粉煤灰在结缕草草坪建植期杂草防除的试验研究.pdf

第3 4 卷第2 期 2 0 0 5 年3 月 中国矿业大学学报 J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y V 0 1 ．3 4N O ．2 M a r ．2 0 0 5 文章编号1 0 0 0 1 9 6 4 2 0 0 5 0 2 0 2 2 2 0 4 粉煤灰在结缕草草坪建植期杂草防除的试验研究 方玉东1 ’2 ，封志明1 ’2 ，胡业翠h z 1 ．中国科学院地理科学与资源研究所，北京1 0 0 1 0 1 ；2 ．中国科学院研究生院，北京1 0 0 0 3 9 摘要通过盆栽试验和大田试验，研究了结缕草种子在粉煤灰以及大田土壤中的发芽率，分析了 结缕草草坪建植期使用粉煤灰控制杂草的效果．结果表明粉煤灰盆栽结缕草的发芽率为8 3 ％， 大田土壤盆栽的发芽率为8 4 ．3 3 ％；在结缕草建植期使用粉煤灰覆盖控制杂草效果明显，且厚度 以2 c m 左右为宜，杂草控制率可达9 6 ％以上．本试验的研究结果对综合利用粉煤灰，解决粉煤灰 环境污染和占地问题提供了一个新思路． 关键词粉煤灰；杂草；废物利用；结缕草 ‘ 中图分类号X7 5 2文献标识码A R e s e a r c ho nW e e d sP r e v e n t i o nU s i n g C o a lA s hD u r i n gt h eP e r i o do fZ o y s i aJ a p o n i c aP l a n t i n g F A N GY u d o n 9 1 “，F E N GZ h i m i n 9 1 ”，H UY e c u i l ’2 1 ．I n s t i t u t eo fG e o g r a p h i c a lS c i e n c e sa n dN a t u r a lR e s o u r c e s ，C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，B e i j i n g1 0 0 1 0 1 ，C h i n a ； 2 ．G r a d u a t eS c h o o lo fT h eC h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，B e i j i n g1 0 0 0 3 9 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h ep o te x p e r i m e n t s ，t h eg e r m i n a t i o nr a t e so fZ o y s i aJ a p o n i c ap l a n t e di nc o a l - a s h e sa n di ns o i l sw e r ee x a m i n e d 。a n dt h e nt h ew e e dp r o t e c t i o nb yc o a l a s h e si nt h ef i e l dp l a n t e d w i t hZ o y s i aJ a p o n i c aw a si n v e s t i g a t e di nt h ep e r i o do fl a w nc o n s t r u c t i o n ．T h er e s u l t si n d i c a t et h a t t h eg e r m i n a t i o nr a t eo fZ o y s i aJ a p o n i c ap l a n t e di nc o a l - a s h e sw i t hp o te x p e r i m e n t si s8 3 ％，w h i l e t h a to fC Ki S8 4 ．3 3 ％．I nf i e l de x p e r i m e n t s ，t h er a t eo fw e e dp r o t e c t i o nb yc o a l a s h e se x c e e d s 96 ％．A n dt h ef a v o r i t et h i c k n e s so fc o a l a s h e sw a sa b o u t2c m ． K e yw o r d s c o a l a s h ；w e e d s ；g a r b a g er e c y c l i n g ；Z o y s i a 血p o n i c a 粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的固 体废弃物，随着电力工业的发展，在相当长的时期 内，我国粉煤灰的排放量将会与日俱增，2 0 0 2 年我 国粉煤灰的年排放量高达1 5 7 ．2 2M t E ．近十几年 来，虽然我国粉煤灰的综合利用率逐年提高 图 1 ，如2 0 0 2 年综合利用率达6 8 ．3o A ，但是由于基 数太大，加之历年累计堆放，仍有大量粉煤灰堆积 废弃，目前全国仍有6G t 粉煤灰没有利用，占压土 地25 0 0h m 2 ，造成大量土地的弃耕，不仅浪费土地 资源，环境污染严重，而且给电力工业的进一步发 展造成障碍．如何综合利用粉煤灰，解决粉煤灰的 污染和占地问题已引起人们的广泛关注． 图1 我国近十几年来粉煤灰利用率情况 F i g ．1 U t i l i z a t i o no fc o a l a s hi n r e c e n t10y e a r si nC h i n a 收稿日期2 0 0 4 0 6 1 1 基金项目中科院知识创新工程重要方向项目 K Z C X 3 一S W 一3 3 3 作者简介方玉东 1 9 7 7 一 ，男，山东省日照市人，博士生，从事农业资源高效利用方面的研究． E - r o l l f a n g y d i g s n r r ．a e ．c a 万方数据 第2 期方玉东等粉煤灰在结缕草草坪建植期杂草防除的试验研究 2 2 3 结缕草 Z o y s i aj a p o n i c a 属多年生根茎型禾 草，具有发达的根状茎及匍匐茎，成坪后与杂草的 竞争能力极强，是堤岸和公路极好的护坡植物．结 缕草叶片坚韧又富有弹性，具有抗旱、抗寒、耐热、 抗病虫害及耐践踏等优良特性，是建植足球场、高 尔夫球场等运动场的理想草种．由于结缕草草坪省 水、省肥、勿需施农药，其管理费用比冷季型草坪草 低1 5 ～2 0 倍，因此深受人们的欢迎．但是结缕草发 芽慢，苗期生长也慢，抵御杂草侵入的能力差，因 此，防除杂草是建坪结缕草成败的关键[ 23 | ．结缕草 的这一特性，使得进行粉煤灰在结缕草建植期杂草 防除的试验成为了可能．本文即在盆栽试验和大田 试验的基础上，分别进行粉煤灰盆栽结缕草发芽率 及结缕草草坪建植期粉煤灰杂草控制的试验研究． 1粉煤灰的基本理化性状 自然界中几乎所有的元素在粉煤灰中都可以 测到，其中S i ，C a ，A l ，F e ，M g ，K ，N a ，T i 的含量较 高[ 4 { ] ．粉煤灰大部分由于表面张力的作用呈球状 且表面光滑，小部分可能是在熔融或高温状态下， 互相碰撞而粘连形成表面粗糙、棱角明显的蜂窝状 组合粒子[ 6 I ，粒径大都在0 ．5 ～1 0 0 肚m 之间，类似 轻壤土的颗粒组成．本试验所用的粉煤灰取自泰安 市热电厂，基本性状测试结果是比重为2 ．1 6g ／ c m 3 ，松散干容重为0 ．7 2g ／c m 3 ，孔隙率为6 5 ％，比 表面积为32 0 0c m 2 ／g ，p H 值以于湿程度不同在1 0 1 之间徘徊，有轻微磁性，养分含量较低 表1 ． 表1山东泰安市热电厂粉煤灰养分含量情况 T a b l e1C o n t e n to fn u t r i e n ti nc o a l a s hf r o mT a i a n t h e r m o e l e c t r i cp l a n tW B ／I O 一6 全篓全壁全塑壹墼壁 查塑塑 8 】O6 8 032 3 05 】8 9 2 试验 2 ．1 主要试材 1 试验草种为结缕草 Z e n i t hZ o y s i a ． 2 粉煤灰 泰安市热电厂提供 以及适量糠醛 渣．粉煤灰显碱性，糠醛渣显酸性，试验时在粉煤灰 中掺人适量糠醛渣不仅可以降低其p H 值至结缕 草适宜的生长p H 值范围6 ．0 左右，而且还可以增 加粉煤灰的有机质含量．未有特殊说明，下文所说 的粉煤灰都是指经过处理后的． 2 ．2 发芽率试验 发芽率试验共分三个处理，分别是培养皿 C K 、大田土壤盆栽 A 、粉煤灰盆栽 B ，每个处 理三个重复，每个重复用种子1 0 0 粒． 2 ．3 田问试验 田间试验共设3 个处理，每个处理3 个重复． 处理A 为1c m 覆盖，处理B 为2c m 覆盖，C 为对 照 C K ．每个小区面积为2 1 0 m 2 ．每个小区之间 有2 0c m 宽的空地隔离带，以保证各小区互不影 响． 本试验采用种子直播法，具体过程是土地平 整后，划分小区，然后随机分配各小区，然后在A i 处铺设1c m 厚的粉煤灰，在B i 处铺设2c m 厚的 粉煤灰，c i 为对照 C K ．准备工作做好后播种．播 完种后覆盖适量粉煤灰至只有零星种子暴露为宜， 然后用磙子压实，使种子与粉煤灰充分接触，接着 覆盖草帘，最后用雾化效果好的喷头浇透水．根据 草坪建植的程序和要求，大田对照也用草帘覆盖， 这样做的好处是可以避免阳光对种子的直晒，保持 土壤水分．草种播上后，每天保持用细孔喷头均匀 喷水两次，使各处理保持同样的水分条件．结缕草 的正常发芽时间一般在1 5d 左右，播种后1 0d 左 右出苗率可达到7 0 ％，本试验在第1 2 天上揭去草 帘，注意揭帘时间应该选择在阴天或者傍晚，切忌 在太阳下揭帘，以免高温烧苗．在第1 8 天统计杂草 的数量，这个时问结缕草基本发芽完毕．． 3 结果与分析 3 ．1 盆栽发芽率 本试验所用的结缕草种子为商用种子，标注发 芽率为9 2 ．0 ％．经过发芽率试验该种子的发芽率 仅为8 9 ．6 7 ％，大田土壤盆栽发芽率为8 4 ．3 3 ％，粉 煤灰盆栽发芽率为8 3 ％ 表2 ，大田土壤盆栽与粉 煤灰盆栽的发芽率差别不大，差距仅为1 ．3 3 个百 分点，说明粉煤灰对结缕草的发芽率影响不大， 8 3 ％的发芽率也满足草坪建植的要求． 表2 各种方法处理的发芽率比较 T a b l e2C o n t r a s to fg e r m i n a t i n gr a t i oa m o n g d i f f e r e n tt r e a t m e n t s 发芽率／％ 塑 C K 9 08 89 18 9 ．6 7 A8 68 08 78 4 ．3 3 B8 48 67 9 8 3 ．0 0 3 ．2 田间试验 从总体上看，杂草数量处理A 、B 与对照之间， 差距非常明显 表3 ．粉煤灰对杂草的防除效果可 以用公式 1 进行计算． 力一V 口 ≮1 0 0 ％ 1 万方数据 2 2 4中国矿业大学学报第3 4 卷 口为杂草的防除率；p 为对照小区的杂草数量；y 为 处理小区的杂草数量． 表3 各小区杂草种类及数量 T a b l e3T h ev a r i e t ya n dq u a n t i t yo fw e e d s i nd i f f e r e n tz o n e s 株 马齿苋 牛筋草 粉煤灰1c m 覆盖即处理A 对杂草的平均防 除效果为7 8 ．1 1 ％；粉煤灰2c m 覆盖即处理B 对 杂草的平均防除效果为9 6 ．1 4 ％；粉煤灰1c m 覆 盖即处理A 对马齿苋、苘麻、藜、牛筋草、马唐的平 均防除效果分别为9 0 ％，一1 2 ．5 ％，7 2 ．7 3 ％，7 1 ． 4 3 ％，5 4 ．2 4 ％粉煤灰2c m 覆盖即处理B 对马齿 苋、苘麻、藜、牛筋草、马唐的平均防除效果分别为 9 8 ．1 8 ％，8 9 ．5 8 ％，1 0 0 ％，1 0 0 ％，8 8 ．1 4 ％．大田土 壤本身就是一个巨大的杂草种子库，做到对所有杂 草1 0 0 ％的防除几乎不可能．在草坪杂草的防除过 程中，最主要的是控制禾本科杂草，对于阔叶型杂 草来说通过药物或者人工都是非常容易处理的．通 常情况下，杂草的种子一般都比较小，在l c m 的覆 盖物下很难萌芽，在处理A 中出现马齿苋 马齿苋 科一年生肉质草本植物，在草坪杂草中是非常容易 处理的一种 表3 ，估计可能的原因有两个．第一 是，在浇水时由于喷头水流的冲击，翻出了覆盖物 下的杂草种子．第二个原因可能是由于风的作用， 将杂草种子吹到了覆盖物上． 处理A 中苘麻的防除率为一1 2 ．5 ％，说明在 1c i n 粉煤灰覆盖下对苘麻的萌芽没有什么影响，这 是由于苘麻的种子比较大，平均3 0 0 粒／g ，在1c m 粉煤灰覆盖下仍然满足了苘麻的发芽条件，加之喷 头水流对覆盖粉煤灰的冲击，使有些地方的覆盖物 变得不足1c m ，也是导致苘麻能够发芽的原因．而 在2c m 覆盖物上几乎没有苘麻，估计2c m 覆盖 下，已经基本阻断了苘麻种子的萌发条件． 马唐在草坪杂草中是较难控制的一种，有人做 过实验[ 7 ] ，发现在4 ．5c m 的深度下，马唐种子的发 芽率仍然达到5 6 ．1 ％ 表4 ．在处理A 中马唐的 防除率为5 4 ．2 4 ％，而在处理B 中马唐的防除率达 到了8 8 ．1 4 ％，说明在2c m 粉煤灰的覆盖下，马唐 的防除率已经大大的提高了，剩余的马唐，完全可 以在后期的生长过程中被草坪草一结缕草“吃掉”． 表4 不同土壤深度对马唐出苗的影响 T a b l e4E f f e c to fd i f f e r e n ts o i ld e p t h so ng e m i n a t i o n o fd i g i t a r i as a n g u i n a l i s L ． S c o p ． 土壤深度／c m0 C K 0 ．51 ．01 ．52 ．02 ．5 出苗率／％ 9 7 ．69 8 ．31 0 0 ．09 5 ．49 3 ．79 0 ．5 土壤深度／c m3 ．03 ．54 ．04 ．56 ．01 0 ．0 出苗率／％ 8 8 ．1 8 4 ．07 6 ．35 6 ．14 ．7 0 参见姜德锋，林文彬．玉米田杂草马唐的生长特性研究． 4 讨论 粉煤灰质细体轻，容易飘飞，在覆盖时应该保 持粉煤灰适当湿度，以防止灰尘飞扬．粉煤灰虽然 含有氮、磷、钾等营养元素，但是含量低，又缺乏有 机质，所以在进结缕草建植时应该同时施入足量的 肥料．本试验中在粉煤灰中掺人糠醛渣不仅调节了 粉煤灰的p H 值，而且增加了粉煤灰的有机质含 量，这同时也为工业废弃物糠醛渣的再利用提供了 一个新的思路． 由于粉煤灰的通透性比较强，所以在用来防除 杂草时也不是越厚越好，粉煤灰的厚度以控制在2 C I T I 左右为宜，太薄起不到防除杂草的效果，太厚水 分将难以保证．因此在结缕草的苗期应该充分保证 水分的持续供应，以防止由于落干而导致幼苗死 亡．在大面积种植时，应覆以草帘，有条件的单位还 可以考虑使用保水剂保持水分．使用草帘的目的主 要是保持土壤水分，草帘覆盖对杂草的防除效果是 非常小的，在草坪建植过程中很少有考虑草帘的杂 草防除效果，仅是用来保持土壤水分．在本实验中 虽然没有对其它草坪草苗期进行粉煤灰杂草控制 的试验，但是有研究表明[ 8 | ，早熟禾和高羊茅在粉 煤灰上的生长情况明显优于对照． 我国在草坪建植与管理过程中，杂草的控制与 防除每年都会花费大量的资金，使用粉煤灰覆盖不 仅解决了杂草的防除问题，更为重要的是为工业废 弃物粉煤灰的再利用提供了一个良好的思路． 跟踪观察发现，在结缕草成坪 5 0d 左右 ，在地面 覆盖粉煤灰处的结缕草长势明显优于对照．估计原 因是由于粉煤灰改善了土壤结构，增加了土壤的孔 隙度，提高了地温，使水、肥、气、热趋向协调[ 9 ] ，为 结缕草的生长创造了良好的土壤环境． 5 结论 基于以上发芽率试验与田问试验研究认为，在 经过p H 值调节后的粉煤灰里结缕草的发芽率达 肘一媳筋约o o o m m Ⅲ 唐一5 4 8 2 2 3 2 2 5 马一l 3 ●， 藜一4 1 1 o o o 4 2 麻一7 6 1 o o 5 6 6 6 茼一2 ●1 3 加4 9 3 3 0卯他n 怄一觚舭舢m＆i邯a Q ∞ 万方数据 第2 期方玉东等粉煤灰在结缕草草坪建植期杂草防除的试验研究 2 2 5 到8 3 ％，仅比对照低1 ．3 3 个百分点，也就是说粉 煤灰对结缕草种子的发芽率基本没有什么影响．在 进行结缕草草坪建植的时候，地面覆盖2c m 左右 的粉煤灰，对杂草的综合控制率可以达到9 6 ％以 上，完全可以满足草坪工程的需要，建议在使用粉 煤灰进行结缕草草坪杂草的防除时地面铺设2c m 左右比较理想．粉煤灰在结缕草草坪建植时控制杂 草试验的成功，不仅解决了结缕草草坪建植期杂草 的控制问题，更为工业废弃物粉煤灰的再利用提供 了一个良好的思路． 参考文献 [ I ]中国环境年鉴编辑委员会．中国环境年鉴[ M ] ．北京 中国环境年鉴社，2 0 0 3 ． [ 2 ]结缕草草坪的建植及养护管理．h t t p ／／w w w ． c h i n a g r e e n ．n e t ．c n ／2 0 0 3 6 ／0 0 2 ／b 0 0 1 ．h t m ． [ 3 ] 结缕草草坪的建植与管理．h t t p ／／w w w ．t o p g r e e n ． c o m ．c n ／j s z n ／j l c ．h t m ． [ 4 3 邵华．现代土壤科学研究[ M ] ．北京中国农业科技 出版社，1 9 9 4 ． [ 5 ] 吴家华，刘宝山，董云中．粉煤灰改土效应研究[ J ] ．土 壤学报，1 9 9 5 ，3 2 3 3 3 4 3 4 0 ． W uJH ，L i uBS ，D o n gYZ ．S t u d yo ne f f e c to fs o i l a m e l i o r a t i o nw i t hc o a la s h [ J ] ．A c t aP e d o l o g i c a S i n i c a ，1 9 9 5 ，3 2 3 3 3 4 3 4 0 ． 朱江，周俊．粉煤灰的理化性状及其在农业上的 应用[ J ] ．安徽农学通报，1 9 9 9 ，5 1 4 8 4 9 ． Z h uJ ，Z h o uJ ．P h y s i c a la n dc h e m i cp r o p e r t i e so fc o a l - a s ha n di t sa p p l i c a t i o ni na g r i c u l t u r e [ J ] ．A n h u iA ．g r j ． S c i ．B u l l ，1 9 9 9 ，5 1 4 8 4 9 ． 姜德锋，林文彬．玉米田杂草马唐的生长特性研究 口] ．莱阳农学院学报，2 0 0 0 ，1 7 2 1 1 3 1 1 5 ． J i a n gD F ，L i nWB ．S t u d yo ng r o w i n gc h a r a c t e r i s t i c o fC r a b g r a s si nm a i z ef i e l d [ J ] ．J o u r n a lo fL a i y a n g A g r i c u l t u r a lC o l l e g e ，2 0 0 0 ，1 7 2 1 1 3 1 1 5 ． 王兆峰．新型复垦基质与适中植物选择[ D ] ．山东山 东农业大学，2 0 0 3 ． W a n gZF ．T h en e wr e c l a i m i n gm e d i u ma n dt h e o p t i m u mp l a n t s[ D ] ．S h a n d o n g S h a n d o n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ，2 0 0 3 ． 李贵宝，单保庆．粉煤灰农业利用研究进展I - j ] ．磷肥 与复肥，2 0 0 0 6 5 9 ，6 0 ． L iGB ，S h a nBQ ．P r o g r e s so fc o a lf l ya s hf e r t i l i z e r [ J ] ．P h o s p h o r u s ＆C o m p o u n dF e r t i l i z e r ，2 0 0 0 ，5 9 6 0 ． 责任编辑李成俊 ] ] ] ] 口 口 凹 凹 万方数据