原文作者：张芳芳，刘洪庆，于国芹

　　摘 要：为改善吹填土的理化性质，实现吹填土在城市生态建设方面的充分利用，通过室内土柱淋洗试验，研究在不同施用量下土壤调理剂对吹填土物理性质、土壤养分及各种离子动态变化的影响。结果表明，土壤调理剂可以显著改善土壤理化性质。淋洗过程中，各处理淋洗液全盐含量先急剧下降，之后逐渐降低，最后趋于稳定；ph值先显著升高，后缓慢升高并逐渐趋于稳定；淋洗后土壤容重降低17%以上，渗透速率提高到0.20 mm·min-1以上，水解氮、全氮、速效磷、速效钾和有机质含量显著增加；全盐、k+、na+、ca2+、mg2+、cl-、so42-含量较淋洗前原土均有90%以上降幅。
 　　关键词：吹填土；土柱试验；土壤调理剂；土壤理化性质
　　中图分类号：tu471.99 文献标识码：a doi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.005
　　吹填土又名填充土，具有粘粒比重、相对密度和容重较大、结构性差、孔隙度和渗透系数小、碱性和含盐量高（为氯化钠型）以及自然脱盐率极差的特点[1]。该土一般是在疏通整治河道、围海造陆的时候，用挖泥船和泥浆泵通过水力把港口或者江河的泥砂吹填而形成的沉淀土。所以，要充分发挥吹填土在城市和生态建设方面的积极作用，优化吹填土的理化性质，使其向着有利于植物生长的方向演化显得至关重要。对于滨海吹填土的改良，以往主要是采用暗管排盐、生态修复、客土、灌溉淋洗等措施[2-4]，并且土壤调理剂也主要用在改良内陆盐碱土方面[5-6]，其在改良滨海吹填土方面的应用研究还不多见。WwW.11665.COM本研究以天津南港工业区吹填土为例，采用土壤调理剂掺拌改良与室内土柱淋洗相结合的试验，研究土壤调理剂改良吹填土的可行性，为吹填土改良提供了理论基础与技术支持。
 　　1 材料和方法
　　1.1 试验材料
　　供试土壤为天津市南港工业区碱化度较高的吹填土，试验地土壤的含盐量为22.26 g·kg-1，ph值为8.27，容重为1.98 g·cm-3，渗透率约为零，孔隙度为28.78%，水解氮（an）含量28.2 mg·kg-1，全氮（tn）含量0.329 mg·kg-1，有效磷（olsen-p）含量37.6 mg·kg-1，速效钾（ak）含量594 mg·kg-1，有机质（som）含量14 g·kg-1。
 　　试验所用的调理剂主要有3种，编号a、b、c，分别由诺沃肥、脱硫石膏和蘑菇棒3种成分按不同比例配制而成，各成分配比及其基本性质见表1。其中诺沃肥是土豆面粉、玉米淀粉等原材料的发酵残渣， 含有大量的营养元素；蘑菇棒主要是用食用菌生产后的废弃菌棒经腐熟后制成，因此，该土壤调理剂为有机无机复混调理剂。
 　　1.2 试验方法
　　土柱装置是用内直径19 cm的有机玻璃管，采用室内自来水进行淋洗。淋洗过程中保持水流缓慢，土柱底部装有10 cm厚的石子和石英砂作为反滤层，土柱下方装有渗漏排水孔，可收集滤液。
 　　选择0～60 cm耕层土壤作为控盐改碱的目标，先将风干土样过2 mm筛，然后混合均匀，量取7份等体积干土，其中1份做对照，其余6份分别按体积分数10%，20%的调理剂a、调理剂b、调理剂c进行完全混合均匀后装入土柱，对应标记为a1、a2、b1、b2、c1、c2，土柱高度60 cm。装填后的土柱用自来水慢速饱和。待土柱饱和后，静置4 d。待调理剂与土壤充分接触后，开始淋洗试验。根据淋洗液电导率调节灌水量，每天灌水前收集各土柱渗滤水。直至淋出液的电导率达到标准值为止。淋洗结束后，对土柱内的土壤与淋出液各指标进行测定。[论文网]
 　　1.3 样品制备及测定方法
　　将土柱内的土壤取出，自然风干，磨碎，过2 mm筛后备用。所有的土样均制备1∶5土水比浸提液，并与淋出液测定其电导率（ec1∶5）、ph值和离子组成含量。ec1∶5采用ddsj-308a型电导率仪和djs-1c型电导电极测定。ph值采用phs-3c型ph计和e-201-c型ph复合电极进行测定。na+和k+采用火焰光度计测定。ca2+、mg2+、cl-、so42-、co32-、hco3-采用土壤盐分常规法测定。an含量采用碱解扩散法测定，tn含量采用半微量凯氏法测定，olsen-p含量采用碳酸氢钠法测定，速效钾ak含量采用nh4oac浸提-火焰光度计法测定，som含量采用重铬酸钾容量法测定。
 　　每个土样进行3次重复测试，取3个重复的平均值为测试结果。
　　2 结果与分析
　　2.1 土壤调理剂对土壤物理性质的影响
　　土壤容重、渗透性是土壤重要的物理性质，它们不仅影响土壤孔隙度与孔隙大小分配、土壤的穿透阻力及土壤水肥气热变化，而且影响植物生长及根系在土壤中的穿插和活力大小[6-9]。一般说来，土壤容重小、孔隙度大、渗透率大，表明土壤比较疏松，结构良好，有益于土壤水、肥、气、热状况的调节和植物根系的活动；反之，土壤容重大、孔隙度小、渗透率小，则土壤紧实，土壤结构差。
 　　由图1可知，施用不同土壤调理剂后，土壤容重均比对照有不同程度降低。其中调理剂a下降约17%，调理剂b、c下降约19%；但同种调理剂不同施用量下，土壤容重无明显变化。土壤渗透率均比对照有明显增加，其中对照组土壤基本无渗透率；但调理剂a渗透率约为0.25 mm·min-1，调理剂b渗透率约为0.20 mm·min-1，c渗透率约为0.56 mm·min-1，故c组渗透率明显优于a、b两组。因此，调理剂c更有利于改良土壤结构，疏松土壤，调节土壤水肥气热状况。
 　　2.2 土壤调理剂对淋出液全盐量、ph值的影响
　　2.2.1 土壤调理剂对淋出液全盐量的影响 图2是各调理剂不同使用量下，土壤全盐量随淋洗累积用水量（淋洗时间）的变化规律。由此可知，不同处理下土柱试验的淋洗液含盐量变化规律表现相同，即在整个淋洗过程中，淋洗液含盐量逐渐减小。淋洗初期，随淋洗用水量增加而显著减小，之后则随用水量的增加逐渐降低，最后趋于稳定。但不同处理间盐分的淋洗强度与淋洗用水量有所不同，其中盐分淋洗强度与调理剂中石膏添加量呈现出一定的正相关，石膏添加量越高，峰值越大，即20%调理剂a>20%调理剂b>10%调理剂a>20%调理剂c>10%调理剂b>10%调理剂c>对照；盐分淋洗强度与调理剂用量则呈现负相关，10%调理剂c处理经35 l地下水淋洗后淋洗液全盐量降到0.3 g·l-1以下。由于在淋洗初期土壤溶液盐浓度很高，淋洗速率很快且淋洗效果明显；随着土壤溶液盐浓度逐渐降低，淋洗效率也逐渐降低，所以淋洗后期的脱盐效果并不明显。

　　2.2.2 土壤调理剂对淋出液ph值的影响 图3是不同土壤调理剂施用量下吹填土的淋出液p

h值随淋洗过程用水量（淋洗时间）的变化。由此可见，不同土壤调理剂用量下吹填土淋出液ph值呈现出相似的变化规律，即均先显著升高、后缓慢升高并逐渐趋于稳定。其中，10%调理剂c、20%调理剂a处理下ph值大小差异较为显著，其它处理ph值大小变化不显著。此外，由表2可知，淋洗结束后，a1、a2、b1、b2、c1、c2各处理ph值均在8±0.06上下浮动，适宜植物生长，而对照土壤经淋洗后严重碱化，ph值上升至9以上。
 　　2.3 土壤调理剂对土壤养分含量、离子组成的影响
　　由表3可知，对照养分含量在灌水淋洗后均有不同程度的下降。其中tn和olsen-p下降程度较大，分别为53%和49%；an和som分别下降30%和23%，而ak下降较少，约为19%。但添加调理剂的各处理养分含量虽经淋洗却也有所升高，其中a1、a2、b1、b2养分含量略有升高，c1、c2养分含量显著升高，这与土壤调理剂中诺沃肥、蘑菇棒的含量有一定的关系。由此可见，土壤调理剂不仅可以改良土壤结构，而且还可以增加淋洗后土壤养分含量，土壤调理剂c表现更为显著。
 　　淋洗结束后，土壤的离子组成情况如表4所示。由表可见，添加土壤调理剂后地下水淋洗有显著的脱盐效果。与原始土壤相比，各处理全盐量明显降低，对照、a1、a2、b1、b2、c1、c2的脱盐率分别为73%，86%，85%，86%，85%，87%，88%。从土壤盐离子组成来看，原始土壤属于典型的氯化钠型盐土，而可溶性盐离子的累积对植被生长有很大的毒害效应，且na+含量过高对土壤结构破坏也很严重。因此，降低土壤中na+和cl-含量是改良的方向。由表4可知，试验土壤中除co32-含量不变，hco3-含量增加外，其他阴阳离子含量都明显降低。与原始土壤相比，对照、a1、a2、b1、b2、c1、c2的na+含量分别降低93%，98%，99%，98%，98%，98%，99%，cl-含量也均降低95%以上。说明施用土壤调理剂后地下水淋洗起到了很好的改良效果，但同一调理剂不同使用量淋洗效果无明显差异。
 　　3 结论与讨论
　　淋洗过程中，各处理淋洗液全盐先急剧减小，之后逐渐降低最后趋于稳定，ph值均先显著升高，后缓慢升高并逐渐趋于稳定；淋洗结束后，a1、a2、b1、b2、c1、c2各处理土壤ph值均在8±0.06上下浮动，而对照土壤ph值上升至9以上。
 　　经土壤调理剂掺拌改良和室内土柱淋洗相结合，滨海吹填土的理化性质得到显著改善。主要表现在土壤容重减小和渗透速率明显提高；an、tn、olsen-p、ak和som含量增加；土壤离子组成改变，k+、na+、ca2+、mg2+、cl-、so42-含量均明显降低，hco3-含量明显升高。对本研究结果进行综合分析，最佳土壤调理剂为c。
 　　施用土壤调理剂可以有效降低吹填土盐分含量，但考虑土壤调理剂成分组成，添加过多也可造成盐分的累积、淋洗水量的增加和淋洗时间的延长。因此，要根据吹填土的基本理化性质添加适量的土壤调理剂才能达到最好的改良效果，本试验土壤调理剂较佳添加量为10%，最优量有待进一步探讨。
 　　对盐土在淋洗过程中ph值升高的原因，陈邦本、殷仪华等[11-12]根据jurner和hinrich等[13-14]关于ph值与caco3沉淀溶解理论，认为盐土脱盐ph值上升是由于对土壤进行淋洗造成ca2+流失，土壤中ca2+的流失造成caco3水解加速，进而提高hco3-含量以及ph值。因此，可以说适量的ca2+有助于改变土壤酸碱性。
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