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石膏在土壤改良中的應用

來源:磊鑫石膏 發布時間:2016-02-03 09:12:55 點擊次數:1627次

露地進行保護地生產后,土壤的養分狀況發生好轉,供肥能力提高,但是由于化肥的過量使用、頻繁的大水漫灌,以及保護地內缺少夏季雨水淋洗且蒸發強烈等原因,保護地多年種植后土壤容易產生鹽害問題[1]。石膏化學方法是在土壤改良上的方法之一,此方法在土壤改良中很多農業專家都進行過大量的研究工作,肯定了石膏對土壤改良的效果,并被廣泛的應用。

1.石膏在鹽堿土改良中的應用

1.1石膏在鹽堿土改良中原理

對作物而言,鹽堿成分的危害主要是生理性干旱,因而地上部植株表現出一些諸如黃化、僵化、卷葉、葉緣枯死等現象[1]。主要是鈉、鉀離子等土壤鹽分對植物的滲透脅迫和離子毒害[2]兩方面的作用。

石膏施用土壤主要通過化學反應代換土壤交換性鈉離子,使鈉質親水膠體變為鈣質疏水膠體,但其局限性在于雖然減少了交換性鈉離子,改善了土壤結構,但卻使土壤溶液中可溶性離子增加[1]

石膏改良鹽堿土壤的化學原理[3]

① 在鹽堿土壤中使用石膏初期反應為:

Na2CO3+CaSO4 = CaCO3+Na2SO4 1

2NaHCO3+CaSO4 = Ca(HCO3)2+Na2SO4 2

Mg(HCO3)2+CaSO4 = MgSO4+Ca(HCO3)2 3

)Mg+CaSO4 = )Ca+MgSO4 4

MgSO4+Na2CO3 = Na2SO4+MgCO3 (5)

MgSO4+2NaHCO3 = Mg(HCO3)2+NaSO4 (6)

② 土壤中鹽離子被鈣離子交換,土壤鹽堿化程度降低的第二階段:

CaCO3+)Na2 = )Ca+Na2CO3 (7)

CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2 (8)

Ca(HCO3)2+)Na2 = )Ca+2NaHCO3 (9)

上述兩個階段的反應可簡寫為:土)Na2+CaSO4 = )Ca+Na2S04 10

③ 石膏改良土壤的年限使用限制的,隨時間的推移而發生脫堿化,反應如下:

Na2SO4+)Ca = )Na2+CaSO4 11

1.2石膏在土壤改良中的應用和效果

石膏對土壤的改良作用在于降低土壤pH值、堿化度、及土壤的容重與堅實度,提高了土壤的滲透速度、孔隙度及脫鹽率[4]。石膏改良土壤使用方法已有相當的研究,前人改良堿化土壤過程中,多以20cm土層作為計劃改良層,并以此計算石膏的需求量,但是20cm的計劃改良層即使是改良徹底,也會出現反鹽堿化現象[5]。更有效地使用方法是0cm—20cm 的土層為石膏混合層,20cm—60cm 為石膏非混合層作為計劃改良層時改良效果和經濟效益最好。

2.石膏在酸性土壤改良中的應用

酸性底土主要為自然風化的過程和認為因素,即大量酸性肥料的施用所形成。在熱帶或副熱帶地區,底土常發生下列問題,包括:(1)鋁的毒性和鈣含量的不足;(2)土壤強度大;(3)機械抗阻強。一般改良酸性剖面的方法,包括(1)施用石灰材質:由于石灰材質在土壤剖面中垂直移動很慢,故表面施用石灰在改良底土的效果并不大;(2)施用石膏質材:施用石膏可增加底土之交換性鈣含量和減少鋁的飽和度,但對改善土壤pH的效果并不顯著;(3)施用有機質材:可增加酸性底土交換性鈣和減輕鋁飽和的程度,但其效應與有機酸的種類有關[6]

石灰(碳酸鈣)的溶解度小向下的遷移率低,所以只對土壤10cm—20cmpH有提升的能力,也一定程度的降低該土層的交換性鋁的含量;石膏的溶解度較石灰大,其對20cm—50cm的土層中的pH影響不大但對交換性鋁的含量降低有作用,其作用機制主要為:(1)石膏中的鈣移動較石灰快,因此可借鈣置換底土膠體上的毒性鋁;(2)石膏中的SO42-與底土中Al3+形成毒性較低的AlSO42-,降低Al3+活性;(3)酸性土壤中富含之三氧化二物與石膏之配位基交換而釋出氫氧根離子,與底土中鋁產生沉淀;(4)往下移動并淋洗溶液鋁;(5)形成Al-OH-SO4,礦物沉淀[6]3.不同石膏在土壤改良中的應用

應用于土壤改良的石膏主要有天然石膏和化學石膏,在化學石膏中研究應用較多的是脫硫石膏。天然石膏的主要組成是80%-90%的二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)、其它成分為碳酸鈣、二氧化硅等粘土類礦物;脫硫石膏是煙氣脫硫過程中生產的副產物[7],含有90%以上的二水硫酸鈣,含有少量的碳酸鈣顆粒。因為脫硫石膏是工業副產物影響其應用的主要是其重金屬含量的多少,其中的AsAgBaCdCrPbHgSe Ni含量檢測符合相應的標準才能使用,其實使用的安全性沒有天然石膏高。

4. 石膏在土壤改良中應用的注意

在鹽堿土壤改良中施用石膏的量應根據20cm—60cm中交換性鹽離子(Na+K+Mg2+)的含量來計算施用石膏的量,20cm上的土層應與石膏相混合,60cm下的土層可將石膏面鋪于20cm土層。待石膏與土壤中鹽離子交換后,用水淋洗土壤使交換下的鹽離子隨水流失,可以得到更好的抑鹽效果。石膏改良土壤的效果只是暫時的,不能持久。不改變保護土地的生產方式,石膏改良后的除鹽效果一般只能持續3年左右[1]。因此,在生產上應利用石膏改土后土壤堿化程度降低的一段有利時機,在今后的生產上避免或減緩鹽堿化的發生,通過改變過量使用化肥、改變傳統漫灌方式等不合理生產方式,以消除或減少土壤鹽堿化因素[8]

由于石膏在酸性土壤中改良的原理,在改良酸性土壤時石膏與碳酸鈣和其它有機質材聯合使用的改良效果好。同樣當石膏大量施用于強酸性土壤,配合適當的淋洗,則交換性鋁殼大量被移除與淋洗液中,進而改善土壤酸性[6]

參考文獻:

[1] 杜興臣,楊明凱,關發春.保護的鹽堿化土壤石膏改良的應用技術[J].黑龍江農業科學,2008,(5):70—71.

[2] 吳保慶.脫硫石膏對濱海退化濕地土壤理化性質及植物抗逆性影響研究[M].山東師范大學,2008:7.

[3] 趙錦慧,烏力根,紅梅,等.石膏改良堿化土壤中發生的化學反應的初步研究[J].土壤學報,2004,413):484-488.

[4] 楊全剛.改良劑組合對鹽堿土改良機理及對植物耐鹽性影響的研究[M].山東農業大學,20047.

[5] 呂二福良,烏力更.石膏不同施用方法改良堿化土壤效果淺析[J].內蒙古農業大學學報,2003,244130—133.

[6] 陳仁炫,徐琳媛.質材之添加對強酸性土壤剖面酸性及鈣和鉀有效性的改良效應[J].面向農業與環境的土壤科學:182—193.

[7] 耿春女,錢華,李小平,等.脫硫石膏農業利用研究進展與展望[J].環境污染治理技術與設備,2006712):15—19.

[8] 朱娛,李培櫻,楊明凱.化學改良方法在溫室鹽堿化土壤上的應用[J].北方園藝,20087):85—86 .

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