吴 全，陈继恩，何光跃

(1.四川省雷波县林业局，四川 雷波 616550；2.凉山彝族自治州林业和草原研究院，四川 西昌 615000；3.四川省凉北林业局，四川 西昌 615000)

1 引言

黄石膏又可叫钛石膏，是硫酸法生产钛白粉形成的工业废渣，因颜色呈黄色而得名[1]。钛白粉是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业[2]。钛白粉生产方法主要有硫酸法和氯化法，其中，硫酸法因技术成熟、操作简单、产品品种齐全等优点，被国内广泛采用[3]。目前国内钛白粉生产厂家多采用此法生产钛白粉[4]。据估算，每生产1 t钛白粉就产生5～6 t黄石膏，排放量每年就达数百万吨[5]。

黄石膏废渣是我国家化工工业副产品，其排放量大，经常露天堆放，对环境污染极其严重，纯黄石膏废渣场地，植物几乎无法生长，刘振东[6]从黄石膏综合开发利用的角度出发，主要探讨了利用黄石膏、水泥、砂子等物料不同配合比配制绿色高性能混凝土，考查其是否能满足道路建设要求。周东等[8]总结了黄石膏资源化再利用的途径，探讨了存在的问题，并提出了利用建议。李亮[9]将钛石膏进行预处理后作为黏结剂加入以煤矸石为主要原料的烧结砖中，有效解决了钛石膏堆存和环境污染问题。黄佳乐等[10]将钛石膏添加到土壤不仅能有效提高土壤pH值、降低镉的生物有效性，还能提高土壤pH值的稳定性;添加钛石膏能够有效降低土壤镉的生物有效性。

为有效地对黄石膏废渣场地进行植被恢复，课题组通过对石膏废渣掺入不同比例的盖山土(废渣场周边大量分布的山地红壤土)进行拌合，观测其指示植物(金边假连翘)的生长状况。分析其生长规律，以期找出合理的与黄石膏废渣进行拌合的土壤的配合比。进一步探讨黄石膏渣场植被恢复应用技术提供理论基础和技术依据。

指示植物：金边假连翘(学名:Durantaerecta'GoldenLeaves')马鞭草科、假连翘属常绿灌木，适于种植作绿篱、绿墙、花廊。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于西昌市太和镇中心村，地理坐标位于东经102°10'11.366",北纬27°50'33.493"，海拔1500 m。地处亚热带高原季风气候，光照充足，年平均气温：17.5 ℃；年平均最高气温：23 ℃；年平均最低气温：12 ℃，年均日照时数2423.1 h，无霜期298 d，年均降水量1020 mm，空气平均湿度75%。

2.2 试验材料

2.2.1 指示植物

选取指示植物为金边假连翘，一年生营养袋苗营养袋规格(12 cm×10 cm)。选取苗木标准为苗木平均高15 cm、地径相近，长势基本一致。

2.2.2 黄石膏废渣

黄石膏废渣(0.02 mm以下占66.63%)pH值8.35，未检测出重金属。

2.2.3 盖山土

所选用的盖山土位于实验地周边，属山地红壤土，有机质通常在15 g/kg以下，腐殖质H/F为0.3～0.4，pH值5.0～5.5,结构水稳性差，粘重，保水保肥力差，耕性较差。选用盖山表土作配比材料，主要考虑材料易组织、量大，为今后大规模植被恢复实施提供营造模式。

2.2.4 苗木配置

株行距为：20 cm×20 cm；栽植穴规格为：40 cm×40 cm×40 cm。

2.3 试验设计

采用单因素随机试验，于2014年6月，雨季来临之前完成栽植工作。实验设置T1(黄石膏废渣60%)、T2(黄石膏废渣70%)、T3(黄石膏废渣80%)、T4(黄石膏废渣100%)和对照CK(黄石膏废渣0%)5个处理，每个处理种植指示植物金边假连翘7株×11排共77株。每个处理将称量好的废渣与土壤混匀，布置在模拟试验大田内。植苗前在种植穴内施入0.5 kg充分腐熟的农家有机基肥，植苗后，浇足定根水，并按常规管理，定期除草和浇水。

2.4 测定指标及方法

形态指标及抗性指标测定：苗高采用卷尺(精度1 mm)从地径沿苗干至顶芽基部的长度测量；地径采用游标卡尺(精度0.01 mm)测量苗木土痕处。如土痕处膨大的测其上部位进行测量；生物量采用天平(精度0.1 g)对从种植地内挖出的植株洗净后对其生物量进行测量其净重(限于试验场未进行植物干重测量)。

2.5 数据处理分析

采用Microsoft Excel对数据进行初步整理，处理采用IBM SPSS Statistics 19统计分析软件对数据进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，并用最小显著差数(LSD法)进行多重比较(α=0.05)，绘图采用SigmaPlot 10.0绘制。

3 结果分析

3.1 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘株高的影响

由图1可见，黄石膏废渣对金边假连翘株高的影响随拌入比例的增加呈现先促进后抑制的趋势，T2和T3较对照无显著差异，T4显著低于CK，低出27.8%。而T1显著高于对照CK(P<0.05)，高出23.0%。表明低比例的黄石膏废渣对金边假连翘的株高生长起到了促进作用，较高比例(T2和T3)则对金边假连翘的株高生长无明显影响，而高等剂量T4则显著抑制了金边假连翘株高的生长，可见对于金边假连翘来说，T3及其比例以下的处理较适合。

图1 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘苗高的影响

3.2 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地径影响

由图2可见，金边假连翘地径随黄石膏废渣比例的增加呈现降低趋势，T1-T3较对照呈现不显著的降低，T4显著低于对照CK(P<0.05)，低出69.4%。

图2 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地径影响

3.3 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地上部分生物量的影响

由图3可见，金边假连翘地上部分生物量与其地径株高变化趋势类似，表现为低比例黄石膏废渣拌入促进了金边假连翘地上部分生物量的积累，而较高比例的黄石膏废渣拌入则抑制了金边假连翘的生长。T1较对照CK不显著，T2～T4显著低于对照(P<0.05)，分别较对照低出44.2%，43.4%和50.9%。

图3 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地上部分生物量的影响

3.4 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地下部分生物量的影响

由图4可见，金边假连翘地下部分物质积累变化趋势和地上部分一致，表现为低比例黄石膏废渣拌入促进了金边假连翘地下部分生物量的积累，而较高比例的黄石膏废渣拌入则抑制了金边假连翘的生长。T1～T3较对照CK不显著，T1不显著高于对照，较CK高出28.9%。T4显著低于对照CK，T2～T4分别较对照CK低5.8%、1.4%和46.1%。

图4 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘地下部分生物量的影响

3.5 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘≥5 cm长Ⅰ级侧根数的影响

如图5所见，金边假连翘处理中，低比例的黄石膏废渣拌入对金边假连翘影响不大，而随着黄石膏废渣比例的增加，金边假连翘的一级侧根数在下降。T1处理不显著低于对照CK，T2-T4显著低于对照，所有处理分别较对照低17.3%、31.6%、31.6%和33.9%。

图5 不同配比的黄石膏废渣和土壤对金边假连翘≥5 cm长Ⅰ级侧根数的影响

4 讨论

4.1 黄石膏废渣对火棘和金边假连翘株高地径的影响

树木的株高和地径能够最为直观的反映树木的生长情况，间接表现该立地条件的优劣，从而为适地适树、引种及土壤改良提供理论依据[11]。T1～T3比例的黄石膏废渣对金边假连翘的株高和地径生长无明显影响，而高等剂量T4则显著抑制了金边假连翘株高和地径的生长，可见对于金边假连翘来说，T3及其比例以下的处理较适合，T4处理显著抑制了金边假连翘的生长。

4.2 黄石膏废渣对金边假连翘物质积累的影响

金边假连翘地上和地下部分物质积累变化趋势一致，表现为低比例黄石膏废渣拌入促进了植物生物量的积累，而较高比例的黄石膏废渣拌入则减少了植物生物量的积累。

4.3 黄石膏废渣对金边假连翘≥5 cm长Ⅰ级侧根数的影响

低比例的黄石膏废渣拌入对金边假连翘影响不大，而随着黄石膏废渣比例的增加，金边假连翘的一级侧根数在下降。

5 结论

(1)拌入80%黄石膏废渣金边假连翘的生长依然旺盛，纯黄石膏废渣对植株的生长抑制明显。

(2)随黄石膏废渣比例增加金边假连翘生物量的积累呈现先促进后抑制的变化趋势；

(3)随黄石膏废渣比例增加，对金边假连翘≥5cm长Ⅰ级侧根数分别有明显抑制作用。

通过试验分析，在黄石膏废渣内拌入一定比例的土壤能有效改善，植物生长的环境，黄石膏废渣与盖山表土配比达8∶2依然能满足指示植物金边假连翘的正常生长，但黄石膏废渣对植物生长的抑制作用是非常明显的。这对选择如何对黄石膏废渣进行土壤改良具有参考价值。同时，在T4(黄石膏废渣100%)的处理试验中，指示植物的生长因其种植苗木种类为营养袋苗，苗木生长过程中靠营养袋内的营养物质仍能保持一定的长势。但经实测保存率仅不足30%。