轻质绿化混凝土主要肥力指标的正交试验研究

轻质绿化混凝土主要肥力指标的正交试验研究

绿化混凝土是国内外研究热点之一，取得了一些成果，但绿化混凝土的长期使用寿命差、技术参考不足、复合播种能力差的主要原因是后续养分不足和绿化混凝土肥力降低。为了确保足够的植物养分，必须进一步研究提供植物养分的可持续支持。在本研究中，采用正交试验和设计方法，首先测定了重量和化学特征的值，如有机质含量、速效氮、速效磷、速效钾和180dph值。绿混凝土的肥力。指定耕作土壤、肥料和外加剂对绿化混凝土肥力的影响，并进行最佳组合试验。1材料和方法1.1立地条件和有机肥参照文献方法,并按正交试验设计配比方案配制轻质绿化混凝土试验块,标准养护28d后测定有机质、速效N、速效P、速效K的含量和主要物理性质,并在180d测定其较稳定的pH值.耕植土为花园土壤表层土.有机肥选用上海高绿生物有机肥有限公司研制,上海文高生物有机肥制造厂生产的生物有机肥.该有机肥的pH值6.5左右,有机质含量40%-45%,含N2.0%,含P2.0%,含K2.0%.外加剂主要为丙烯酰胺型保水剂.1.2田间持水量及渗透系数测定用烘干法测定绿化混凝土自然含水量;用环刀法测定容重、孔隙率、田间持水量、饱和持水量及渗透系数;用K2SO4饱和溶液法测定最大吸湿;参照文献方法测定28d抗压强度.1.3主要肥力指数的测定1.3.1测定了有机质含量采用重铬酸钾容量法(外加热法),具体方法与步骤参照文献进行.1.3.2有效氮、有效磷和有效钾含量的测定速效N用扩散法,速效P用钼锑抗比色法,速效K用四苯硼钠比浊法.1.3.3ph测量用电位法.本文仅列出180d绿化混凝土已较稳定时的pH值,各因素对绿化混凝土不同阶段pH值的影响将另文详述.1.4各因素对选择植物和珍珠岩和水的用量影响试验方案为获得绿化混凝土肥力的优化配比方案,根据各因素对轻质绿化混凝土pH值影响的研究结果选定较优配比方案(另文报道),即水泥4.5kg、耕植土17.3kg、外加剂2.9kg、珍珠岩7.2kg、水8.5kg.考虑到水泥和珍珠岩基本不含有机质、速效肥等,为简化试验,固定水泥、珍珠岩和水的用量分别为4.5、7.2和8.5kg,按20%的变幅考察耕植土(A)、有机肥(B)和外加剂(C)对轻质绿化混凝土的有机质含量、速效N、速效P、速效K及180dpH值等营养与化学特性的影响,并分别以不加有机肥的绿化混凝土为对照1、耕植土为对照2,比较最优组合与对照组之间的主要物理性质与植物相容性,进一步明确肥力优化方案.原则上保证在一定强度的条件下,期望有机质、N、P、K含量等考核指标越大越好,pH值越趋向中性越好.正交因素水平表见表1,选用L9(34)的正交表安排试验,试验设计方案及结果见表2.1.5测试方法上述1.2和1.3的具体试验方法、步骤及试验备品与仪器参照文献.2结果与分析2.1有机质含量的影响因素:a、b因素,a、p由表3极差的直观分析可知,3个因素对绿化混凝土有机质含量影响的效果明显,大小顺序为耕植土(A)>有机肥(B)>外加剂(C).经方差分析,A、B的影响均达到极显著水平,说明A、B是轻质绿化混凝土有机质含量的主要影响因素.根据表3中k值大小,对有机质含量的最优水平组合为A3B3C3,即耕植土24.2kg、有机肥3.5kg、外加剂0.7kg,各组成因素的质量配比为:水泥∶珍珠岩∶耕植土∶有机肥∶外加剂∶水=9.26∶14.81∶49.79∶7.21∶1.44∶17.49.2.2各影响因素的配比由表3极差的直观分析可知,3个因素对绿化混凝土速效N含量影响的大小顺序为:有机肥(B)>耕植土(A)>外加剂(C).经方差分析,B的影响达到极显著水平,A的影响达到显著水平,说明B、A为主要影响因素.根据表3中k值大小,对速效N含量的最优水平组合为A1B3C3,即耕植土17.3kg、有机肥3.5kg、外加剂0.7kg,各组成因素的质量配比为:水泥∶珍珠岩∶耕植土∶有机肥∶外加剂∶水=10.79∶17.27∶41.49∶8.39∶1.68∶20.38.2.3对各影响因子的影响由表3极差的直观分析可知,3个因素对绿化混凝土速效P含量影响的大小顺序为:有机肥(B)>外加剂(C)>耕植土(A).经方差分析,B的影响达到极显著水平,说明B为主要影响因素.根据表3中k值大小,对速效P含量的最优水平组合为A2B3C2.因A、C的影响因子都很小,所以A取A3、C取C3亦可,因此,最优组合也可为A3B3C3.与有机质含量的最优配比相同,各组成因素的质量配比与有机质含量的最优配比亦相同.2.4外加剂c.k由表3极差的直观分析可知,3个因素对绿化混凝土速效K含量影响的大小顺序为:有机肥(B)>耕植土(A)>外加剂(C).经方差分析,B、A的影响均达到显著水平.说明B、A为主要影响因素.根据表3中k值大小,对速效K含量的最优水平组合为A3B3C2,因C的影响很小,所以C取C1还是C2、C3影响都不大,故此处最优组合也可为A3B3C3.与有机质含量的最优配比相同,各组成因素的质量配比与有机质含量的最优配比亦相同.2.5外加剂、有机肥含量对最优配比的影响由表3极差的直观分析可知,3个因素对绿化混凝土180dpH值影响的大小顺序为:耕植土(A)>外加剂(C)>有机肥(B).经方差分析,3个因素的影响均未达到显著水平.根据表3中k值大小,理论上对180dpH值的最优水平组合为A3B2C1,因B、C的影响都很小,所以B取B3、C取C3亦可.因此,最优组合也可为A3B3C3.2.6对速率n的影响综合上述各因素对测试结果影响的讨论,对有机质、速效P、速效K及180dpH值的最优组合为A3B3C3,对速效N的最优组合为A1B3C3.进一步比较A3B3C3与A1B3C3在速效N上是否差异较大,经测定其速效N含量分别为32.81和32.89mg·kg-1,并无较大差异,进一步表明选择A3B3C3为宜.对其主要物理性质(表4)进行测定比较表明,两最优组合的物理性质基本相同,A3B3C3总体数据略高,更接近于对照2的数据,更有利于植物生长,仅是抗压强度比A1B3C3微低,亦表明选A3B3C3为宜.2.7对黑麦草生长质量的影响为进一步证实各因素优化配比的可靠性和合理性,对最优组合A3B3C3和A1B3C3分别进行相应的验证性测定.试验重复3次,有机质、速效N、速效P、速效K及180dpH值的平均值分别为11.78g·kg-1、31.82mg·kg-1、45.17mg·kg-1、262.3%、7.63和11.67g·kg-1、32.16mg·kg-1、45.81mg·kg-1、262.7%、7.60,两组数据非常接近.肥力指标通常为一个适宜范围,不同的植物种类与地理条件将有所不同,故很难确定优劣.因此,进一步在其上播种黑麦草,处于相同的地理气候条件下,并进行相同的管理,考察黑麦草在两组最优组合配比条件与两组对照条件下的生长质量情况.从表5可见,A3B3C3比A1B3C3略有优势,黑麦草生长质量更接近于一般耕植土,具有较好的生长条件,对照1显然因肥力不足,生长质量最差.以上进一步说明A3B3C3为最优组合.3各影响因素的交互作用(1)本试验结果说明了各因素对轻质绿化混凝土主要肥力指标的影响程度.有机肥和耕植土的水平变动,是影响绿化混凝土肥力的主要因素,且达到显著水平.但各因素对180dpH的影响不明显,综合最优水平组合为A3B3C3.(2)本试验最优组合的黑麦草生长质量与普通土壤十分接近,说明最优组合配比的绿化混凝土肥力和生长条件良好,具有较好的植物相容性.(3)本试验结果表明3个因素对pH值的影响不显著.表3中,C的影响比误差项还要小,误差分析中可将C项并入误差项处理,说明有可能存在对pH值具有重要影响的因子,或者存在各因素之间的交互作用,这一点已在前期研究中得到证实,即水泥是影响绿化混凝土pH的重要因素.(4)与普通土壤(对照2)类似,有机质含量、速效N、速效P、速效K作为肥力的几个重要指标,是判断绿化混凝土配比的优化程度和肥力状况的重要参数,对系统优化绿化混凝土的植物相容性等理化特性有重要意义.本试验的各因素水平与k值基本呈线性递增关系,且黑麦草的生长质量尚未超过对照2,说明肥力指标可进一步增大,还可提高相关因素水平进行试验.(5)表2、4中对照1的数据显示,有机肥对提供绿化混凝土肥力及对主要物理性质的影响显著,加入适量有机肥将大大提高绿化混凝土的肥力,渗透系数、孔隙率、各类含水量均有不同程度提高,仅容重与抗压强度有所下降.其它各因素对绿化