養(yǎng)殖污水對尾巨桉幼林生長的影響

李阿池，馬蘭濤，洪嫦莉，姚慶端，洪長福

?

養(yǎng)殖污水對尾巨桉幼林生長的影響

李阿池1，馬蘭濤1，洪嫦莉2，姚慶端3，洪長福1

(1. 漳州市速生豐產(chǎn)林基地管理中心，福建 漳州 363000；2. 長泰縣園林管理處，福建 長泰 363900；3. 漳州市林業(yè)局，福建 漳州 363000)

以養(yǎng)殖污水徑流溝周邊1.5 a尾巨桉人工林為調(diào)查對象，研究分析養(yǎng)殖污水對林木生長量、生理指標(biāo)和生物量的影響。結(jié)果表明：尾巨桉吸收了養(yǎng)殖污水的水分和養(yǎng)分之后，葉面積、葉面積指數(shù)和平均冠幅面積增大，從而促進(jìn)胸徑、樹高的生長和林木單株材積、生物量的增加。說明尾巨桉不但有較好的耐污能力，還能化害為利，吸收固定污水中的水分和養(yǎng)分，促進(jìn)自身生長，實(shí)現(xiàn)資源再生。

養(yǎng)殖污水；尾巨桉；生長效應(yīng)

“世界上沒有垃圾，只有放錯(cuò)地方的寶藏”，作為重要水源污染物之一的養(yǎng)殖污水[1]，同時(shí)也是很好的有機(jī)肥料，是促進(jìn)植物生長的寶貴資源。目前規(guī)?；B(yǎng)殖場污染物的處理方法主要有處理達(dá)標(biāo)排放和綜合利用兩大類，而污水—土壤—植物系統(tǒng)的資源再生模式，兼顧生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，是綜合利用的一種有效途徑。有學(xué)者曾對菜地、水田、人工濕地消納養(yǎng)殖污水能力做了研究[2-4]，但利用林地吸納養(yǎng)殖污水的處理方法以及污水對林木生長的影響等研究鮮見報(bào)道。本課題組基于林畜復(fù)合經(jīng)營的理念，研究生態(tài)處理養(yǎng)殖污水技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)：養(yǎng)殖污水徑流溝周邊的一些樹木如杉木()等，出現(xiàn)枯死或不同程度的肥害癥狀，而尾巨桉(×)抗污能力則較強(qiáng)，除長期浸泡于污水中而導(dǎo)致枯死的特殊情況外，均能存活且生長表現(xiàn)良好。本文通過對養(yǎng)殖污水流經(jīng)區(qū)的尾巨桉人工林進(jìn)行調(diào)查分析，以期為抗污樹種的選擇和林蓄復(fù)合經(jīng)營技術(shù)中樹種配置方式提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于漳州市長泰縣巖溪鎮(zhèn)田頭村，地處長泰縣中部，屬南亞熱帶氣候，年均氣溫21℃，年均太陽輻射總量351.1 kJ·cm-2，光合有效輻射267.6 kJ·cm-2，年均日照時(shí)數(shù)2 037.4 h、年降雨量1 460 mm，無霜期328 d。養(yǎng)豬場于2008年建在尾巨桉(DH32-29)人工林中，存欄數(shù)為80 ~ 120頭。養(yǎng)豬污水長期自然順坡排放，山地坡度15° ~ 20°。尾巨桉林分2013年底皆伐，2014年初經(jīng)不煉山更新造林的尾巨桉DH32-29，初植密度1 667 株·hm-2，株行距2 m ×3 m，每株施基肥鈣鎂磷500 g，造林4個(gè)月后除草并施復(fù)合肥100 g·株-1。調(diào)查時(shí)林分郁閉，長勢良好；污水徑流溝呈“⊥”型，流經(jīng)距離70 m，經(jīng)勘查，未見污水流出林地，全部由林地吸收。

2 調(diào)查方法

2.1 林分生長量測定

2015年6月以污水徑流溝周邊新種尾巨桉DH32-29為處理樹(以下稱吸污樹)，以相應(yīng)地段外側(cè)污水不能滲透到的尾巨桉為對照(CK)。根據(jù)污水流經(jīng)范圍，分上、中、下3段，每段分別調(diào)查尾巨桉2 ~ 4列（行）共20株，形成3次重復(fù)，每木調(diào)查胸徑、樹高、枝下高和冠幅，分段計(jì)算平均胸徑和樹高，選定標(biāo)準(zhǔn)木6株。材積計(jì)算公式[5]：

=0.000 035 461.782 514 9571.256 710 514

式中：—單株材積(m3)；—樹高(m)；—胸徑(cm)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)木生物量測定

6月19日15:00開始，砍伐吸污樹和CK標(biāo)準(zhǔn)木各3株，并完整挖取地下根系。測定枝、干(含皮)、根各器官鮮重，樹冠高度三等分將葉分上、中、下3層分別測定鮮重，采集各器官樣品分別測定鮮重后，在烘箱內(nèi)85℃烘干至恒重，計(jì)算各器官的含水率和生物量。

2.3 葉面積指數(shù)測定

分層取標(biāo)準(zhǔn)木鮮葉(同生物量采樣)，用Photoshop 2015圖像處理法計(jì)算葉面積，并在85℃烘箱內(nèi)烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算葉面積指數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和單因素方差分析，各指標(biāo)取平均值進(jìn)行比較分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 養(yǎng)殖污水對生長量的影響

由表1 ~ 2可知，吸污樹的單株材積、胸徑和樹高均極顯著大于CK，分別達(dá)0.011 2 m3、5.97 cm和7.17 m，為CK的246.8%、137.2.8%和124.7%；平均冠幅面積顯著大于CK，達(dá)到5.98 m2，為CK的122.2%；枝下高差異不顯著。表明養(yǎng)殖污水對尾巨桉的徑生長、高生長和早期冠幅的形成均有明顯的促進(jìn)作用，從而提高了吸污樹的平均單株材積和生物量。

表2 生長指標(biāo)單因素方差分析

注：**<0.01, *<0.05。

3.2 養(yǎng)殖污水對生理指標(biāo)的影響

3.2.1 養(yǎng)殖污水對葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)是進(jìn)行植物群體和群落生長分析的植物學(xué)參數(shù)和評價(jià)指標(biāo)，葉面積指數(shù)的小尺度變化對桉樹人工林的物種豐富度和生物量影響較大[6-7]。由表3可知，尾巨桉吸收污水后提高了單葉面積和單株葉片總面積，分別提高26.9%和82.8%，葉面積指數(shù)為CK的188.4%。由于調(diào)查對象是1.5 a林分，預(yù)計(jì)隨著林齡的增加，林木葉面積指數(shù)仍會(huì)提高，到一定程度而趨于穩(wěn)定。

3.2.2 養(yǎng)殖污水對水分含量的影響

由表4可知，吸污樹水分含量22.07 kg，為對照10.817 kg的2.04倍，各器官水分含量均遠(yuǎn)高于CK，這與吸污樹較高的生物量有關(guān)。吸污樹葉片平均含水率為67.4%，低于對照的71.7%，這可能與調(diào)查當(dāng)日下午氣溫超過35℃，樹木處于蒸騰高峰期有關(guān)，吸污樹較好的水分條件導(dǎo)致較大的蒸騰速率，葉片出現(xiàn)含水率短期下降。而不同部位葉片含水率的差異則主要與葉齡有關(guān)。吸污樹的樹枝、樹根含水率均高于CK，特別是根部含水率高于CK 5.8%，說明吸污樹根部能吸收更多的污水并運(yùn)輸?shù)礁髌鞴?，大部分在葉片旺盛的蒸騰作用下被釋放到空氣中，小部分通過光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)物固定在植株體內(nèi)，從而達(dá)到污水吸收和利用的目的。

表4 標(biāo)準(zhǔn)木各器官水分含量與含水率

3.3 養(yǎng)殖污水對單株生物量的影響

生物量是衡量人工林經(jīng)營效果的重要指標(biāo)，其大小反映了林分有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)和積累的水平和樹木的生長狀況。由表5可知，吸污樹單株總生物量為11.556 kg，為CK的196%，各器官生物量均大于CK。吸污樹和對照樹生物量在各器官的分配規(guī)律一致，大小順序?yàn)椋簶涓?含皮)＞樹枝＞樹根＞樹葉，樹葉的生物量呈現(xiàn)上層＞中層＞下層的規(guī)律。

表5 標(biāo)準(zhǔn)木各器官生物量 kg·株-1

4 結(jié)論與討論

養(yǎng)殖污水流進(jìn)尾巨桉林地，改善了土壤水分和養(yǎng)分條件，從而促進(jìn)了林木的生長。較高的單株生物量使植株水分含量的明顯提高，有利于污水的吸存，并通過蒸騰作用凈化；尾巨桉吸收了污水的養(yǎng)分，提高了葉片面積、葉面積指數(shù)和冠幅面積，促進(jìn)胸徑、樹高的生長，提高林木材積和生物量。吸污樹平均單株材積達(dá)到0.011 2m3，為CK的2.47倍，這說明尾巨桉不但有較好的耐污能力，還能化害為利，吸收污水中的營養(yǎng)促進(jìn)自身生長。

尾巨桉抗污能力較強(qiáng)，可能與其固有的樹種特性和速生性有關(guān)。在樹種特性方面，課題組研究發(fā)現(xiàn)：養(yǎng)殖污水灌溉樹木，有些樹種很容易枯死，有些樹種不會(huì)枯死但生長量沒有明顯變化，有些樹種不但不會(huì)枯死還會(huì)促進(jìn)生長；在速生性方面，一般觀點(diǎn)認(rèn)為，高速生長的樹種對水分與養(yǎng)分的需求量較大，新陳代謝速度也較快。本試驗(yàn)林分除了長期浸泡在養(yǎng)殖污水中的植株會(huì)枯死外，其它均能成活并旺盛生長，預(yù)計(jì)隨著林分年齡增加，尾巨桉的凈污能力會(huì)進(jìn)一步提高。

施肥是促進(jìn)桉樹速生豐產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。陳少雄[8]研究不同基肥的施用效果后，認(rèn)為無機(jī)肥+有機(jī)肥的效果最好，使1.7 a尾葉桉單株材積達(dá)0.011 4 m3，與養(yǎng)殖污水滲透的效果基本一致；黃龍杰[9]研究閩南山地巨尾桉的施肥效果后，認(rèn)為無機(jī)肥中的P和N對巨尾桉的生長至關(guān)重要；何國華等[10]研究3種肥料處理對尾細(xì)桉生長的影響，也得出有機(jī)肥+無機(jī)肥的組合促進(jìn)生長的結(jié)論，而P、N和有機(jī)物正是禽畜養(yǎng)殖污水中的重要成分[11]。本研究將養(yǎng)殖污水引入尾巨桉林分，既達(dá)到生態(tài)治污的目的又促進(jìn)林木生長，變害為寶，為污水治理探索一條新途徑。

[1] 耿維,胡林,崔建宇,等.中國區(qū)域畜禽糞便能源潛力及總量控制研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(1):171?179.

[2] 曾國耿.蔬菜基地消納豬糞尿排泄物能力的測試研究[J].浙江畜牧獸醫(yī),2011,(2):25?26.

[3] 陳曉鋒,常志州,黃紅英,等.養(yǎng)殖污水回用對水稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響研究[J].中國土壤與肥料,2009,(2):39?42.

[4] 廖新俤,駱世明.人工濕地對豬場廢水有機(jī)物處理效果的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(1):113?117.

[5] DB35/T513—2003.巨尾桉尾巨桉短周期工業(yè)原料林豐產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[S].福州:福建省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,2003.

[6] 王希群,馬履一,賈忠奎,等.葉面積指數(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24(5):537?541.

[7] 溫遠(yuǎn)光,陳放,劉世榮,等.廣西桉樹人工林物種多樣性與生物量關(guān)系[J].林業(yè)科學(xué),2008,44(4):14?19.

[8] 陳少雄.桉樹人工林土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀與施肥研究[J].桉樹科技,2009,26(1):52?63.

[9] 黃龍杰.閩南山地巨尾桉施肥試驗(yàn)研究[J].福建林業(yè)科技,2002,29(S1):20?23.

[10] 何國華,李慧,彭仕堯,等.3種肥料處理對尾細(xì)桉生長的影響研究[J].桉樹科技,2014,31(1):1?6.

[11] 吳建敏,徐俊,翟云中,等.畜禽規(guī)模養(yǎng)殖廢水污染因子監(jiān)測評價(jià)分析[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2009,30(4):48?51.

Effects of Breeding Wastewater on Growth of Young Plantation of

LI A-chi1, MA Lan-tao1, HONG Chang-li2, YAO Qing-duan3, HONG Chang-fu1

(1.363000,,; 2.,363900,,; 3.,363000,,)

In order to study 1.5 year old plantation ofplantation irrigated with wastewater from livestock breeding operations, the effects of such wastewater on tree growth, physiological indexes and the biomass were analyzed. The results showed that the water and nutrients provided by such treatment resulted in increases in leaf area, leaf area index and average crown area of. As a result, diameter at breast height, tree height, individual volume and biomass were all significantly greater than the control (unirrigated trees). The results demonstrated thatcan tolerate such wastewater, in controlled applications. Consequently plantations of this species can be used for uptake and advantageous utilization of wastewater from livestock breeding operations, turning it into an economically valuable resource.

livestock breeding wastewater;; growth effect

S758.5+2

A

2015-08-14

漳州市科技項(xiàng)目“林畜復(fù)合經(jīng)營生態(tài)治污技術(shù)研究”(ZZ2013039)

李阿池(1985—)，男，碩士，工程師，主要從事森林培育工作.E-mail:250384701@qq.com