《脫硫廢棄物改良鹼化土壤機理及其過程的模擬研究》是依託中國農業大學，由楊培嶺擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脫硫廢棄物改良鹼化土壤機理及其過程的模擬研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：楊培嶺
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鹼化土壤是目前改良難度最大的劣質土壤之一，其改良過程中發生的複雜物理、化學過程的定量化研究一直是土壤科學中的熱點問題。本項目以解決脫硫廢棄物改良鹼化土壤過程中土壤質量變化過程的定量表征和影響因素及其作用機理分析為根本目的；在深入分析各因素在鹼化土壤改良過程中對土壤結構非均質性影響的基礎上，藉助多重分形理論對土壤結構的非均質演化過程進行定量表征，分析土壤結構與土壤鹼化度之間的關係，運用分數微分對流彌散方程模擬鹼化土壤改良過程中主要離子的遷移轉化規律，分析土壤結構多重分形參數與溶質運移參數之間的關係，提出脫硫廢棄物改良鹼化土壤的最佳施用模式，為深入研究鹼化土壤改良與防治以及農田土壤水分管理提供一定的理論依據。
結題摘要
土壤鹽鹼化一直是影響世界糧食安全的重要問題，對於鹼化土地的改良和再利用是維繫和保證我國糧食安全的重要方法。對於含Na+高，土壤顆粒彌散度高的鹼化土壤，利用化學改良方法用Ca2+與Na+進行置換後，將多餘的Na+排出土體是公認的改良方法。套用一種含Ca2+量大同時價格低廉的脫硫廢棄物來改良鹼化土壤具有替代石膏從而被廣泛使用的潛力。而對於利用脫硫廢棄物改良鹼化土壤過程中土壤結構變化和溶質運移模擬方面的研究還比較少。 本項目以受土壤鹽鹼化影響較嚴重的河套灌區為主要研究對象，在河套地區進行了多年的田間試驗和跟蹤監測，同時在室內進行了改良過程的機理性研究。項目綜合分析了不同脫硫副產物施用量對土壤物理化學指標、剖面上鹽分分布以及作物生長指標的影響，長期改良和淋洗可以顯著降低表層土壤鹼化度和鹽分含量，提高作物在生長期間的發育狀況。在此基礎上，運用原狀土CT掃描技術對土壤的孔隙及團聚體結構進行了觀測，套用了分形理論對改良過程中孔隙結構變化進行了定量化研究，證明了脫硫廢棄物配合灌水淋洗的綜合措施可以提升土壤大孔隙、中孔隙數量並影響孔隙的空間分布，同時增加土壤的透水性；土壤孔隙結構參數與土壤水分運動參數間具有顯著的相關關係。 項目通過在河套地區不同類型鹽鹼地的取樣觀測，套用雷射粒度觀測技術和分形和多重分形理論，對河套地區不同鹼化土的顆粒粒徑分布特性進行了探索，研究發現表層土壤鹼化會使土壤粘土顆粒數量減小，同時土壤鹼化會使土壤顆粒的分布趨向複雜化。 室內淋洗和穿透試驗驗證了淋洗過程對於改良效果的重要性，同時根據出流液pH，EC以及鹽分組成，2孔隙體積的淋洗量對於摻混脫硫副產物改良過程即有顯著的效果，同時也有助於保持提升土壤的保水保肥能力。 根據鹼化土壤改良過程中主要影響性離子的遷移過程，並基於研究結果提出了適用於以乾旱、半乾旱氣候為主要特徵的北方渠灌區的鹼化土壤改良模式。本項目通過室內外試驗相結合的方法進一步研究了脫硫廢棄物改良過程的機理，為實際脫硫廢棄物的施用提供了理論指導。
