当前世界环境

介绍

地球上的农业与人类文明一样古老。作物生产直接取决于土壤中矿质元素的有效性。实际上，土壤系统被看作是固体、液体和气体的三相系统。除C、H、O外，其余宏微量元素均来源于土壤。这些营养物质以固相为基础，它们进入植物系统的通常途径是通过周围的液相、土壤溶液，然后进入植物根系和其他细胞。这一途径可以表示为:

M(固体)⇔M(解)M(植物根)M植物顶

其中“M”是在土壤植物系统中不断运动的植物营养元素。植物的正常发育需要许多必需的营养物质。氮、磷和钾是植物的主要营养物质;钙、镁、硫为二级营养物质，铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯为微量营养物质。土壤中缺乏矿物质是影响作物高产的一个严重问题。这种不足是由于各种因素造成的，如土壤的过度开发、侵蚀、淋滤、使用高产品种等。

印度土壤通常缺乏有机质和许多必需养分。特别是在高质地和钙质土壤中发现微量营养素缺乏。(Dudal 1980, Korrant et Al.， 1974;Takkar and Randhawa, 1978)。关于恰蒂斯加尔邦土壤中矿物质有效性的土壤特征研究这样的事情很少发生。在这种状态下，土壤的特征有很大的不同:中壤土和深壤土、红色、黄色、红土、粘土和重粘土(Kanwar和Randhawa, 1974年)。与中央邦西部和中部相比，重要的豆科植物之一，即克兰或鹰嘴豆的生产(Cicer arietinum Linn。)在恰蒂斯加尔邦相当低。尽管还没有对土壤进行适当的微量元素含量调查和分析，但在外施氮磷钾的情况下缺乏反应，而在补充了锌、锰和钼等微量元素的土壤中作物产量更高，这令人信服地指出了土壤的矿物质贫困(Gupta, 2000)。

近三十年来，粉煤灰在农业中的使用一直备受争议。这是火电站的副产品。仅在印度，每年就产生大约6000万吨粉煤灰，这是一个严重的问题。有些工作者喜欢page et Al.(1979)。Hill和Lamp(1980年)和Elseewi等人(1979年)以及Patel S.(2001年)已经证明使用flysah可以提高苜蓿大麦的产量。白三叶草和瑞士甜菜。就其在提高作物产量方面的作用方式而言，它不仅在于粉煤灰中提供了一些必要的矿物质，而且还发现它可以改善土壤的物理和化学特性(Adrinao和Page, 1980年)。然而，其他一些工作者报告说，由于粉煤灰中存在微量的砷、镉、锑和铅等有毒元素，可能会抑制作物生产并导致土壤恶化(Thicke, 1988)。

为此，在恰蒂斯加尔邦比拉斯布尔Arpa灌溉项目区开展了粉煤灰在鹰嘴豆生产中的应用可行性调查。

材料与方法

研究地点位置

在目前的调查中，Arpa灌溉项目的指挥区主要位于恰蒂斯加尔邦的比拉斯布尔地区。这是一片辽阔的平原⁰49英寸至82英寸⁰东经15度，21度⁰45"至22 "⁰北纬80度。北部以阿帕河为界，西部以其右岸运河为界，南部以马尼亚里河为界，东部以巴塔帕拉支流运河为界。该地区的海拔从平均海平面以上900米到1000米不等。坡度方向I主要由北向南。这里的气候几乎是亚热带的。为了方便和覆盖整个灌区，在Parchped、Karpari、Arang、Hanai、Lakholi、Chandkhuri、Dhamtari、Kalkasa和Laripani约9个村庄采集了土壤样本。

微量元素浓度的测定

在铂坩埚中取出1克土壤。两滴水，5ml HF和0.5 ml HCIO⁴是补充道。整个混合物在200℃下加热⁰C，直到液体蒸发。后冷却。5毫升Conc。加入盐酸和少量水。混合物再次在电本生灯中加热直到干燥。重复这一过程，直到样品完全溶解。将溶解的液体取于100ml的容量瓶中稀释至标记。该溶液被用于分光光度法测定微量元素的方法，如锌和钼(Busev et. Al.， 1981)以及锰(Vogal, 1994)。

土壤电导率的测定

将10gm土壤溶解于20ml蒸馏水中，制成1:2土壤水悬浮液，测定土壤电导率。悬浮液摇晃了24小时。用Hess(1994)的方法对溶液进行过滤，并用电导率仪测量电导率。

盆栽实验

为测定鹰嘴豆的根长、叶绿素含量、单株籽粒产量和平均种子重，每盆种植1株(容积0.5 cft)。生长四周后测量根长。利用Sadasivam和Manickam(1996)描述的方法估算了新鲜收获叶片单位重量叶绿素a和b的含量。以平原土壤和氮磷钾适宜浓度土壤为对照。

表1粉煤灰对土壤pH、电导率和微量元素(Zn、Mo、Mn)浓度的影响 按此查看表格

表2:粉煤灰对鹰嘴豆根长、叶绿素含量、籽粒产量和平均粒重的影响 按此查看表格

结果与讨论

9个调查村土壤样品的正常pH值为6.10 ~ 6.35。土壤和粉煤灰的不同组合均匀混合，并在盆中填充。在测量pH值、电导率和微量元素浓度之前，先给花盆浇水，静置至少3天。结果表明，随着粉煤灰在土壤中添加比例的增加，土壤pH值急剧增加，在50:50的组合下，土壤pH值略高于中性(表1)。电导率也是如此。不同地点土壤样品(不含粉煤灰)的平均E.C.为0.610 ~ 0.630 m mhos/cm。上升到每厘米0.859米。1:1土粉煤灰组合。粉煤灰对土壤中锌和钼的浓度影响不大。然而，它并没有显示出我对锰含量的影响。

为了了解粉煤灰对其生长模式和产量参数的影响，每个盆栽中种植5株植物。生长四周后测量根长。粉煤灰添加量与根长直接相关，为11.56 cm。盆内土壤不含粉煤灰，14.30厘米。50:50土壤粉煤灰组合(表2)。新鲜收获叶片叶绿素a和b含量(mg/gm)也显著增加。单株平均籽粒产量由32.5克提高到38.65克，籽粒平均重由265克提高到179克

土壤系统中的矿质复合体直接控制着植物的生长发育，现已成为公认的事实。这是因为有些元素要么是活细胞系统的基本结构组成部分，要么是它们帮助催化细胞内不同的生化反应，这些反应是维持细胞存活所必需的。镁(Mg)和钼(Mo)可以作为例子。前者是叶绿素分子的结构成分，后者是生物固氮所必需的酶氮酶的组成部分。众所周知，锌、钼、B、锰等能产生繁茂的营养生长、开花早、结荚健康和结实的籽粒(Thorne and watt, 1965)。据报道，这些元素以及许多其他微量元素在粉煤灰中都有足够的含量(Gluscoter, 1978)。这可能是植物在它的存在下表现良好的原因。然而，粉煤灰也被发现间接影响植物生长。Singh和Singh(1986)报道了水稻对氮、磷和钾的吸收增加。这一现象反映在谷物和秸秆产量的增加上。由于其碱性，粉煤灰中和酸性土壤，从而有助于在中性pH下吸收养分。

粉煤灰在农业上应用的另一个方面也应加以考虑。在这方面，《Thicle Works》(1988)是相当值得注意的。他认为粉煤灰中存在的As、Cd、Sb、Pb等潜在的有害微量元素可能对植物的生长产生不利影响。不仅如此，它还可能导致土壤质量的永久性恶化。如果考虑到粉煤灰的碱性，在中性或碱性土壤中施用可能会造成严重的问题。

粉煤灰作为土壤微量养分的潜在来源和改良剂，在农业上的推广需要大量的研究工作，包括其对土壤水植物关系、土壤质地等方面的影响。影响土壤作物关系的其他理化参数也应考虑在内。尽管存在各种利弊，但本研究结果为推荐在土壤中(至少在酸性土壤中)施用粉煤灰以提高豇豆的产量提供了充分的依据。

致谢

作者感谢化学系主任和比拉斯普尔政府自治科学学院校长提供的实验室设施，也感谢指挥地区村民的合作。

参考文献

1. 阿德里亚诺，华盛顿特区和佩奇，A.L.粉煤灰的利用和处理。J. Envil Qual(1980) 9: 333-343。
2. Busev, a.i.， Tiptsova, V.G.和Ivanov, V.M.分析化学的稀有元素，MIR出版物，莫斯科(1981)。
3. 土壤对热带地区农业发展的制约。In:热带地区与土壤有关的粮食生产限制。第23-37页。菲律宾国际水稻研究所。(1980)。
4. Elseewi, A.A. Strangham, I.R.和Page, A.L.粉煤灰中硫对植物的有效性。J.Envi。(1978) 7: 69-73。
5. 郭海杰。煤中矿物质与微量元素。见:《化学进展》先生……。阿米尔。Chem.Ser。华盛顿特区(1978)。
6. Gupta, N. Zn, Mn和Mo对克兰种子生长产量和蛋白质含量影响的研究博士论文，Guru Ghasidas大学Bilaspur(印度)(2000)。
7. Hess, P.R.土壤化学分析的教科书(1994)cb.s.出版社和分销商德里(1994)。
8. Hill, M.J.和Lamp, C.A.使用粉末状燃料。j .实验。阿格利司。养殖业[20]: 377-384(1980)。
9. 帕特尔S.，如何利用粉煤灰提高灌区集约化作物生产中土壤的生产力，在研讨会上发表粉煤灰的利用^th2001年12月在古吉拉特邦的Birla Cellulosic。
10. 李建军，李建军，李建军，等。土壤和土壤中微量元素的研究[j] .中国农业科学，2004(1)。
11. 科兰特，R.D.， Kaner, J.C.和Butter Worth B.E.。植物锌代谢。自然(1974) 284: 588。
12. Page, A.L. Elsecwi A.A.和Strangham, i.r.，粉煤灰的物理和化学性质。残留的牧师。(1979) 71: 83-120。
13. 李志强，李志强，A .生物化学方法第190-191页，新时代出版社。(P)有限公司新德里出版社(1996)。
14. Takkar, P.N.和Randhawa, N.S.农业中的微量营养素。Fert。新闻(1978)23:3-26。
15. 西克，F.E.。洗涤污泥和粉煤灰对土壤特性和作物生长的影响。博士论文，伊利诺伊大学厄巴纳分校(美国)(1988)。
16. 索恩，D.J.和瓦特，J.D.粉煤灰在农业领域的应用应用化学。(1965) 15: 12-595。
17. Kumar V, Mukesh Mathur, Seshadri V.分离式干飞灰处理电站，论文集3^{理查德·道金斯}粉煤灰处理和利用国际会议(FAM & CBIP新德里，2003年)。
18. 土壤、水和植物中锰的定量分析[j]。ELBS出版社(1994)。