磷石膏在作物上的应用研究

磷石膏在作物上的应用研究

磷酸石膏是指以磷为原料的湿法生产磷酸的工业固体残渣。据有关资料介绍,磷石膏中含作物所需的磷、钙、硅及多种微量元素,并具有酸性较强的特点。为探索磷石膏在农业上应用的途径,我所于1992-1996年与天津日用化学助剂厂及5个乡镇协作,在水稻、玉米、大豆、葡萄、桃、苹果、青椒、大白菜、西红柿、茄子、花卉、草坪、树木等上进行了应用试验,试验和示范面积达300hm2,研究分析了磷石膏对农作物产量及生长发育的影响,并对滨海盐碱地的改良效果以及磷石膏中氟化物、放射性污染物对土壤和籽实是否造成二次污染进行了研究和分析,旨在为磷石膏的合理使用提供理论参考。1试验材料和方法1.1ca3po43po43+3h3po42+3so42cahpo433s3po4333s3po43+2so43.3p43s3po43.3p43s3po43.43s3po43.43s3po43.43s3po43.3p43.3p43.3po433.43.3po433.3po433.3天津市日用化学助剂厂固体废渣——磷石膏。其反应式:·50·天津农学院学报第12卷Ca3(PO4)2+4H3PO4→3Ca(H2PO4)2Ca(H2PO4)2+H2SO4→CaSO4+2H3PO41.2石膏的主要成分见表1。磷石膏中还含微量氧化铁、氧化铝,pH值为5.0左右,颜色灰白,颗粒细小,沙性,便于运输和施用。1.3试验中的品种和品种津稻1187、沈单7号玉米、科丰6号大豆、津椒3号、津青9号大白菜、西红柿、茄子、花卉、果树等。1.4石膏用量试验本试验共设6个处理。空白区(A)为对照CK1;施过磷酸钙450kg/hm2(B)为对照CK2;C、D、E和F分别为施磷石膏1500、2250、3750和5250kg/hm2。各试验小区采取随机排列,3次重复,小区面积为0.01334hm2。从第二年开始,同步进行扩大面积的应用示范和跟踪调查,以取得数据,完善试验。1.5试验管理根据参试作物不同,试验管理的方法各异,但磷石膏均按处理量要求一次做底肥均匀施入。2试验结果与分析2.1不同树种生物量检测试验结果表明(见表3):施用不同量的磷石膏,对作物产量均有一定影响。水稻、玉米、大豆施用3750kg/hm2,果树、青椒、白菜等施5250kg/hm2,与对照B相比,增产幅度达到5.2%~19.9%,经方差分析,LSR值第3期陈玉琦:工业固体废渣——磷石膏在农业上应用效果的研究·51·达到显著水平;花卉、草坪、树木等提高种植成活率9.8%~10.0%。由此可见,磷石膏对农作物的生长发育,尤其是对增加籽实和生物学产量有较为明显的效果,与他人研究结果一致。2.2大豆中磷石膏的用量试验中,对各种作物的生长发育调查数据进行了分析比较,与CK1相比,E处理水稻早返青2~3d,分蘖也相应提前,有效穗数每公顷增加30万~45万,千粒重提高0.3~0.8g;玉米空杆率相对减少0.08%~0.11%,百粒重提高0.4~1.3g;大豆结荚率提高5%左右。这表明,磷石膏中含有丰富的可溶性钙、硫、磷和多种微量元素,是农作物所需的,施入土壤中由于硫的含量增加,促进了作物体内养分的吸收和氮素的运转。另外,磷石膏对作物的抗病性有一定效果,尤其是大白菜的根腐病发生率明显降低,说明磷石膏不但肥效长,还有效地抑制了土壤病菌的活动范围,从而降低了白菜根腐病的发病率。2.3磷酸石膏对盐碱地的影响2.3.1磷石膏对土壤理化性质的影响滨海盐碱地土质盐碱、粘重、板结,施用不同量的磷石膏,使土壤物理性状发生了变化。从表4中数据分析看出,磷石膏施入土壤中,土壤容重除C处理外均有所降低,而总孔隙度均有所增加,这可能是磷石膏增加了氧化钙的含量,使土壤胶体凝聚力增加,有助于团粒结构的形成。他人研究也表明,磷石膏可提高土壤的透水和通气性,使土壤疏松不板结,增加和活化了土壤中有机质以及迟效磷素的转化,有利于洗盐淋碱、保墒、防旱、防涝。2.3.2磷石膏对作物生长发育的影响磷石膏施入土壤中,所含游离酸可将土壤中难溶性磷分解出来,变成作物可吸收的磷酸,使土壤中有效磷增加,试验结果:E处理土壤中速效磷由28.8μg/g提高到35.0μg/g。随着施入量的增加,在酸的作用下,pH值下降趋势明显。见表5。施入磷石膏后,土壤全盐有所增加,SO42-离子与Ca2+离子也均有所增加,见表6。土壤中盐分增加,主要是由于硫酸钙增多,对作物的生长无不良影响。HCO3-、Cl-和Na+相应减少。由于磷石膏中含有大量的钙,钙离子能有效地拮抗土壤中的钠离子,从而取代盐碱土中胶体扩散层中的钠离子,后经过淋溶降低了土壤中钠离子和氯离子的含量,降低了土壤的碱性和有害盐分,促进了土壤生物活力,增加与活化了有效养分和微量元素,使土壤中养分互补,有利于作物的吸收。·52·天津农学院学报第12卷2.4土壤氟硅酸钠的施用试验过程中,我们对磷石膏和参试水稻、玉米小区的土壤及籽实进行了化验分析,结果表明:磷石膏中氟化物总含量为12801μg/g,远远高于施用后的土壤和籽实中的含量。分析原因:在湿法生产磷酸中,磷石膏中的氟是以氟硅酸钠和氟化硅形式存在,施入土壤中的一部分氟硅酸以气体形式挥发,另一部分氟化物随水而淋洗掉。有人做过淋洗试验:用蒸馏水浸泡1h,水中含氟0.87mg/L,浸泡12h,水中含氟增到1.54mg/L,说明磷石膏施入土壤后经过酸活化和淋洗排出,其土壤和籽实残留量极低,与对照相比无差异,不会对土壤造成污染,对人畜安全。2.5测定磷石膏中含放射性总量,对照加安全性评价,结果如下经化验分析,磷石膏中放射性污染物总量为1.85×104Bq/kg。经连续3年试验,对土壤和籽实的化验分析结果:其放射总量与对照CK1和CK2相比不高。按照国家放射性分级标准,7.4×104Bq/kg或含天然放射性比活度应大于3.7×104Bq/kg才为固体性废物。因此,从化验结果分析,磷石膏中所含放射性物质总量并不超标。加之在土壤中的淋洗、转化,以及有机质对其产生的屏蔽作用,磷石膏的施用不会给土壤和籽实造成二次污染,对人畜是安全的。3复合肥料石膏用于农业生产3.1磷石膏作为滨海盐碱土的改良剂可以应用于农业生产或城市绿化中。滨海地区土壤盐渍化程度高,而且土壤板结,透水和通气性差,不利于作物根系生长。施用磷石膏,能有效地降低土壤盐碱程度,提高土壤的通透性,对农作物和花卉、草坪、树木的移栽成活及生长发育都能起到一定的促进作用。3.2以磷石膏作为载体,添加一定比例的氮、