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生物废弃物对滨海土改良效果研究

辽河三角洲位于辽河平原的南端。碱性土壤约9.33万hm。主要分布在盘山县和大石县的沿海地区，属于沿海盐场（张启德等人，1997）。这类土壤的主要有害性状是低洼内涝,排水不畅,地下水和土壤含盐量高,以及土壤粘重,肥力贫瘠,影响农林牧业的发展(王春裕,2004)。长期以来,改良盐碱土已有许多行之有效的措施,物理措施如添加覆盖物(毛学森,1998;Badia,2000;刘广明等,2011),水利工程措施如排水灌溉(Qadir&Oster,2004)和兴修水利(张微等,2003),化学措施如添加含钙物质(Armstrong&Tanton,1992;Ilyasetal.,1997;Suhaydaetal.,1997)或酸性物质(Partt&Bair,1962;马献发等,2004;田霄鸿等,2008),生物措施如栽培耐盐作物(Yadav,1975;Qadiretal.,1997;Zhaoetal.,2004)。

近年来,随着工农牧副业的快速发展,不断增多的废弃物引起的垃圾危机已成严重的问题。由于废弃物通常有其特殊的理化性质和丰富的营养成分,人们开始重视利用各行业的废弃物进行盐碱土的改良,以减少经济投入,降低污染。如用栽培食用菌后的废弃培养基菌糠(谢修鸿和李玉,2010)、养殖业的禽畜粪便(Tejadaetal.,2006)、火电厂的副产物烟气脱硫石膏(杨培岭,2005)和粉煤灰(王鹏飞,2006)、柠檬酸厂剩余的柠檬酸渣(唐治学等,1986)以及沼渣、沼液(姜继辉等,2010)等改良盐碱土,在降低土壤含盐量、pH值、碱化度,改变土壤性状,降低容重,增加孔隙度以及增加土壤养分方面分别取得了不同程度的效果。但对综合利用不同行业多种废弃物进行多因素多水平的研究并不多,尤其是同时兼具改良土壤结构、降低土壤盐碱性并提高土壤肥力的改良材料的研究极少。

我国主要采用生产维生素C方法为二步发酵法,生产过程中排有大量的古龙酸母液,约为维生素C总产量的45%(吴卫彦,2009),此母液酸性极强,主要含有甲酸、乙酸、草酸、胡敏酸等有机酸,以及部分古龙酸、山梨糖、蛋白质、核酸、多肽及核苷等微生物代谢产物。截短侧耳素经过改造可合成生产多种兽药及人体用药(Longetal.,2006;Jacobs,2007;Phillips&Sharaf,2007),生产截短侧耳素与其发酵废水的比为1∶120(储消和,2012),废水中含有大量氮磷钾、多种微量元素以及氨基酸等,以及发酵后残有的镁盐、钾盐、钙盐、铁盐等。文冠果是中国特有的优良木本油料树种,近年来被广泛用来生产生物柴油(于海燕和牟洪香,2007),其果壳产量很大,因尚未被研究利用,基本上属废弃物(刘新霞等,2007)。本文利用上述3种生物废弃物进行3因素3水平的正交试验,尝试对辽河三角洲滨海盐碱土进行改良,探讨此3种生物废弃物对滨海盐碱土的改良效果并确定改良最优组合。

1材料和方法

1.1坝体及周边植被条件一般,单条线路内部坡面水土流失严重,呈积极单

大洼三角洲平原水库位于辽宁省盘锦市大洼县西南部的滨海滩涂上,水库周长13.7km,围堤是以本地区盐渍土为主要材料筑成的均质土坝。大坝坝体由粉质黏土组成,干密度1.62g·cm-3,孔隙比0.69,渗透性差(果海威和姜延辉,2008),坝体及周边植被稀少,盖度低,坡面水土流失较为严重。样地设于盘锦市大洼县王家乡三角洲平原水库堤坝上(40.91°N,121.99°E),年平均气温8.3~8.4℃,夏季最高平均气温23.8℃,冬季平均最低气温-9.7℃。年平均降雨量为611.6mm,主要集中在夏季,约占全年降雨量的63%。年平均蒸发量为1392.0mm,属暖温带半湿润季风气候(刘庆生等,2004)。该地区土壤含盐量高,质地粘重,地下水埋藏浅(一般为0.5~2m),矿化度高(5~15g·L-1),地下径流滞缓不畅,甚至渚集不流(孟康敏和杨秀清,1997)。样地盐碱性及养分状况见表1。

1.2试验用水

(1)古龙酸母液:pH值0.27,比重1.27~1.30,COD值达1!106mg·L-1,溶于水,不含重金属、农药和抗生素等有害物质。

(2)截短侧耳素发酵废水:含有丰富的氮磷钾以及多种微量元素、大量氨基酸和多糖。

(3)文冠果果壳:试验用果壳粉碎至2mm。

古龙酸母液与侧耳素发酵废液由东北制药厂提供,文冠果果壳由赤峰乌丹林