利用固体废弃物（煤矸石）制作水稻育苗基质的研究

发布时间：2020-06-12 22:59

【摘要】：针对草炭作为基质主料,储量有限、消耗量与日俱增、开采破坏环境亟需进行资源替代,而煤矸石作为我国储量最大的工业固体废弃物,其理化性状具备农业中应用的可能性,但其在农业资源化尤其基质利用方面却少有研究。本研究探讨利用煤矸石生产水稻育苗基质的可行性,并对不同前处理煤矸石、不同填料配比生产的育苗基质进行评估,以期获得利用煤矸石生产水稻育苗基质的适宜生产工艺,为煤矸石农业资源化利用提供技术支撑,主要研究结果如下。1.在测定分析煤矸石、草炭基本理化性状的基础上,以容重(0.5、0.6、0.7g·cm~(-3))为变量,利用经海藻酸钠处理煤矸石进行了复配基质育苗实验,并分别从基质基本理化性状和水稻秧苗生长质量两方面对复配基质进行了评价。结果表明:经海藻酸钠处理的煤矸石可作为水稻育苗基质材料,与草炭复配后,经pH调节、肥料添加其基本理化性状满足水稻育苗基质要求。复配基质容重为0.6g·cm~(-3)(煤矸石体积添加量为38%)时,秧苗生长质量最好,与商品草炭基质培育秧苗相比,株高、根部干重、根部机械能力都无显著性差异,而茎粗、整株干重和地上干重优于商品基质培育秧苗(P0.05);当复配基质容重为0.5 g·cm~(-3)(煤矸石体积添加量为25%)时,秧苗质量与容重为0.6 g·cm~(-3)的基质培育秧苗相比株高、茎粗、根部鲜重、根部干重和根部机械能力无显著性差异,但秧苗整株鲜重、地上鲜重、整株干重和地上干重较小(P0.05);当复配基质容重为0.7 g·cm~(-3)(煤矸石体积添加量为50%)时,秧苗株高、整株鲜重、地上干重和地上干重显著低于容重为0.6 g·cm~(-3)的基质育秧苗(P0.05),且秧苗偏黄,在生长后期出现脱肥现象。2.利用海藻酸钠与煅烧相结合的方式对煤矸石改良效果最好。经改良后,当复配基质容重为0.6 g·cm~(-3)时,煤矸石体积添加量由38%增至60%,秧苗质量与商品基质培育秧苗相比秧苗株高较低(P0.05),地下鲜重、整株干重、根部干重、根茎粗、根数与生根能力无显著性差异,而茎粗、整株鲜重、地上鲜重、地上干重和根长要优于商品基质培育秧苗(P0.05);当复配基质容重0.7 g·cm~(-3)(煤矸石体积添加量为80%)时,其培育秧苗与容重为0.6 g·cm~(-3)基质培育秧苗相比,除出苗率较低且秧苗生长后期存在脱肥现象外,其他质量指标无显著性差异;但当复配基质容重0.5 g·cm~(-3)(煤矸石体积添加量为40%)时,其培育秧苗与容重为0.6 g·cm~(-3)基质相比,其整株鲜重、地上鲜重、地上干重、根长、根茎粗与生根能力均较差(P0.05);3.以蛭石为替代物,开展海藻酸钠处理煤矸石和改良煤矸石基质中草炭的完全替代实验,结果表明:蛭石因具有与草炭容重相近,性质稳定、阳离子交换能力较强、吸附良好等特点,可与煤矸石配置并完全替代草炭;最佳基质配比为海藻酸钠处理煤矸石体积添加量25%,蛭石体积添加量75%(复配基质容重0.5 g·cm~(-3)),其秧苗质量指标中茎粗和根长优于商品基质培育秧苗(P0.05),其他质量指标与商品基质培育秧苗无显著性差异,但根部单位长度内干物质量的累积量较少,且随着煤矸石的添加量增多,水稻秧苗的生长质量下降。4.综合煤矸石改良措施和育苗基质水稻秧苗生长要求提出复配基质的制备工艺流程如下:煤矸石过2 mm筛、用海藻酸钠处理煤矸石或煤矸石经煅烧后再由海藻酸钠处理(煅烧可提高煤矸石使用量,进而减少草炭用量),与草炭或蛭石(过2 mm筛)以容重为目标进行体积混合,添加肥料2 g·kg~(-1)基质(N:P:K=2:1:1),用1%硫酸调节pH至4-5之间,同时调节湿度,使基质含水率达40%。
【图文】：

煤矸石,草炭

图 3-1 煤矸石（5000X）图 3-2 经 SA 处理的煤矸石（10000X）表 3-2 基质的配比方案处理名称依据（容重）基质配比商品基质 CM 0.7g·cm-3土：草炭=1:1实验组CGP 0.5 0.5g·cm-3煤矸石：草炭=1:3CGP 0.6 0.6g·cm-3煤矸石：草炭=3:5CGP 0.7 0.7g·cm-3煤矸石：草炭=1:1注：基质配比为体积比。所有处理的肥料保持一致，肥料的供给为：将硝酸铵、磷酸二氢钠、硫酸钾、氯化钙、七水硫酸镁、微量元素（锌、铜、铁、锰等）等混入不同配比的基质中，其中氮、磷、钾的质量之比为 2:1:1，肥料的总添加量为 2 g·kg-1。然后用 1%的硫酸调节酸度为 pH：4-5，即可进行水稻育苗。水稻种子按照 40 g·盘-1的播种量进行播种，在人工气候箱内进行水稻育苗实验，，人工气候培养箱内的温、湿度和光照根据自然规律和水稻的生长需求按照24 h 一周期进行设置，具体见表 3-3，试验周期为 30 d，实验布设见图 3-3。通

利用固体废弃物（煤矸石）制作水稻育苗基质的研究

部分实验布设
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X705

【参考文献】