粉煤灰农业利用现状

粉煤灰农业利用现状

11,2靳朋勃, 吴春笃 (1. 江苏大学江苏省现代农业装备与技术重点实验室, 江苏镇江212013;2. 江苏大学环境学院, 江苏镇江212013)

摘要 在对粉煤灰利用现状进行分析的基础上, 综述了粉煤灰资源农业利用现状, 包括造地还田, 土壤改良, 粉煤灰肥料和粉煤灰的间接农用, 同时讨论其中存在的问题, 并对未来研究工作进行了展望。关键词 粉煤灰; 农业利用; 问题; 展望

中图分类号 F323.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007) 18-05544-02

C u rre n t S itua tio n o f th e U t iliza t ion o f C oa l A sh in A g ric u ltu re J I N Pe n g -b o e t a l (J ian gsu P ro v in cia l K ey L abo ra to ry o f M ode rn A g ricu ltu ra l E qu ipm en t an d T e chn o logy ,J ian g su U n ive rsity ,Z h en jian g ,J ian gsu212013) A b s tra c t Inth is paper th e com preh en s ive app lica tion o f coa l fly a shi nag r icu ltu re w as d iscu ssed based onth e an a ly sis in clu din g g roun d bu ildin g ,so il i m -p rov in g ,fe r tility in crea sin g an d o th e rs .M e anw h ile ,th e po ten tia l p roble m s and pro spect o f co a l fly ash app lica tioni n ag r icu ltu re w e re a lso g iv en. K e y w o rd s C oa l fly a sh;A g ricu ltu ra l u tiliza tion;P roble m;P rospect

火力发电厂燃煤后排放大量的固体废渣, 主要有两部分:一部分是飞灰(F l y A sh 简称FA ) 占75%～80%; 另一部分是底灰(B o ttom A sh , 简称B A) , 两者合称为粉煤灰。目前, 我国年排粉煤灰2亿多t , 居世界首位。粉煤灰组分中, 几乎全部是有用材料成分, 可以说粉煤灰是一种资源。将其大量的堆放, 不仅浪费资源, 而且造成严重的环境问题。世界各国都十分重视粉煤灰的农业利用, 我国在该方面的研究工作始于20世纪70年代, 已取得一定进展。1 粉煤灰的利用现状

目前, 我国每年粉煤灰利用量不足排放量的50%。其应用主要集中在建材和农业等领域。在建材领域, 主要用于建筑工程、道路工程以及回填等, 其用量占总用量的95%左右; 粉煤灰在农业上的利用量占总利用量的5%左右, 主要用于造地还田、土壤改良和制作复合肥、磁化肥等。粉煤灰在化工、环保方面的利用量较少, 不到总利用量的1%。粉煤灰的农业利用具有投资少、容量大、需求平稳、见效快、无需提纯等特点, 为农业增产增收开辟了一条新路。2 粉煤灰的农业利用现状

2. 1 直接用于造地还田 粉煤灰可在塌陷地、烧砖、开矿等造成的洼地上代替土壤造田。据测定, 粉煤灰和黄褐土的化学成分及营养成分基本相同, 只是氮含量远低于黄褐土[1]。这为粉煤灰直接用于造地还田提供了理论依据。据报道, 在电厂的粉煤灰场上直接种植几十种作物, 均获得较好的收成[2]。粉煤灰填充后也可覆土造田。胡振琪等[3]对覆土后土壤的理化性状进行了研究, 结果表明, 土壤容重和含水量均大于农业土壤, 钾和速效钾含量充足, 而全氮和速效磷含量偏低, 可以通过补氮及增施有机质等措施加以改善。淮北市在粉煤灰覆土上栽植杨树、水杉、雪松、刺槐等, 重点发展林业, 取得了良好的生态效益和环境效益[4]。2. 2 作土壤改良剂

2. 2. 1 粉煤灰对土壤物理性质的影响。粉煤灰中的硅酸盐矿物质和炭粒具有多孔结构, 是土壤本身的硅酸盐矿物质所不具备的。将粉煤灰施入土壤, 有利于降低土壤容重, 增加孔隙, 提高地温, 缩小土壤膨胀率, 改善土壤的孔隙度和溶液

作者简介 靳朋勃(1981-) , 男, 辽宁台安人, 硕士研究生, 研究方向:粉

煤灰综合利用。

收稿日期 2007-03-09

在土壤内的扩散情况, 有利于植物根部加速对营养物质的吸收和分泌物的排出, 促进植物生长。试验表明[5], 随着粉煤灰用量的增加, 土壤容重逐渐下降, 土壤孔隙度逐渐增大, 其相关系数分别为-0.97和0.98。吴家华等[6]的试验表明, 施用粉煤灰对5、10c m 土层温度影响较大, 前者随粉煤灰施用量的不同, 温度增加0.5～1.1℃不等; 后者提高0.5℃左右。

2

西北农学院测定表明[7]:施粉煤灰22.5t/hm , 土壤膨胀率由

7.10%下降到4.99%, 有利于防止土壤流失。另外, 水稻盆

2栽试验发现[8]:75t/hm 粉煤灰, 可使粘土中小于0.01m m 的

物理粘粒含量由44.65%下降到41.97%, 且土壤粘粒含量随施用量的增加而增加[6]。粉煤灰还可以改善砂质土壤的持水性, 提高其抗旱能力[7]。印度坎普尔地区试验表明[9], 施

2粉煤灰20t/hm , 土壤导水率由0.076m m /h 增加到0.550

m m /h , 土壤稳定性指标从12.15增至14.08。

2. 2. 2 粉煤灰对土壤化学性质的影响。酸性粉煤灰可用于改良碱性壤土, 这是因为粉煤灰所含的三氧化物水解时会形成不溶的氢氧化物和可以离解的酸, 这些酸有利于改良碱性土壤, 降低土壤pH 值; 反之, 碱性粉煤灰可用于改良酸性土壤, 因为粉煤灰中含有的氧化钙与粉煤灰吸附的水发生反应时即会生成氢氧化钙, 这有利于改良酸性土壤, 提高土壤的pH 值。此外, 粉煤灰还可以提高土壤中植物可利用的营养元素的含量。吉林市农科所分别在3种施粉煤灰土壤上种植水稻, 试验证明土壤有效硅含量有所增加; 山西省在潮土上施用粉煤灰, 试验测得平均有效磷的增加超过1/3。2. 3 制粉煤灰肥料

2. 3. 1 粉煤灰复混肥。粉煤灰由于养分含量低, 因而施用量少的时候, 肥效不太明显。加之粉煤灰又是很好的复合肥添加剂, 粉煤灰复混肥应运而生。粉煤灰复混肥主要有粉煤灰硅钾肥、粉煤灰硅钙肥和粉煤灰氮磷钾复合肥等。日本生产的粉煤灰硅酸钾肥料, 含K 2O 20%, S iO 235%, M gO 4%, B 2O 30.1%,C aO 8%, 该肥料易溶于酸不溶于水, 无吸湿性, 肥效长。河南省农科院制作的粉煤灰复混肥与普通复混肥比较, 多种作物增产幅度2.0%～13.5%, 表现出“等量等效”作用。合肥工业大学研制的粉煤灰复混肥经大田试验[10], 优于等养分的常规施肥, 也优于25%低浓度氮磷钾复混肥, 分别增产19.1%和8.9%。粉煤灰复混肥的施用量与农作物的种类以及复混肥的含量有关, 一般施用量为750～1800

2

k g/hm , 平均增产10%～15%。赵青等[11]研究表明, 粉煤灰

施用量的同时, 应开展粉煤灰对土壤-地下水-作物系统的环境影响评价, 考虑土壤的环境容量, 确保不出现二次污染。粉煤灰用于造地还田、土壤改良, 因其用量较大, 运输费用较高, 是其利用的主要障碍, 应因地制宜, 就地取材。对特定作物施用粉煤灰肥料时, 应选取合理配方, 精确施肥, 并保证作物籽粒中的重金属含量在食品卫生标准范围内。

粉煤灰的农业利用, 是一个巨大的生态工程, 涉及物理、复混肥可提高土壤有效养分含量, 中和土壤酸性, 有利于花生的生长发育, 提高花生产量, 增产达8%以上。

2. 3. 2 磁性粉煤灰肥料。粉煤灰磁化肥是通过使粉煤灰磁化, 增强肥效, 降低用灰量, 从而达到作物增产的目的。据1980～1983年在鄂、鲁和浙等地施用磁化粉煤灰的试验[12], 水稻、小麦、油菜和大豆均获得增产, 其效果与施用未磁化粉煤灰相似, 磁性效果可保持一到数季作物。李宝贵等[13]在红壤和水稻土上试验, 施用0.2%经0.3～0.5T 磁场处理粉煤灰, 第2季早稻在红壤上仍增产4.0%～19.4%, 水稻土上增产22.5%～25.9%。总的来说, 磁性粉煤灰肥料在粘质红壤、砂姜黑土和水稻土上施用效果较好; 新开垦的瘦瘠红壤效果最佳, 可增产50%～80%; 板结土壤和酸性土壤施用效果也特别明显; 高肥力土壤和砂质土壤效果不明显[14]。2. 3. 3 粉煤灰磁化复合肥。粉煤灰磁化复合肥是在粉煤灰中添加适量的N 、P 、K 养分和其他微量元素, 经造粒、磁化或磁化造粒得到的复合肥[15], 它集粉煤灰、磁效应和常规化肥作用于一体, 是一种具有较全元素的物理化学性质的肥料。孙克刚等[16]的研究发现, 粉煤灰磁化复合肥用量为921.38

k g/hm 2, 棉花产量比当地习惯肥料增产14.4%～16.9%, 比等

量的氮磷钾复合肥增产15.8%～18.4%, 比等量未经磁化粉煤灰复混肥增产5.2%～7.6%。张玉昌等[17]试验表明, 应用磁化肥比等养分的非磁化肥, 水稻增产7%～16%, 小麦增产10%～15%, 玉米增产5%～13%, 蔬菜增产10%～35%, 苹果增产6%～17%, 且氮素利用率提高5%, 磷素利用率提高2.7%。多元磁化复合肥之所以具有较高的增产效果, 是其土壤磁学效应、生物磁学效应、肥料磁学效应和配方施肥技术综合作用的结果。由于粉煤灰磁化复合肥中含有较多的有益元素, 加之磁效应, 因此其施用量比粉煤灰复混肥少。

一般施用量为600～1200kg/hm 2, 可增产10%～22%。

2. 4 粉煤灰的间接农用 粉煤灰与城市污泥、粪尿混合后, 不但可使污泥中重金属的浓度和活性降低, 而且其中的微量元素还可为植物所用, 达到了处理污泥和微量元素利用的双重功效。将粉煤灰与糖厂排放的滤泥混合[18], 可促进萝卜的生长发育和代谢, 萝卜的生物产量、经济产量、还原糖和V C 的量均明显提高。李芬等[19]的试验表明, 用粉煤灰和糠醛渣组配成基质作为复垦地再造耕作层, 可以满足大多数植物的生长要求, 为矿区土地复垦提供了新途径。此外, 粉煤灰中的钙、镁、铁、铝等元素对氟离子的吸附和去除有积极的作用[20-21], 这为粉煤灰在高氟土地上的利用开辟了新领域。3 粉煤灰农业利用存在的问题和展望

粉煤灰作为植物的养料被大量施用的同时, 逐渐积累的污染元素可能造成土壤、水体和生物的污染。因此, 在考虑

化学、生物、地质等学科, 还有许多基础研究工作要做, 如磁性肥料的增产机理, 粉煤灰与有机物混合的生物、化学反应过程, 复垦基质先锋作物的优选, 粉煤灰各种元素在土壤-地下水-作物系统中的运输模式等。有关部门应尽快制定磁性肥料的行业标准并规范检测方法, 建立和健全磁性肥料市场, 整顿现有中、小复混肥厂, 研发新的磁性肥料产品。参考文献

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