年后分別對原土改良處理及客土改良處理取土樣，取樣深度0～80 cm，分四層0～20，20～40，40～60，60～80 cm，風(fēng)干，磨碎，過2 mm篩，測定含鹽量、pH值，0～20 cm測定全氮、水解氮、有效磷、速效鉀等土壤理化指標(biāo)。按5∶1的水土比經(jīng)浸提抽濾制備土壤浸提液，分別通過電導(dǎo)法和pH計電位法測定其含鹽量和 pH值；全氮用半微量凱氏法；水解氮用堿解-擴(kuò)散法；有效磷用碳酸氫鈉浸提法；速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法。土壤物理性狀用環(huán)刀取表層原狀土，容重采用環(huán)刀法，滲透率及非毛管孔隙度采用室內(nèi)環(huán)刀法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和作圖采用Microsoft Excel 2007軟件，統(tǒng)計分析采用SPSS 21.0軟件，顯著性水平設(shè)定為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良工藝對吹填土土壤pH值的影響

由圖1可以看出，隨著土層深度的加深，原土改良工藝吹填土土壤與原始土壤樣品pH均呈升高趨勢，客土改良呈升高-降低-升高的趨勢。與原始土壤相比，原土改良工藝下各土層土壤pH值分別升高4.50 %，5.33%，6.30%，4.00%，差異顯著；客土改良工藝下0～20cm、20～40cm土壤pH值分別升高4.50%和2.66%，差異顯著，但其他土層與原始土壤無顯著差異。這說明客土改良及原土改良后吹填土均存在不同程度的脫鹽堿化現(xiàn)象。

2.2 不同改良工藝對吹填土土壤含鹽量的影響

由圖2可以看出，隨著土層深度的加深，原土改良工藝下吹填土土壤含鹽量穩(wěn)定在一定水平，無明顯變化；原始土樣土壤含鹽量有降低趨勢；客土改良先平穩(wěn)開高至60～80 cm土層急劇升高，這主要是因其改良深度為60 cm，60～80 cm土壤為原始土壤。與原始土壤相比，原土改良工藝下各土層土壤含鹽量分別降低93.80%，91.86%，86.35%，85.50%，差異顯著；客土改良工藝下各土層土壤含鹽量分別降低96.83%，94.31%，81.62%，6.62%，除60～80 cm外差異均達(dá)顯著水平。這說明各改良工藝可有效降低吹填土含鹽量。

2.3 不同改良工藝對吹填土土壤養(yǎng)分的影響

由表2可以看出，與原始土壤相比，原土改良工藝下土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、水解氮和有效磷分別提高了222.83%，106.47 %，34.33%和36.61倍，差異顯著，速效鉀降低了49.38%，差異亦達(dá)顯著水平；客土改良工藝下土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有效磷分別提高了39.17%，66.91%和7.93倍，差異顯著，水解氮和速效鉀分別降低了26.12%和52.97%，差異亦達(dá)顯著水平。這說明原土改良與客土改良均可有效改善土壤養(yǎng)分含量，其中原土改良效果優(yōu)于客土改良。

2.4 不同改良工藝對吹填土土壤容重的影響

由圖3可以看出，與原始土壤相比，原土改良土壤容重降低7.25%，客土改良土壤容重提高7.97%，差異均達(dá)顯著水平，說明在土壤容重的改良方面，原土改良顯著優(yōu)于客土改良。

2.5 不同改良工藝對吹填土土壤非毛管孔隙度的影響

由圖4可以看出，與原始土壤相比，原土改良土壤非毛管孔隙度提高了6.25個百分點(diǎn)，差異顯著，客土改良土壤非毛管孔隙度提高了1.17個百分點(diǎn)，但差異未達(dá)顯著水平，說明在改善土壤非毛管孔隙度方面，原土改良顯著優(yōu)于客土改良。

2.6 不同改良工藝對吹填土土壤滲透率的影響

由圖5可以看出，原土改良和客土改良的土壤滲透率均顯著高于原始土壤，分別為原始土壤的6 290倍和1 100倍，說明在改善土壤滲透率方面，原土改良亦顯著優(yōu)于客土改良。

3 結(jié) 論

（1）原土改良和客土改良均能有效降低吹填土含鹽量，但均存在不同程度的脫鹽堿化，需優(yōu)化土壤改良劑，以獲得更好的改良效果。

（2）原土改良和客土改良均能有效提高吹填土土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、水解氮和有效磷等養(yǎng)分含量，并有效降低速效鉀含量，在各指標(biāo)的改善方面原土改量均顯著優(yōu)于客土改良。

（3）原土改良較客土改良能更有效降低吹填土容重并增加其非毛管孔隙度和滲透率等物理性狀，有助于促進(jìn)吹填土的熟化。這可能與原土改良過程中添加了大量的秸稈等有機(jī)物料有關(guān)，有機(jī)物料腐解提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，利于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，降低了容重，增加了非毛管孔隙度和滲透率，從而改善了土壤排水能力。

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