胡廷旭,孫璇,彭禧柱,許盛凱,武濤,顧志權(quán)
(江蘇澳洋生態(tài)園林股份有限公司 蘇州澳洋生態(tài)技術(shù)開發(fā)有限公司,江蘇 蘇州 215600)
自20世紀30年代以來,運用化學(xué)抑塵技術(shù)解決開放性塵源污染問題得到人們廣泛的認可,化學(xué)抑塵劑也因其經(jīng)濟實用性得到了快速的發(fā)展[1]。根據(jù)不同的抑塵機理,可將抑塵劑分為4種類型,即濕潤型化學(xué)抑塵劑、黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑、凝聚型化學(xué)抑塵劑、復(fù)合型化學(xué)抑塵劑[2]。濕潤型化學(xué)抑塵劑的主要原材料包括表面活性劑及一些吸濕性無機鹽,它們可以降低溶液的表面張力,達到潤濕、乳化的作用,從而起到抑塵的效果。黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑主要通過覆蓋、黏結(jié)、硅化和聚合等作用抑制灰塵的產(chǎn)生,該類抑塵劑分為無機黏結(jié)型抑塵劑和有機黏結(jié)型抑塵劑兩類,無機黏結(jié)型抑塵劑主要原材料有黏土、鹵化物、粉煤灰、氯化鈣等,有機黏結(jié)型抑塵劑主要原材料有原油、石蠟、橄欖油廢渣、石蠟油、樹脂、纖維素濾料、木質(zhì)素衍生物等。凝聚型化學(xué)抑塵劑是一種通過增加泥土或粉塵的含濕量達到抑塵效果的抑塵劑,主要包含吸濕性無機鹽和高倍吸水樹脂兩大類。復(fù)合型抑塵劑是基于上述3種抑塵劑基礎(chǔ),經(jīng)兩種或兩種以上的抑塵劑通過一定的物理化學(xué)作用而合成的多功能抑塵劑,復(fù)合型抑塵劑往往同時具備濕潤功能、黏結(jié)功能、凝并功能,抑塵效果良好[3]。
雖然化學(xué)抑塵劑在礦山開采、工程施工、路面硬化、場地堆放等各種開源粉塵場所得到大量的應(yīng)用,但多數(shù)研究主要針對工礦場地抑塵劑的抑塵效果方面進行評估[4-6]?;瘜W(xué)抑塵劑在生態(tài)類施工工程中的應(yīng)用較少,對于生態(tài)工程中植物生長狀態(tài)和生長環(huán)境的影響更少有記錄。澳洋生態(tài)園林股份有限公司承接的生態(tài)邊坡復(fù)綠項目工程,在施工過程中擬利用復(fù)合化學(xué)抑塵劑減少揚塵危害,同時為減少生態(tài)邊坡水土流失,提高客土耐沖刷力,結(jié)合抑塵劑固化土粒的特性,擬將化學(xué)抑塵劑與客土掛網(wǎng)噴播技術(shù)相結(jié)合使用。為了減少抑塵劑對噴播基質(zhì)中植物種子的影響,并為生態(tài)噴播提供科學(xué)的抑塵劑施工依據(jù),所以有必要加強抑塵劑對植物生長狀態(tài)的研究。
供試豌豆品種為黑眼豌豆;供試抑塵劑為AD500復(fù)合抑塵劑乳液;供試基礎(chǔ)營養(yǎng)液為霍格蘭營養(yǎng)液,具體配方為Ca(NO3)22.0 mmol·L-1、KNO30.5 mmol·L-1、KH2PO40.5 mmol·L-1、MgSO41.0 mmol·L-1、H3BO34.6×10-2mmol·L-1、CuSO43.2×10-4mmol·L-1、MnCl29×10-3mmol·L-1、ZnSO47.6×10-4mmol·L-1、(NH4)6Mo7O247.1×10-4mmol·L-1、EDTA-Fe 2×10-2mmol·L-1。
1.2.1 處理設(shè)計
抑塵劑對種子發(fā)芽率和成活率的影響。設(shè)3個處理:處理1為清水對照;處理2為1.5%濃度抑塵劑處理;處理3為5%濃度抑塵劑處理。每處理重復(fù)3次,各試驗組設(shè)48棵豌豆種子。
抑塵劑對幼苗生長的影響。設(shè)5個處理:處理1為清水對照;處理2為霍格蘭營養(yǎng)液常規(guī)對照;處理3為霍格蘭營養(yǎng)液常規(guī)對照+1%抑塵劑;處理4為霍格蘭營養(yǎng)液常規(guī)對照+2%抑塵劑;處理5為霍格蘭營養(yǎng)液常規(guī)對照+4%抑塵劑。每處理選育12株幼苗。
1.2.2 試驗管理
種子發(fā)芽率和成活率試驗開始時間為2019年7月16日。選用育苗盤進行豌豆浸種,浸種時間為6 h,浸種后在育苗盤下鋪育苗紙,將豌豆均勻撒在育苗紙上,按各處理濃度噴施抑塵劑,每個重復(fù)的噴施劑量為10 mL,確保豌豆能均勻接觸到試驗藥劑。待種子均勻浸潤后覆蓋培養(yǎng)紙進行避光培養(yǎng),并保證培養(yǎng)溫度不低于25 ℃。試驗過程中每天早晚各噴施清水1次,以保持培養(yǎng)紙?zhí)幱跐駶櫊顟B(tài)。7月18日去掉上面覆蓋的培養(yǎng)紙后,觀察各處理發(fā)芽情況,7月22日觀察各處理幼苗長勢,并統(tǒng)計成活率。
生長狀態(tài)試驗開始時間為2019年7月24日。選用前處理中空白處理的均質(zhì)小苗60株進行試驗,將60株幼苗隨機分為5組,每組12株,將各幼苗外附纏繞海綿圈后插入各處理的上覆泡沫板中,移植過程中保證幼苗不斷根,栽培空間松緊適中,確保幼苗直立生長。培養(yǎng)過程中每天上午、中午、傍晚進行通風(fēng)增氧,避免植株缺氧死亡;7月31日將各處理植株取出,鮮樣植株擦干表層的附著水,觀察記錄抑塵劑對植物幼苗生長狀態(tài)的影響;鮮樣植株經(jīng)105 ℃烘箱30 min殺青后冷卻至室溫,觀察記錄抑塵劑對植物幼苗生物量的影響。
由表1可知,各處理的豌豆種子發(fā)芽率均在90%以上。統(tǒng)計分析表明,其中低濃度抑塵劑(1.5%)處理的豌豆種子發(fā)芽率與其他處理差異不顯著,高濃度抑塵劑(5%)處理的豌豆種子發(fā)芽率顯著低于對照。
表1 不同抑塵劑處理對豌豆種子發(fā)芽率的影響
注:同列不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05),表2同。
催芽培養(yǎng)1周后,各處理間對豌豆幼苗成活率有較顯著的影響。低濃度抑塵劑(1.5%)處理的豌豆幼苗相比對照表現(xiàn)為長勢齊整,苗株較高,成活率達82.6%;高濃度抑塵劑(5%)處理的豌豆幼苗相比對照表現(xiàn)為長勢幼弱,苗株矮小,成活率只有52.30%。
表2表明,不同抑塵劑處理對豌豆幼苗生長狀態(tài)有顯著影響,主要體現(xiàn)在株高、主根長度和須根數(shù)目三個方面。低濃度的抑塵劑處理下的植物幼苗,其株高、主根長、須根數(shù)等指標均處于較好的生長狀態(tài)。隨著抑塵劑濃度的增加,抑塵劑對植株幼苗生長的抑制作用開始變大,除對幼苗主根長度影響較小外,幼苗株高和須根數(shù)都顯著減少。
表2 不同抑塵劑處理對豌豆幼苗生長狀態(tài)的影響
表3表明,不同濃度抑塵劑對豌豆幼苗生物量有影響。低濃度抑塵劑處理的植物地上部位和地下部位的生物量均高于對照,隨著抑塵劑濃度的增加,植物地上部位和地下部位的生物量均呈下降趨勢。低濃度抑塵劑處理促進了植株幼苗的生長,地上部位生物增量相比地下部位明顯,所以根冠比下降。當抑塵劑濃度增加后,植株出現(xiàn)生理性病變,植株根部呈褐色壞死狀,須根減少,地上部位也生長停滯,所以根冠比有所上升。
表3 不同抑塵劑處理對豌豆幼苗生物量的影響
試驗結(jié)果表明,低濃度的抑塵劑對種子前期成活率有促進作用,主要是因為抑塵劑本身具有很好的保水性,能較穩(wěn)定的提供種子萌發(fā)所需的水環(huán)境;高濃度的抑塵劑則顯著降低了種子成活率,可能是過多的抑塵劑吸附在植物根系上,形成網(wǎng)狀疏水膜層,使種子呈現(xiàn)出生理性缺水,抑制其生長所致。在作物根系水分充足供應(yīng)的前提下,低濃度的抑塵劑對植物株高、根系生長狀態(tài)和生物量累積有一定的促進作用,高濃度的抑塵劑會顯著抑制植物株高、根系生長狀態(tài)和生物量累積。由此可知,低濃度抑塵劑對作物生長有一定促進作用,高濃度抑塵劑會限制植株生長。通過試驗可以推斷,抑塵劑可用于客土掛網(wǎng)噴播和邊坡復(fù)綠工程,但建議抑塵劑的最終施用濃度以不大于1%為宜。