除镍化学镀镍废液制成复合肥的芥菜肥效试验研究.doc

王卫红等：除镍化学镀镍废液制成复合肥的芥菜肥效试验研究 23除镍化学镀镍废液制成复合肥的芥菜肥效试验研究王卫红1，吴小令1，刘可星2，陈志传1，廖宗文2（1：深圳市工业废物处理站，广东 深圳 518049；2：华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642）摘要：盆栽试验施用两种由磷、氮含量较高的化学镀镍废液沉淀除镍之浓缩液制成的复合肥。结果表明，芥菜施用浓缩液复合肥后，肥效与对照的“过磷酸钙”复合肥无显著差异；与不施肥相比，由于芥菜幼苗耐肥性较差，在一定程度上抑制芥菜的前期生长，芥菜地上部干质量显著降低，但对提高土壤N、P、K含量仍有显著帮助。关键词：化学镀镍废液；肥效；芥菜中图分类号：X703；S143.6 文献标识码：A 文章编号：1008-181X（2002）01-0022-03以次磷酸盐为还原剂的化学镀镍液是最常用的化学镀镍体系。深圳市每年废弃这类废液达数千吨之多。采用“氨水-Na2S法”沉淀Ni2+后的废水中，含大量的氮（NH4+）、磷（H2PO2-、HPO32-）和有机物（如苹果酸等），COD大于2104 mg/L。常用的化学镀镍废液处理方法难以实现所有污染物的达标排放14，还浪费了宝贵的氮、磷、有机物资源，寻找一种克服以上弊端的处理方法很有必要。而农业领域的肥料应用可能是一个较好的途径，因为上述资源正好可以满足农作物生长的需要；况且，废液中的有害组分Ni已降至极低水平（3.0 mg/L）。前面的研究已显示，将去除Ni2+后的废液蒸发浓缩至饱和，并补充一定量的N、P、K制成复合肥，对于玉米生长有明显的促进作用5。本次试验的目的，就是探讨浓缩液复合肥在其它作物应用的可行性，以尽量扩大浓缩液复合肥的应用面。1 材料与方法1.1 饱和浓缩液之来源与组分将来自深圳某公司的化学镀镍废液，分别添加25%氨水和20%Na2S溶液，沉淀并过滤去除NiS污泥，将滤液加入98%H2SO4调节pH至5，再加入27.5%H2O2，最后将溶液蒸发浓缩至饱和，其组分如下：=1.325，Na+134 g/L，NH4+70.6 g/L，HPO32- 136.0 g/L，H2PO2-59.2 g/L，Ni2+3.0 mg/L。1.2 供试土壤和作物供试土壤为过3 mm筛旱地赤红壤，pH=5.74（水土比15），有机质10.77 g/kg，全氮0.68 g/kg、全磷0.47 g/kg、全钾3.80 g/kg，碱解氮82.0 mg/kg、速效磷83.8 mg/kg、速效钾131.5 mg/kg。供试作物芥菜（Brassica juncea Coss.）品种为“香港客家”。1.3 试验方法试验于2000年1012月在华南农业大学资源环境学院进行。试验方案如下：处理1空白对照，不施肥；处理2肥料对照（过磷酸钙复合肥），NPK分别由硫酸铵、过磷酸钙和氯化钾提供；处理3浓缩液复合肥A，P由浓缩液提供，NK分别由硫酸铵和氯化钾提供；处理4浓缩液复合肥B，其中50%的P由浓缩液提供，50%的P由过磷酸钙提供，NK则分别由硫酸铵和氯化钾提供。除空白对照外，其它处理的N、P2O5、K2O施用量均相等，为0.36g/kg土、0.09 g/kg土、0.18 g/kg土。随机区组排列，重复3次。按设计将土壤（4.0 kg）与肥料或浓缩液等拌匀，移入陶瓷盆内。加水到土壤相对含水量60%，密闭一周。于2000年10月26日移栽苗龄7天的芥菜苗4株。期间定期浇水保持土壤湿润，观察记录生长状况。生长6周后收获，称地上部鲜重、干质量。样品用H2SO4-H2O2消化，蒸馏法测定全氮、钒钼黄比色法测全磷。同时各处理取土样，风干，测定pH、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量。2 结果与分析2.1 浓缩液复合肥对芥菜地上部生物量的影响施用不同比例浓缩液复合肥，与“不施肥”对照和“过磷酸钙复合肥”对照相比，对芥菜地上部生物量（干质量）的影响见表1。由表1可知，施以100%或50%浓缩液之磷取代过磷酸钙、辅以硫酸铵和氯化钾制成的浓缩液复合肥A或B，与过磷酸钙复合肥相比，芥菜地上部干质量差异均不显著；但与不施肥相比，干质量大幅度减产，二者产量差异显著。由此表明，浓缩液复合肥磷成分的肥效与等量磷的过磷酸钙相当。至于土壤施用三种肥料反而都对芥菜产量有负面影响，原因可能在于：一次性施入土壤的肥料养分浓度，相对于芥菜幼苗的而言会过高，抑制了幼苗的前期生长；后期虽有恢复，但生长还是赶不上不施肥的空白对照。因此，对于耐肥性较差的作物（如芥菜），不可一次性施入大量的底肥，而要根据作物的需肥特性分次施用为宜。表2 不同处理对芥菜地上部吸收氮、磷、钾的影响（以干物质计）处理N含量/(gkg-1)N吸收总量/(g盆-1)P含量/(gkg-1)P吸收总量/(g盆-1)K含量/(gkg-1)K吸收总量/(g盆-1)13.79 b0.0462.18 a0.02757.7 a0.70826.86 a0.0532.04 ab0.01665.3 a0.50336.46 a0.0552.15 ab0.01861.2 a0.52046.91 a0.0642.01 b0.01974.0 a0.689注：表中数据为3次重复平均值。经邓肯氏检验，表中数据右上角带有相同字母的表示差异不显著（P=0.05）。2.2 浓缩液复合肥对芥菜地上部氮磷钾吸收影响与“不施肥”对照和“过磷酸钙复合肥”对照相比，施用不同浓缩液复合肥，对芥菜地上部吸收氮、磷、钾的影响见表2。表3 不同处理对盆栽后土壤养分及pH值的影响处理碱解N速效P速效K有机质/(gkg-1)pH/(mgkg-1)原土82.083.8131.510.85.74125.2 c76.5 b6.2 c16.3 a6.24 a2256.3 a120.6 a41.6 a16.8 a4.61 b3177.3 b108.0 a32.6 b17.2 a4.41 b4158.2 b119.0 a47.6 a16.8 a4.55 b注：1）表中数据为3次重复平均值。经邓肯氏检验，表中数据右上角带有相同字母的表示差异不显著（P=0.05）。2）表中有机质和pH的数据为3次重复土样之混合样的结果。由表2可知，施用浓缩液复合肥A、B，与不施肥相比，显著影响芥菜对氮的吸收，植株中氮含量显著提高；而植株磷含量，则因复合肥中浓缩液用量的不同而出现分异：浓缩液用量高者，植株磷含量与不施肥处理相当，差异不显著；反之，植株磷含量与不施肥处理差异显著。至于钾含量，差异不显著。氮含量显著偏低，与盆栽后期观察到的“不施肥”处理出现芥菜叶片偏黄的轻微缺氮现象是一致的。而植株磷含量受复合肥中浓缩液用量显著影响：浓缩液用量高者，植株含磷量亦高。因此可推测，浓缩液中的H2PO2-、HPO32-，在提前施入土壤的情况下，经过土壤中空气的氧化以及土壤微生物的作用，是可以转化磷酸盐而被芥菜有效利用的。至于3个处理钾含量差异不显著，可能与土壤中的钾和速效钾含量较高，以及芥菜对钾的强大吸收能力有关。与过磷酸钙复合肥相比，浓缩液复合肥处理的植株氮、磷、钾含量差异均不显著（P=0.05），这与生物量的结果是一致的，说明浓缩液不会显著影响芥菜对氮、磷、钾的正常吸收。2.3 浓缩液复合肥对土壤养分及pH值的影响浓缩液复合肥对土壤养分及pH值的影响见表3。由表3可知，种植芥菜后，施用浓缩液复合肥A、B的处理，与不施肥相比，大幅度提高土壤中速效氮、磷、钾的含量，差异达显著水平（P=0.05）。有机质含量则差异不显著（但施用浓缩液复合肥土壤有机质含量仍有3%5.5%的增长）；而三者较原土有机质含量大幅度提高的原因，估计是与芥菜大量的根系残留在土壤中难以清除、影响有机质的测定有关。此外，施用浓缩液复合肥，还会导致土壤pH下降，酸度提高，说明该肥料是生理酸性肥料。至于不施肥处理土壤的pH较原土pH有小幅提高，可能是芥菜吸收的生理碱性物质（主要是磷酸盐）数量较生理酸性物质（主要是NH4+、K+）为多，表2的数据实际已暗示这种变化趋势。表1 不同处理对芥菜地上部干质量的影响处理干质量/(g盆-1)比“不施肥”增产/%比施“过磷酸钙复合肥”增产/%112.27 a-+59.427.70 b-37.2-38.50 b-30.7+10.449.31 b-24.1+20.9注：表中数据为3次重复平均值。经邓肯氏检验，表中数据右上角带有相同字母的表示差异不显著（P=0.05）。与过磷酸钙复合肥相比，三者的土壤速效磷、有机质含量和pH值差异均不显著。但随着浓缩液施用量的不同，还是显示了一定程度的差异：如浓缩液用量越多，速效磷的浓度越低，表明H2PO2-、HPO32-在土壤中转化为正磷酸盐需要一定时间，浓缩液复合肥中的磷可以作为缓效磷肥使用；又如，土壤有机质含量随浓缩液用量的增加而增加，表明浓缩液中的有机酸对提高土壤有机质含量还是有一定帮助的；此外，土壤pH值则随浓缩液用量的增加而降低，表明浓缩液复合肥是较强的生理酸性肥料。至于土壤速效氮，施用浓缩液复合肥的含量明显低于过磷酸钙复合肥；分析其规律发现，土壤速效氮含量与植株吸收的总氮量密切相关：植株吸收的总氮量越多，土壤速效氮含量越低。而土壤速效钾，施用浓缩液复合肥A的含量明显低于过磷酸钙复合肥和浓缩液复合肥B；总结其规律发现，土壤速效钾含量与植株钾含量密切相关：土壤速效钾含量越高，植株钾含量也越高，这与玉米试验的规律是一致的5。3 结论与讨论（1）供试土壤施用两种浓缩液复合肥后，与不施肥相比，均可显著提高芥菜含氮量，以及土壤速效氮、磷、钾含量，但对植株钾含量无显著影响，植株磷含量则随浓缩液复合肥中浓缩液用量的增加而趋向一致。但由于一次性施入土壤的肥料养分浓度过高，抑制了芥菜幼苗的前期生长，导致减产。（2）施用浓缩液复合肥或“过磷酸钙”复合肥，对芥菜地上部的干质量、氮、磷、钾含量，以及土壤的速效磷和有机质含量均无显著影响。此外，浓缩液复合肥和“过磷酸钙”复合肥还有一个共同特点，都是生理酸性肥料。而施用浓缩液复合肥的土壤速效氮含量明显低于“过磷酸钙”复合肥，施用浓缩液比例高的复合肥A，土壤速效钾含量明显低于过磷酸钙复合肥和浓缩液比例低的复合肥B。（3）进一步研究、优化芥菜的施肥规律后，浓缩液复合肥很可能可以替代由硫酸铵、过磷酸钙、氯化钾配制的无机复合肥施用于芥菜。参考文献：1 许景文化学镀铜、镍老化废液处理与回收J上海环境科学, 1995，14(12)：16-192 郭志军，麦青，苏敏化学镀镍-磷合金的废液处理J材料保护, 1995，28(1)：25-263 WI-CHI YING，BONK R RRemoval of nickel and phopharous from 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The results showed that fertilizer effects of two concentrated liquor compound fertilizers on the mustard were not significantly different with that of superphosphate compound fertilizer. Compared with the no fertilizer treatment, the growth of mustard had been restrained du