生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土理化性质的影响

生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土理化性质的影响

论文摘要

苏打盐碱土的盐分以Na2CO3和NaHCO3为主,兼具盐化和碱化特征。土壤理化性质恶劣,严重制约了当地的农业生产。施用改良剂对盐碱土进行改良的研究由来已久。但随着人们环保意识的增强,开发利用高效且环保型的改良剂逐渐成为人们关注的热点。生物炭和聚合硫酸铝铁制备工艺简单,材料来源广泛。就目前研究而言,施用生物炭的研究多关注于酸性土壤或低盐度至中盐度土壤,而对于苏打盐碱土的研究不足;聚合硫酸铝铁被广泛应用于净水处理,将其应用于苏打盐碱土改良方面的研究鲜有报道。本研究以东北苏打盐碱土作为研究对象,选用生物炭和聚合硫酸铝铁作为改良剂,通过室内土柱淋洗试验,探讨两种改良剂不同施用量对苏打盐碱土理化性质的影响。研究结果可为生物炭和聚合硫酸铝铁对于改良苏打盐碱土的应用提供理论依据,也可为合理开发利用苏打盐碱土资源提供数据参考。研究结果如下:(1)施用聚合硫酸铝铁可以显著降低苏打盐碱土淋洗液的pH值,4次淋洗中淋洗液pH值最低为7.97,与对照相比下降21.09%。施用生物炭对淋洗液pH值的影响很小。生物炭和聚合硫酸铝铁的施用可以显著提高淋洗液中Na+、K+、Mg2+的含量。(2)施用生物炭和聚合硫酸铝铁能够显著降低苏打盐碱土的土壤容重,使得土壤孔隙度升高,并且能够显著提高苏打盐碱土的饱和持水量、毛管持水量和田间持水量。生物炭施用量为1%,聚合硫酸铝铁施用量为2%时,苏打盐碱土的饱和持水量、毛管持水量和田间持水量最大,分别为46.71%、38.84%和38.54%。(3)施用聚合硫酸铝铁能够显著降低苏打盐碱土的pH、EC值;施用生物炭会显著增加土壤EC值。生物炭的施用会增加苏打盐碱土中水溶性Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量,降低SO42-含量,对CO32-和HCO3-含量的影响不显著。聚合硫酸铝铁的施用能够显著降低苏打盐碱土水溶性Na+、K+、Cl-、CO32-和HCO3-含量,但会显著增加SO42-含量。(4)施用生物炭会使苏打盐碱土阳离子交换量(CEC)显著升高,2%施用量处理CEC相比对照升高21.03%。施用聚合硫酸铝铁可以有效降低苏打盐碱土的钠吸附比(SAR)和碱化度(ESP)。综合生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土理化性质的影响特点,将两种改良剂混合施用,可以更好地改善苏打盐碱土的理化环境。当生物炭施用量为1%,聚合硫酸铝铁施用量为2%时,可以取得最佳的改良效果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 引言
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 研究目的和意义
  •     1.2.1 研究目的
  •     1.2.2 研究意义
  • 2 国内外研究进展
  •   2.1 盐碱土的改良措施研究
  •     2.1.1 水利工程措施
  •     2.1.2 物理改良措施
  •     2.1.3 化学改良措施
  •     2.1.4 生物改良措施
  •   2.2 生物炭改良盐碱土的应用研究
  •   2.3 聚合硫酸铝铁的应用研究
  •   2.4 目前研究存在的问题
  •   2.5 本研究主要解决的问题
  • 3 研究内容与方法
  •   3.1 研究区域概况
  •   3.2 供试材料
  •   3.3 试验设计
  •   3.4 研究内容
  •   3.5 研究方法
  •     3.5.1 土壤物理性质测定方法
  •     3.5.2 土壤化学性质测定方法
  •   3.6 数据处理
  •   3.7 技术路线
  • 4 结果与分析
  •   4.1 苏打盐碱土淋洗液中盐基离子含量的变化
  •     4.1.1 不同处理淋洗液pH、EC值的变化
  •     4.1.2 淋洗液中盐基离子含量的变化
  •   4.2 苏打盐碱土物理性质的变化
  •     4.2.1 苏打盐碱土孔性的变化
  •     4.2.2 苏打盐碱土持水量的变化
  •   4.3 苏打盐碱土化学性质的变化
  •     4.3.1 苏打盐碱土pH、EC值的变化
  •     4.3.2 苏打盐碱土水溶性盐分离子含量的变化
  •     4.3.3 苏打盐碱土SAR、CEC和ESP的变化
  •   4.4 双因素方差分析
  •     4.4.1 对苏打盐碱土物理性质影响的双因素方差分析
  •     4.4.2 对苏打盐碱土化学性质影响的双因素方差分析
  • 5 讨论
  •   5.1 施用生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土淋洗过程的影响
  •     5.1.1 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土淋洗液pH值的影响
  •     5.1.2 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土盐基离子淋洗的影响
  •   5.2 施用生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土物理性质的影响
  •     5.2.1 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土孔性的影响
  •     5.2.2 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土持水量的影响
  •   5.3 施用生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土化学性质的影响
  •     5.3.1 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土pH值的影响
  •     5.3.2 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土水溶性盐的影响
  •     5.3.3 生物炭和聚合硫酸铝铁对苏打盐碱土SAR、CEC和ESP的影响
  • 6 结论与建议
  •   6.1 结论
  •   6.2 建议
  • 参考文献
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 获得成果目录清单
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 郜少敏

    导师: 耿玉清

    关键词: 苏打盐碱土,淋洗,生物炭,聚合硫酸铝铁,化学性质

    来源: 北京林业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农艺学

    单位: 北京林业大学

    分类号: S156.4

    DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000850

    总页数: 66

    文件大小: 5423K

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