一种提高麦冬草成活率、修复磷石膏土壤的方法

本发明属于改良磷石膏化肥，具体地涉及一种用猫砂或煤渣改良磷石膏的基质、提高麦冬草成活率、株高、根长、叶绿素含量、以及修复磷石膏土壤的方法。

背景技术：

1、磷石膏是湿法磷酸工艺所产生的工业固体废弃物。磷酸是重要的磷复合化肥原料，在磷酸生产过程中，生产1t磷酸将产生5t左右的磷石膏。磷石膏的化学组分较为复杂，主要的有效成分为caso4·2h2o(含量超过了93％)其它化学组分有so3、cao、sio2、al2o3、mno、fe2o3等物质，除此之外，还含有少量的碳酸钙和钾、钠等盐类以及可溶性磷化物、氟化物、重金属等杂质。目前，在我国农业飞速发展的大背景下，对磷肥的需求量也越来越高，磷化工业所产生的磷石膏的堆放量也在不断的积累，磷石膏的大量堆积对其周边的环境造成了很大的影响，不仅占用了大面积的土地，浪费资源，而且对水、土壤、生态、大气等环境资源也造成不小程度的破坏。如磷石膏中含有的重金属、氟化物等有害物质，长期堆积会引起土壤、地表水、地下水的污染，如果有害物质被可食性植物动物所吸收，将会通过食物链对人体的健康造成危害。因此，由于环保及经济效益压力使得磷石膏的资源化利用被跟多人关注，并且寻求各种方式来综合利用磷石膏。目前，如何有效的解决磷石膏的污染和堆积问题成为研究的点。

2、近年来，随着我国磷化工业的快速发展以及农业的现代化，对磷肥需求量的提高，在生产磷肥的重要原料磷酸的过程中，所产生的磷石膏也逐渐增多，据统计，全国磷石膏累计堆存量已达4亿t，全球累计堆存量已达60亿t。磷石膏的成分复杂，利用难度大，综合利用率低。目前，磷石膏的利用途径主要集中在充填采矿、建材及农业领域。建材领域可用来生产建筑石膏粉料、建筑石膏制品、水泥及混凝剂等建筑材料。磷石膏充填应用研究主要集中在充填骨料及复合充填材料，农业领域主要用作土壤改良剂。例如用磷石膏改良重盐碱地种植玉米，在一定程度上可以改善地力，提高作物产量。除此之外，磷石膏里含有一定的磷酸根，有研究发现，植物在日常生长过程中，若能够吸收一定量的磷酸根，那么就能够获得更好的生长。所以磷石膏可以当作酸性肥料，促进植物的生长。

3、由于磷石膏的成分复杂，杂质多，堆积量大，处理起来比较困难，很难实现规模化的处理。而处理磷石膏中对环境有害的污染物质主要用物理、化学和生物方法来处理，但比较来看，生物处理中植物修复更有效些，植物修复技术就是通过在受污染的土壤上种植植物来达到降低土壤中重金属含量的目的，它包括植物提取技术、植物挥发技术和植物稳定技术。植物修复技术不仅可以修复土壤，而且可以达到美化景观的效果，其修复成本低，效率高，所以采用植物修复技术修复磷石膏是一种较为经济的方法。但是因磷石膏的持水性能和通透性较差，在纯磷石膏上直接种植植物，其生长情况不太乐观，所以选取一种经济、环保、吸水性较好、能改善磷石膏的通透性能的物质来种植物是很有必要的。而根据膨润土猫砂和煤渣的性质来看，就是一个不错的选择。

4、在磷石膏植物修复方面，由于在纯的磷石膏基质上，植物较难存活，很多人寻求不同的方法进行改良。向仰州、刘方等人利用赤泥、污泥等改良剂改良磷石膏基质种植黑麦草，结果表明改良后的基质容重减小、孔隙度增大、饱和含水量增加，团粒结构改善，透气保水功能变强，有利于多年生黑麦草生长。舒晓晓，齐丽等人的研究表明磷石膏和有机肥配施可促进玉米植株的生长。李金娟等利用赤泥、粉煤灰和污泥对磷石膏进行改良并种植黑麦草、白三叶、高羊茅和狗牙根等不同的景观草，结果表明高氟基质可抑制景观草的生长。上述研究结果表明，纯磷石膏中的氟含量会抑制作物的生长，纯磷石膏上种植作物进行植物修复不太现实，需要找一种改良剂对磷石膏基质进行改良才能使植物在磷石膏上生长，进而修复堆积的磷石膏堆场。本发明选择膨润土猫砂和煤渣。

5、麦冬草为百合科麦冬属常绿草本植物，既是中医药用植物，也是园林绿化地被植物的首选品种。麦冬草主产浙江、四川、福建、江苏、安徽等省，原为野生，现亦有栽培。麦冬为多年生草本植物，株高14～30cm。根茎细长，须根多且较坚韧，微黄色，先端或中部常膨大为肉质块根，呈纺锤形或长椭圆形。麦冬草根系发达，具有耐旱，适应性强等特点。

6、由于纯的磷石膏颗粒细小、透气及保水性能比较差、易出现板结，其偏酸性。纯的磷石膏种植麦冬草其发芽率、存活率极低。因此，本发明通过在纯磷石膏和添加不同比例猫砂、煤渣的磷石膏基质上播种麦冬草草种，研究草种的发芽率、苗的成活率和生长指标以及施肥对麦冬草生长的影响，为在磷石膏上种植麦冬草做进一步的探索。未见相同的专利文献。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高麦冬草成活率、修复磷石膏土壤的方法，该方法采用景观多年生植物麦冬草种植到纯磷石膏基质和改良后的磷石膏基质上，按麦冬草栽培的常规方法管理。主要进行以下几个方面研究：①纯磷石膏基质和改良剂以及改良后的磷石膏基质的理化性质比较；②添加不同的改良剂改良磷石膏基质对麦冬草生长情况的影响，找出最佳改良剂；③添加不同比例的改良剂对麦冬草生长情况的影响，找出最佳比例；④施肥对麦冬草生长情况影响。

2、本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：

3、一种提高麦冬草成活率、修复磷石膏土壤的方法，通过在纯磷石膏基质里加入猫砂或煤渣改良磷石膏基质上种植麦冬草，其余按麦冬草栽培的常规方法管理；两种改良剂为种植麦冬草提高良好的基质，两种改良剂各比例对麦冬草的发芽率都有所提高，有效修复了磷石膏土壤。

4、进一步地，猫砂与磷石膏混合的比例是4:1。

5、进一步地，煤渣与磷石膏混合的比例是5:1。

6、上述改良剂猫砂和煤渣的原理是：

7、猫砂：猫砂起源于美国，用于宠物排泄物的处理,是一种消耗量非常大的宠物用品，也可以称为宠物垫土，一般具有较好的吸水性、除臭性等特点。最初的猫砂是由黄砂、煤灰等制成，但是由于结块性不强等缺点导致耐用性差，经常需要全部清理。经过多年的发展，市场上出现了很多新型猫砂产品。常见的有膨润土猫砂、水晶猫砂等。本发明所采用的改良剂是膨润土猫砂，在吸氨量、吸水率、吸水速度、结团强度、容重及ph值等方面都具有较好的性能。但是，以膨润土为主要原料的猫砂产品使用后无法回收，不可避免的对环境造成污染。目前，猫砂的处理主要是直接冲入下水道或送到垃圾处理厂焚烧，也可以作为有机肥还田。

8、煤渣：煤渣又叫粉煤灰，是火力发电厂煤炭燃烧排放出来的一种黏土类火山灰质材料。它的主要有效成分是sio2、al2o3，其他的主要成分还有fe2o3、cao、mgo、k2o等以及未燃烧的碳和多种微量元素[8]。煤渣带有吸附性孔隙，具有良好的理化特性，可用于改良土壤环境，促进植物生长，提高作物经济效益。

9、由于纯磷石膏的ph值偏酸性，其持水性能较差，因此改良剂的添加提高了磷石膏的ph值和持水性能。为种植麦冬草提高良好的基质。通过在纯磷石膏基质、猫砂和煤渣设置不同比例改良的磷石膏基质上种植麦冬草，结果表明：相对于纯磷石膏而言，两种改良剂均有改良效果，两种改良剂各比例对麦冬草的发芽率都有所提高；其比例最佳的是：猫砂是4:1、煤渣是5:1；两种改良剂的比较，效果较好的是猫砂，最佳比例是猫砂4:1；后期施肥后，各基质中麦冬草的成活率、株高、根长、叶绿素含量施肥组>未施肥组，而丙二醛含量则是未施肥组>施肥组。说明施肥可以促进麦冬草的生长，提高麦冬草的抗逆性。