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盐碱土壤是一种天然条件下形成的土地资源。上海由于濒临沿海,近海土壤长期受到海水的侵蚀,其盐分和碱度都明显高于适宜耕种的农田土壤,酸碱度pH值高达8.5以上,盐分含量也超过0.2%,形成盐碱土。这种土壤内部透水、通气性的条件很差,土壤很容易发生板结,很不符合农作物正常生长的环境要求,造成自然资源的浪费。且全世界范围内的盐碱土壤面积也非常大,中国目前已达5000万公顷以上。土壤盐碱化现象日益突出。迫切需要改良来解决土地资源缺乏的地区人们的生存需求。 工业脱硫工艺中产生的烟气脱硫石膏,是脱硫废弃物的一种。随着经济的发展,国内燃煤电厂脱硫计划的实施,脱硫石膏的产出量持续增加,过多的脱硫石膏产生量若得不到利用,不仅使环境受影响,也浪费了资源。若将脱硫石膏与盐碱土壤结合起来,不仅使脱硫石膏成为一种绿色的土壤改良剂,也能够将两种固体废物同时得到利用,体现以废治废的原则。 本文采用上海崇明东滩的盐碱土壤和上海一燃煤电厂产生的脱硫石膏,通过设置室内土柱淋溶、斜坡仿自然降雨试验和田间试验,在六种不同质量梯度(0%,0.5%,1%,2.5%,5%,7.5%,10%)的脱硫石膏与土壤混合条件下,淋洗1100mL水量(以上海市年平均降雨量为准),研究其对盐碱土的改良效果及土壤肥力的变化情况,包括土壤颗粒分布、透水性和泥沙侵蚀度等物理结构的改善;pH、电导率、主要离子Na+、Cl-和SO42-的洗脱情况和磷、硅、钾、有机质、氮等营养肥力的变化,综合分析土壤的改良情况。结果表明:(1)脱硫石膏对土壤物理结构的改善较明显,可有效提高土壤透水、透气性,减小坡地土壤产流率和地表侵蚀度,有利于土壤水分和空气条件的改善;(2)脱硫石膏通过改善土壤的导水性能和增加钙盐,有利于加速盐碱土排盐,降低土壤pH值和碱度。(3)脱硫石膏溶解液中的Ca2+将土壤中溶解态磷转化成难溶态磷或过渡形态的磷,较好地控制了土壤磷素营养的流失,可提高土壤自身磷肥的水平。其中脱硫石膏对土壤物理特性的改善及磷流失形式的改变以及脱硫石膏自身主要成分、Ca2+溶解性、杂质含量及自身吸附磷的特性对土壤磷流失的阻控效果均有很大作用;(4)脱硫石膏的施入因自身含有的钙硫元素的带入,有利于土壤中钙硫养分肥效的增加。而施加脱硫石膏后,土壤透水性能显著提高,这会加大土壤有效硅、速效钾及有机质等营养成分的排出,且施加量的提高可减少该方面肥效的降低。添加0.5%~1.0%时,降低最少,且不同的脱硫石膏添加量处理组间,均存在边际效应。这与脱硫石膏对土壤的导水性的影响及土壤pH和粘粒比重有关;同时脱硫石膏对氮素的淋出也有很好的控制作用,有效减少氮的淋出量,因此有利于盐碱土壤氮的固定和改善;(5)田间试验的植物生长情况表明,脱硫石膏对盐碱土的总体改良效果很明显,生物量和株高均有所增加。