不同配方拌和黃石膏廢渣的改良效果及對合歡生長的影響

楊建華，米建波，陳繼恩

（1.西昌市石嘉國有林場；2.涼山彝族自治州林業科學研究所，四川西昌615000）

黃石膏又叫鈦石膏，是硫酸法生產鈦白粉形成的工業廢渣。據估算，每生產1 t鈦白粉就產生5～6 t黃石膏，排放量每年就達數百萬噸。目前，我國每年排放的黃石膏主要是露天堆存，占用大量土地，成為困擾鈦白粉生產企業和環保部門的難題之一。研究和開發黃石膏的再利用途徑和方法，不僅可以保護環境，節約土地、減少不可再生資源的消耗，還可以為企業帶來一定的經濟效益，推動相關產業的發展。

合歡（Albizia julibrissin Durazz.）為豆科含羞草亞科合歡屬植物，又名絨花樹，馬纓花。落葉喬木，夏季開花，頭狀花序，合瓣花冠，雄蕊多條，淡紅色。性喜光，喜溫暖，耐寒、耐旱、耐土壤瘠薄及輕度鹽堿，對二氧化硫、氯化氫等有害氣體有較強的抗性。

表1 三種實驗材料與黃石膏廢渣的拌和比例

本實驗針對黃石膏廢渣顆粒小（0.02 mm以下占66.63%）、堿性強（pH為8.35）、通氣性、透水性差，不利于植物生長的特性，選擇合歡作為指標植物，采用不同配方的拌各黃石膏廢渣，采用常規的水肥管理模式，觀察指標植物的生長狀況，經過三年的種植，測定其形態指標，選擇最適宜的配方，以提高植被恢復成功率，選擇出經濟可行的技術模式。為建立試驗示范區，進一步探索出攀西地區該類型礦山具有可操作性的植被恢復技術模式，并為營造示范樣板林提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于西昌市（102°10'5.947"E，27°50'43.674"N），海拔1500 m。地處亞熱帶高原季風氣候，光照充足，西昌年平均氣溫：17.5℃；年平均最高氣溫：23℃；年平均最低氣溫：12℃，年均日照時數2423.1 h，無霜期298d，年均降水量1020 mm，空氣平均濕度75%。

1.2 試驗材料

1.2.1 受體材料

選取株高地徑相同、健壯且長勢相同的合歡，每個處理10株。

1.2.2 黃石膏廢渣

黃石膏廢渣pH值8.35，未檢測出重金屬。

1.2.3 生物材料

纖維素類（農業廢棄物稻草和玉米秸稈），用有機物料腐熟劑配合進行，腐熟劑采用當地農村下發的有機物料腐熟劑“鴻生源牌有機物料腐熟劑”。使用方法及用量：每1000 kg作物秸稈用腐熟劑2kg，尿素5kg，澆水濕度以55%～65%為宜，其后用塑料膜覆蓋14～27d。

1.2.4 當地紅壤土

廠區周邊就近取材的山地紅壤土。表土有機質含量一般為10～15 g/kg，熟化度高的可達20 g/kg；一般養分含量不高，有效磷極少；pH值在4.5～5.2；粘重，保水保肥力差，耕性較差，有酸、粘、瘦的特性。

1.2.5 有機物料腐熟劑

“鴻生源牌有機物料腐熟劑”，富含分解纖維素、半纖維素、木質素和其他有機物質的微生物菌群，能快速腐熟作物秸稈等有機廢棄物，使秸稈中所含的有機質及磷、鉀等元素成為作物所需的營養，并產生大量的有益菌，抑制有害菌，減少病害的發生，同時能刺激作物生長，提高土壤有機質，增強作物抗逆性，減少化肥使用量，改善作物品質。

1.3 實驗設計

采用不同比例的混合物進行拌和。每個試驗處理視試驗場地情況按照4m2面積進行布置，同時每個試驗號安排兩組重復。同時，根據主要混合物的不同，分別命名D組、Y組、YH組、DH組，每組添加拌和比例相同，但是添加的量在查閱文獻后，分別為基礎劑量，兩倍劑量和四倍劑量。各拌和比例及主要拌和物，見表1。

1.4 測定指標及方法

形態指標測定：株高采用卷尺（精度1 mm）測量，地徑采用游標卡尺（精度0.01 mm）在土表處對莖粗（從兩個相互垂直的方向測量，取平均值）進行測量。

1.5 數據處理分析

采用Microsoft Excel 2010（Microsoft corp.USA）對數據進行初步整理，處理采用IBM SPSS Statistics 20（SPSS Inc.,USA）統計分析軟件對數據進行單因素方差分析（One-way ANOVA），并用最小顯著差數（LSD法）進行多重比較（α=0.05），繪圖采用 SigmaPlot 10.0（Systat Software Inc.,USA）。

2 結果分析

由圖1可知D組實驗合歡地徑沒有表現顯著差異，T3處理不顯著大于該組其他處理（P＞0.05），高出25.7%，而T1、T2號處理間差異不大。D組實驗合歡株高隨拌和劑量的減小呈現先增加后減小的趨勢，T3處理顯著高于T2處理，高出88.6%，且高于T1處理29.6%。由此可以見最低劑量的稻草秸稈在尿素和腐熟劑的作用下對黃石膏廢渣的改良情況最好。

Y組處理，玉米秸稈改良后的黃石膏廢渣對合歡株高地徑的影響則和稻草秸稈的趨勢相反。由圖可知，Y組處理中合歡地徑隨拌和量的增加而變大，T4處理分別高出T5和T6處理23.8%和33.3%。Y組處理中合歡株高隨拌和劑量的減小呈現先降低后升高的趨勢，T4處理分別高出T5和T6處理51.2%和40.7%。由此可以看出最高劑量的玉米秸稈在尿素和腐熟劑的作用下對黃石膏廢渣的改良情況最好。

YH組處理中，玉米秸稈和黃壤土拌和改良黃石膏廢渣后，在合歡地徑和株高均隨著劑量的由高到低呈現先增加后減小的趨勢，且該組處理間差異不顯著。T8處理在株高和地徑兩個指標均不顯著高于T7和T9處理，且T9處理的株高和地徑均小于該組其他處理，地徑分別高出12%和16.7%，株高分別高出20%和47.8%。

圖1 黃石膏廢渣對合歡株高、地徑生長的影響

DH組處理與YH組處理表現趨勢相似，地徑株高均隨拌和劑量的降低呈現先增加后減小的趨勢，且該組處理間差異不顯著。T12處理的株高和地徑均小于該組其他處理，T11處理均高于T10和T12處理，株高分別高出4.6%和9%，地徑分別高出24%和21%。

整個拌和實驗中，添加黃壤土以后的各處理（T7-T12）總體上在株高和地徑上高于其他處理，相比較而言，添加黃壤土更有利于合歡的生長。且在添加了黃壤土的處理中，T11的株高和地徑都高于其他處理。

3 討論

由D組實驗可知，低量腐熟后的稻草對黃石膏廢渣的改良效果（T3）優于較高劑量（T1-T2）。秸稈的還田量對作物生長、養分吸收以及產量形成過程有著重要的影響。過多的秸稈投入會導致氮素的生物固定，進而影響植物對氮素的吸收利用。可能是過多的氮元素施入，微生物與合歡競爭，導致了T1長勢不如T。

在Y組中，高劑量（T4）的玉米秸稈對于改良黃石膏廢渣是優于低價量（T6）處理的，可能是高劑量的玉米秸稈施入后，顯著降低了土壤pH值，更有利于合歡的生長。

YH組和DH組在一定程度上優于前面兩組實驗，可見黃壤土的施入對合歡生長具有積極作用，并且兩組實驗均表現為中間劑量對合歡的株高地徑貢獻最大，高劑量的秸稈施入抑制了合歡的生長，低劑量的改良效果不佳。

4 結論

通過改良等量的黃石膏廢渣實驗中發現，低劑量（22.5 g/kg）的稻草秸稈和高劑量（135.1 g/kg）的玉米秸稈具有等效且更好的改良效果；所有處理中拌和138 g/kg的稻草和190 g/kg的黃壤土的處理改良效果最好；僅拌和農作物殘體改良黃石膏廢渣的生產實踐中，宜施入22.5 g/kg的稻草秸稈或者135.1 g/kg的玉米秸稈；在拌和農作物殘體和黃壤土以改良黃石膏廢渣的生產實踐中，宜施入138 g/kg的稻草或玉米秸稈和190 g/kg的黃壤土。