上海市设施菜田土壤次生盐渍化污染现状及修复剂筛选研究
  • 【摘要】

    近年来,设施农业作为抗御自然灾害、实现反季节蔬菜栽培高产高效的重要手段,在全国各地得到大面积的推广,已成为我国农业生产的重要组成部分。然而,由于设施蔬菜栽培长期处于高集约化、高复种指数、肥料高投入的状态,造成了作物产量下降、土壤次生盐渍化、土壤酸化、养分失衡等一系列的土壤障碍,尤其土壤次生盐渍化问题最为突出,盐分大量积聚使土壤板结,养分供应失衡,危害作物的正常生长,降低作物的产量及品质,同时也会改... 展开>>近年来,设施农业作为抗御自然灾害、实现反季节蔬菜栽培高产高效的重要手段,在全国各地得到大面积的推广,已成为我国农业生产的重要组成部分。然而,由于设施蔬菜栽培长期处于高集约化、高复种指数、肥料高投入的状态,造成了作物产量下降、土壤次生盐渍化、土壤酸化、养分失衡等一系列的土壤障碍,尤其土壤次生盐渍化问题最为突出,盐分大量积聚使土壤板结,养分供应失衡,危害作物的正常生长,降低作物的产量及品质,同时也会改变土壤中微生物的状况,对整个土壤环境造成不利影响,并对人体健康及生态环境造成现实和潜在的危害。因此,研究设施农业土壤次生盐渍化状况及其修复技术,对促进设施农业的可持续发展具有重要意义。
       本文以上海市郊区设施菜田作为研究对象,选取了种植年限为0~3年、4~6年、7~10年和大于10年的典型设施大棚,通过现场调查和采样分析,对上海市设施菜田土壤次生盐渍化污染现状进行了评价,在此基础上,以有机肥、秸秆、糠醛渣、壳聚糖、竹炭等五种工农业废弃物作为修复剂,通过对水溶性离子吸附性能试验以及单一修复剂和组合修复剂在温室大棚条件下的盆栽试验,研究了五种修复剂对土壤可溶性盐分、土壤主要阴阳离子和油菜生物量的影响。主要研究结果如下:
       1.设施菜田土壤次生盐渍化污染典型性调查结果表明,上海设施蔬菜生产主要集中在浦东、青浦、奉贤、嘉定和金山等区县,且上述各区县设施菜田土壤盐分普遍显著高于露天菜地,均存在不同程度的土壤次生盐渍化情况。设施菜田土壤全盐量随种植年限的增长逐渐上升,在6年左右达到最大值;pH值随种植年限的增长逐渐下降,在7年左右达到最小值;茄果连作模式在种植3年左右盐分达到最大,叶菜连作模式在5年左右达到最大值,叶菜类连作模式土壤盐分总体高于茄果连作模式。
       2.五种修复剂在水溶液条件下对盐分离子吸附性能的试验结果表明,有机肥、竹炭、壳聚糖溶液在3个添加水平下对土壤盐分都有较好的吸附作用,土壤中离子浓度出现不同程度的下降;当秸秆、糠醛渣添加水平分别为0.6、2.5/100g土时,也得到较好的吸附效果,但随其用量的增加,盐分则逐渐上升。
       3.单一修复剂修复次生盐渍化土壤的盆栽试验结果表明,有机肥、秸秆、壳聚糖、竹炭的5个添加水平都能增加油菜生物量,有机肥效果最佳,其次为壳聚糖、秸秆、竹炭。糠醛渣用量在55 t·hm-2时,油菜增产效果仅次于有机肥,当其用量增加时,油菜生长受到抑制。五种修复剂均能降低土壤盐分,其中以有机肥、秸秆脱盐效果最佳。秸秆、竹炭、壳聚糖处理组土壤中Na+、ca2+、Mg2+、K+、Cl-、NO3-、SO42-7种离子含量都呈下降趋势,有机肥、糠醛渣处理组Mg2+、NO3-含量下降,其余5种离子含量上升。综合分析比较五种修复剂的修复效果及其经济性,有机肥、秸秆作为修复剂要优于其他三种,其最佳施用量分别为30 t·hm-2、9 t·hm-2。
       4.组合修复剂修复次生盐渍化土壤的盆栽试验结果表明,有机肥、秸秆、壳聚糖、糠醛渣的不同组合除有机肥(45 t·hm-2)+糠醛渣(55 t·hm-2)外都能减少土壤盐分,增加油菜产量。土壤中Na+、Ca2+、Mg2+、K+四种离子,在糠醛渣(55 t·hm-2)+1%壳聚糖溶液(99t·hm-2)、有机肥(30 t·hm-2)+糠醛渣(55 t·hm-2)+1%壳聚糖溶液(33t·hm-2)、有机肥(45 t·hm-2)+糠醛渣(55 t·hm-2)处理组与对照组无显著差异,其余各组合均大幅度下降。SO42-在糠醛渣的几个组合大幅上升,Cl-、NO3-在所有的组合均下降。综合分析比较各组合方式的修复效果及其经济性,筛选出有机肥(15 t·hm-2)+秸秆(3 t·hm-2)为最佳修复剂组合。 收起<<

  • 【作者】

    李尚科 

  • 【学科专业】

    环境工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    东华大学

  • 【导师姓名】

    沈根祥

  • 【学位年度】

    2012

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    设施菜田  次生盐渍化污染  土壤修复  土壤污染  修复剂