粉煤灰多效肥对土壤环境的影响华北电力学院周永学摘要研究证明，粉煤灰多效肥中的重金属元素含 量与土壤中的重金属元素含量基本相当。粉煤灰含有的多种微量元素是作物生长所需要的养分，其 ５种主要有害元素的含量远远低于土壤中的允许值。经估算，吃灰量为６０％的粉煤灰多效肥，连 续施用多年不会引起对土壤环境的破坏和污染。关键词粉煤灰，多效肥，重金属，土壤环境１引言 近年来，粉煤灰肥料的研究工作十分活跃。日本、巴西等国制订了相应的肥料标准，国内的粉煤灰 肥料研究工作也十分火爆。但实现一定规模的工业化生产，达到一定的经济效益，仍然十分艰难。 我们研究生产的粉煤灰系列肥料具有一定的特点。各种配方的粉煤灰多效肥不仅含有氮、磷、钾平 衡的无机养分，还含有有机养分。粉煤灰中的未燃尽残炭经过化学处理变成了可被作物吸收的养分 。这种肥料实现了速效态、缓效态和迟效态３种养分的合理搭配，因而农作物增产幅度大，作物抗 病性强，果实子粒饱满，千粒重大，色泽光亮纯正，瓜果蔬菜鲜嫩好吃，保鲜时间长。１９９２年 粉煤灰系列肥料通过专家技术鉴定并获保定市科技进步奖。近几年已在５０００多亩土地，多种农 作物上施用，取得了很好的增产效果。粉煤灰肥料的应用前景已得到越来越多的专家、学者的重视 和认可。但一些人仍在担心粉煤灰中的残炭和重金属元素对土壤环境究竟有没有不良影响，粉煤灰 肥料到底能不能作为肥料逐年累月用下去，土壤会不会变“灰”，会不会板结等。这些确是关系人 体健康和资源合理利用的大问题，须慎重对待，并应进行深入研究。２粉煤灰肥料对土壤环境无不 良影响粉煤灰肥料吃灰量可达６０％，其主要成分是二氧化硅（３７％～６５％）、三氧化二铝（ ２０％～４０％）、氧化钙（２％～９％），其余为氧化镁、三氧化二铁等，几十种元素与化合物 组成的一种次生矿物。不同煤种的煤燃烧后的粉煤灰尽管在化学组成上区别较大，但其理化性质有 许多共性。如，粉煤灰的容重比土壤小，孔隙度大，持水量大，吸附性好；粉煤灰中几十种微量元 素是作物生长所需要的养分，有的元素土壤中是缺乏的。理论研究和实践证明，粉煤灰的多孔疏松 性可以改良土壤，调节地温；作为养分载体吸附养分，在土壤中又平稳地释放养分；作物所需要的 硼、锌、锰、铁、铜等微量元素可以从粉煤灰中得到补充。因此，粉煤灰肥料具有供给作物营养与 改良土壤的功效。研究发现，作物所需要的微量元素的种类还在不断增加，如钴和钒等都已被证实 是一些作物生长所必需的。但是，作物从土壤中吸收微量元素的量是有一定范围的。有如人体所需 的营养一样，既不能缺乏，也不能超过极限，否则，作物会发生病害。例如，土壤中若缺锌，作物 叶片则失绿、畸形，严重时造成植株枯死，但也不能过量，过量会造成作物中毒，甚至死亡。因为 超过一定极限，重金属元素会富集到植株和果实中引起对果实的污染。那么，粉煤灰中的重金属元 素对土壤会不会造成污染而使作物中毒呢？现把试验用保定热电厂粉煤灰，吃灰量为６０％的粉煤 灰肥料以及土壤中５种主要有害元素镉、铬、砷、铅、汞的含量列了表１。表ｌ中数据表明，吃灰 量为６０％的粉煤灰多效肥中，粉煤灰的加入量已是最高的，其它配方吃灰量均低于６０％。在吃 灰量高的多效肥中镉、铬、砷、铅、汞的含量基本上与土壤中的实际含量相当。数据表明镉低于土 壤实际值２３．８％，铬低ｆ６０．３％，砷低于６９．５％，铅低于６１．７％，汞高于土壤实 际值１９５％，只是汞的含量高于河北省蠡县土壤实际值，但是，镉、铬、砷、铅、汞５种主要有 害元素在多效肥中含量均低于日本环境厅土壤允许量，也低于我国农田粉煤灰有害物质控制标准， 见表２（表中汞的控制标准值未列入）。从表ｌ数据可以看出，在河北省蠡县施用粉煤灰多效肥后 ，土壤中５种主要有害金属元素含量变化不大，对土壤没有造成污染。镉的含量高于肥前土４．８ ％，低于土壤中允许量１２５％；铬的含量低于肥前土２．７％，低于土壤允许量３０．９１％～ ６５．５％；砷的含量低于肥前土０．０８％；低于允许量３４．７％～８１．３％；铅的含量低 于肥前土０．１８５％，低于允许量８６．５％～８９．２２％；汞的含量高于肥前土４．９％， 低于允许量９９．８％～９９．９％。按这样的变化规律，５种主要有害元素中除汞以外的其他４ 种常年施用也不会超过土壤允许量，而汞则要连续施用２０．３６年才有可能累积超标。在农田实 际应用中，任何一种肥料都不会连续施用而一直不变，必然会改换不同的肥料施用。一经改换肥料 品种，土壤中汞的含量就会随着日晒雨淋发生变化。因此，粉煤灰多效肥连续几年，甚至十几年施 用，也不会污染土壤环境。人们担心的另一个问题是，粉煤灰中约有１０％左右未燃尽的残炭，这 些残炭施入土壤会使土壤环境恶化。粉煤灰多效肥与其他粉煤灰肥料的不同之点正在这里。据资料 报道，其他粉煤灰肥料如：中国磁化肥，粉煤灰复混肥等对粉煤灰中的残炭都未加处理。而粉煤灰 多效肥在生产中对灰中的残炭进行了严格的化学处理，使灰中的残炭发生了化学变化，变成了可以 被作物吸收的养分，不会残存在土壤中。１９９１年和１９９２年２年盆栽玉米试验和１９９２～ １９９４年３年田间试验证实，施用粉煤灰多效肥，亩施肥５０ｋｇ，施肥一个月后土壤中找不到 灰中残炭的痕迹。１９９３年在河北省蠡县连续２年施用粉煤灰多效肥的小陈乡和北中卫村１００ 亩土地上进行土壤调查，结果表明，施用粉煤灰多效肥的土壤改善了土壤孔隙度和持水量，提高了 土壤有机质含量。现把调查结果列于麦３。调查的土壤土质为砂质潮土，种植作物有小麦、玉米、 棉花、葱头、白菜和西红柿。平均每亩施粉煤灰多效肥５０ｋｇ，对照田亩施尿素５０ｋｇ。试验 田与对照田田间管理条件相同。从表３调查结果可以看出，施用粉煤灰多效肥前后土壤的颜色保持 不变，施肥后遇雨或田间灌水后，土壤中见不到粉煤灰的痕迹。施用粉煤灰多效肥的土壤比施用尿 素的对照田土壤容重降低０．９３％，孔隙度提高３，４％，有机质含量提高１斗％，ｐＨ值降低 ０．１。河北省蠡县在麦田中施用粉煤灰多效肥后，农民普遍反映土质比施用尿素的麦田松软。可 见，施用粉煤灰多效肥不但不会板结土壤，而且可以使土壤疏松，提高土壤孔隙度，增强土壤中好 气性细菌的活动能力。施用粉煤灰多效肥可以调节土壤地温，还可以调节土壤ｐＨ值。理论研究证 明，粉煤灰对土壤ｐＨ值有一定缓冲件，对碱性土壤和酸性土壤都有利。上述事实表明，农田施用 粉煤灰多效肥不但对土壤环境无不良影响，而且对土壤的理化性质有明显的改良作用。３粉煤灰改 良土壤的特性粉煤灰多效肥含有氮磷钾平衡养分，还含有腐殖酸及多种微量元素。经河北省农科院 土肥研究所检测，吃灰量为６０％的粉煤灰多效肥养分含量如表４所示。粉煤灰多效肥中的硼、锌 、锰、钼、铜等微量元素，补充到土壤中可以被作物吸收，成为作物所必需的养分。据资料报道， 北方土壤普遍缺硼、锌；南方酸性土壤常缺铁、钼。有的地区，已经影响农作物发育，造成减产， 使农作物易感染病害。１９８２～１９８４年全国第二次土壤普查后规定了微量元素的丰缺标准（ 见表５）。河北省蠡县小陈乡施肥前后土壤中微量元素调查结果表明，亩施粉煤灰多效肥５０ｋｇ 的土壤比对照田（亩施尿素３５ｋｇ），土壤中微量元素的含量得到了补充（见表６）。从表６数 据可以看出，河北省蠡县小陈乡土壤中硼的含量属于低含量，锌的含量属于中等，其余微量元素不 缺乏。但，如不及时补充，就会造成作物缺乏某种微量元素，产生营养缺乏症，影响作物产量，降 低果实品质。施用粉煤灰多效肥可以补充土壤中微量元素，避免连年施用单一品种的化学肥料，导 致土壤中缺乏作物所需的某种微量元素。由于粉煤灰多效肥中含有无机、有机平衡养分，又含有作 物所需的多种营养元素，因此，可以增强作物抗病性。粉煤灰中的钾素营养可以活化土壤中酶的活 性，调节原生质的胶体状态，促进光合作用和糖类的合成及运输，增加淀粉含量，促进作物对氮的 吸收和利用，钾能增强作物抗旱、耐寒和抵御病害及抗倒优的能力。粉煤灰中的二氧化硅，在肥料 生产过程中得到了活化，多效肥中含有２０％的枸溶性二氧化硅。硅肥目前在我国虽尚未列为肥料 品种，但硅素营养确是作物所需的中量营养元素。硅可以促进作物对氮的吸收，增强光合作用，改 变叶片着生姿态，有利植株间的通风透气。枸溶性的二氧化硅被作物吸收后，集聚于茎、叶细胞内 ，随着叶面水分的蒸发，沉积于细胞壁，使细胞膜二氧化硅化，增强植物体，使病菌不易侵入，因 而，增强植物抗病能力。如，河北省满城县曹庄村毕金福的白菜施用了粉煤灰多效肥，白菜鲜嫩好 吃，耐贮存，不脱帮，而不使用粉煤灰多效肥的白菜保存得时间短。粉煤灰多效肥对土壤环境也无 不良影响。国内，许多专家和学者一致认为，亩施粉煤灰４０ｔ以下不会引起土壤和农产品污染。 若按这个数量估算，吃灰量为６０％的粉煤灰多效肥，亩施肥５０ｋｇ，可以连续施用１３３３年 。何况粉煤灰多效肥中的粉煤灰已经进行了化学处理。理论研究和实践证明，农作物对土壤营养成 分有选择吸收的能力，作物所需养分的１／３来自肥料，２／３来自土壤。由于常年累月的耕种， 农作物从土壤中每年都要带走大量养分，随着水土流失，土壤也要损失不少养分，因此，需要通过 施肥补充养分。肥料的养分越全越好，粉煤灰多效肥就是养分齐全的肥料。此外，还有一个重要的 常识不应忽略。煤本身就是古代植物生成的。在常用的化学肥料品种中有的也是以焦炭（如钙镁磷 肥）或风化煤、泥炭（腐殖酸肥料）为原料的。既然适当施用钙镁磷肥、腐殖酸肥料不会引起对土 壤环境的破坏和污染，那么，施用粉煤灰肥料也不会对土壤环境发生不良影响。国内的一些专家、学者认为，对土壤环境和作物果实品质影响最直接的是水溶性的重金属。而重金属的磷酸盐、碳酸盐、硫化物、氢氧化物等是难溶于水的，因而不易被作物吸收。向受重金属污染的土壤中施入化学改良剂，可以抑制重金属的活性，而粉煤灰就是其中一种化学改良剂。可以对重金属起到抑制作用
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