污泥堆肥對高羊茅生長的影響

李強(qiáng)

（山西潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司林業(yè)處，山西長治　046204）

污泥堆肥對高羊茅生長的影響

李強(qiáng)

（山西潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司林業(yè)處，山西長治046204）

通過盆栽土培的試驗(yàn)方法，分析了高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）在污泥堆肥中生長特性。結(jié)果顯示：當(dāng)污泥堆肥比例為0%、5%、10%時，高羊茅發(fā)芽率均在90%以上，當(dāng)超過15%時，發(fā)芽率顯著降低，為41.8%；當(dāng)污泥堆肥比例為10%時，高羊茅的株高、根長、干重達(dá)到了最大值，分別為34.4cm、14.9cm、14.58mg。污泥堆肥比例達(dá)到15%后，各生長指標(biāo)顯著下降。因此認(rèn)為：污泥堆肥配置比例以10%為宜。

污泥堆肥；高羊茅；生長指標(biāo)；重金屬

污泥中含有大量氮、磷、鉀和各種有機(jī)質(zhì)等營養(yǎng)成分，對污泥進(jìn)行利用無疑是比較符合我國基本國情的處理方式[1]。但是由于污泥中存在重金屬和病原菌，有再次污染的可能。其中病原菌及其蟲卵等可以通過堆肥化處理殺死，但重金屬仍然會存在。因而，通過污泥堆肥的方式對污泥利用時，土壤和農(nóng)作物中會積累較高的重金屬物質(zhì)，這是目前影響污泥利用的主要限制因素[2]。通過污泥堆肥將其應(yīng)用于城市園林綠化，可以減少運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)約肥料，而且通過某些園林植物對重金屬的高富集特點(diǎn)還可以對重金屬污染進(jìn)行綠色修復(fù)，這已成為近幾年的研究熱點(diǎn)[3]。

高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）是一種多年生禾本科羊茅屬草本植物，在我國廣泛分布，是一種優(yōu)良的草坪草。高羊茅具有良好的觀賞效果，具有發(fā)達(dá)的根系，較強(qiáng)的適應(yīng)能力，常被用于機(jī)場、公路護(hù)坡等養(yǎng)護(hù)管理較粗放的綠地和草坪，在園林綠化中具有重要地位。如果能將污泥堆肥應(yīng)用于高羊茅施肥，不但可以節(jié)約肥料，而且可以就近利用，減少污泥對環(huán)境的污染。鑒于此，本研究以高羊茅為材料，分析了該材料在污泥堆肥施用過程中的生長特性和對重金屬元素的耐受特性，以期能為城市污水廠污泥利用提供相關(guān)技術(shù)和理論支持。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

試驗(yàn)地位于襄垣縣，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112毅42憶～ 113毅14憶，北緯36毅23憶～36毅44憶之間。襄垣大陸性氣候特別顯著，平均氣溫9益左右，年平均降雨量在550mm左右，大部集中于7、8、9三個月。全年無霜期一般為166d左右，最短118d，最長197d。

1.2試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以襄垣縣最具代表的綠地草坪植物高羊茅為試驗(yàn)材料；以襄垣縣田園土為供試土壤；以襄垣永清有限責(zé)任公司（襄垣縣污水處理）脫水污泥為供試污泥，供試材料理化性質(zhì)見表1。污泥堆肥技術(shù)指標(biāo)見文獻(xiàn)[4]。

表1　供試材料理化性質(zhì)

1.3試驗(yàn)方法

分別將污泥堆肥和田園土進(jìn)行風(fēng)干處理，并經(jīng)研磨、過20目篩后，用污泥堆肥和田園土配成混配土，以污泥堆肥所占比例為0、5%、10%和15%依次配成田園土、混配土A、混配土B和混配土C。2015年5月10日，將高羊茅種子以40g/m2的密度均勻撒播在營養(yǎng)缽中（營養(yǎng)缽口徑15.0cm，高20cm，每盆中均裝1.5kg混配土或田園土）。15d之后計(jì)算發(fā)芽率，80d后測定各處理生長指標(biāo)和重金屬含量。

1.4指標(biāo)測定

重金屬含量采用IRIS Advantage 1000型電感藕合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP，美國Thermo Jarrell A sh公司）測定[5]；株高和根長采用游標(biāo)卡尺測定；每個重復(fù)隨機(jī)抽選5株，用蒸餾水洗干凈并吸干表面的水分之后稱量鮮重量，放入105益烘箱中烘2h后于80益下烘至恒質(zhì)量，稱量地上部分和地下部分的干重。

2　結(jié)果與討論

2.1不同比例污泥堆肥對土壤重金屬含量的影響

不同比例的污泥堆肥的混配土重金屬含量及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。測定結(jié)果表明：試驗(yàn)所有處理包括田園土、混配土A、混配土B以及混配土C重金屬含量均低于相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)；污泥堆肥不混土的情況下，Zn的含量超過國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不能直接施用。

表2　不同處理重金屬含量比較（mg/kg）

2.2污泥堆肥對高羊茅生長的影響

不同比例污泥堆肥對高羊茅生長的影響如表3所示。從發(fā)芽率看，污泥堆肥的比例在0耀10%范圍內(nèi)，發(fā)芽率均在90%以上，當(dāng)污泥堆肥的比例達(dá)到15%時，發(fā)芽率顯著降低。從根長、株高和干重的結(jié)果分析，當(dāng)污泥堆肥比例在0耀10%范圍內(nèi)，株高、根長及干重均出現(xiàn)隨污泥堆肥比例增加而上升的趨勢，當(dāng)污泥堆肥比例達(dá)到15%時，株高、根長及干重顯著下降。在污泥堆肥比例在0耀10%內(nèi)，污泥堆肥能促進(jìn)高羊茅的生長，但超過15%后，污泥堆肥開始抑制高羊茅的生長。

表3　污泥堆肥對高羊茅生長的影響

3　結(jié)論與討論

從污泥堆肥的成分分析，污泥中包括氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)在內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)能促進(jìn)高羊茅的生長，但污泥中重金屬的存在對植物有傷害作用。污泥堆肥中的重金屬Zn含量超過了國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不能直接使用；污泥堆肥中重金屬Zn和Cu所占比例較高為主要的重金屬物質(zhì)。當(dāng)污泥堆肥比例在0耀10%時，隨污泥堆肥施用比例的升高，高羊茅的株高、根長和干重均逐漸增加，在施用比為10%時，發(fā)芽率沒有受到明顯影響，因此污泥堆肥10%的施用比例是可以的。褚艷春等[6]研究污泥堆肥對青菜生長的影響時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥堆肥施用比例在0耀10%范圍內(nèi)發(fā)芽率較高，但大于10%時發(fā)芽率明顯下降，其結(jié)果與本研究結(jié)果相似。相關(guān)研究[7-9]表明：在一定施用比例時，城市污泥對于園林植物的株高、干重等均有明顯的促進(jìn)作用。研究說明：高羊茅草對污泥堆肥中的重金屬有一定的耐受范圍，當(dāng)污泥堆肥的使用比例大于15%時，重金屬開始抑制高羊茅的發(fā)芽和生長。

［1］程五良，方萍，陳玲，等.城市污水—污泥土地利用可靠性探討［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，32（7）：939.

［2］王新，陳濤，梁仁祿，等.污泥土地利用對農(nóng)作物及土壤的影響研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13（2）：163.

［3］Ana F，Mercedes L，Jos S，et al.Phytotoxicity and heavy materials，speciation of stabilized sewage sludge［J］.Joun原ral of Hazardous Materials，2004：108，161.

［4］陳玲，趙建夫，李宇慶，等.城市污水廠污泥快速好氧堆肥技術(shù)研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2005，26（5）：192.

［5］Tessier A，Campbell P C B，Bisson M.Sequential extrac原tion procedurefor the speciation of particulatetrace metals［J］.Analytical Chemistry，1979，51：844.

［6］褚艷春，葛驍，魏思雨，等.污泥堆肥對青菜生長及重金屬積累的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境與科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，32（10）：1965-1970.

［7］儲雙雙，賴燦，等.污泥堆肥混合基質(zhì)對香彩雀生長開花的影響及植物適應(yīng)性評價［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2014，33（4）：966-972.

［8］李艷霞，趙莉，陳同斌.城市污泥堆肥用作草皮基質(zhì)對草坪草生長的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22（6）：797-801.

［9］高定，劉洪濤，陳同斌，等.城市污泥堆肥用于草皮基質(zhì)的生物與環(huán)境效應(yīng)［J］.中國給水排水，2009，25（15）：119-121.

The Effect of Sludge Compost on the Growth of Festuca elata Keng ex E.Alexeev

LI Qiang
（Shanxi Lu'an Mining（Group）Co.，Ltd.，forestry department，Changzhi，Shangxi 046204）

The growth characteristics of Festuca arundinacea Schreb were analyzed by the method with soil culture in pot.The results show that,the germination rate more 90%when the sludge compost application ratios was 0%,5%and 10%,however the germination rate low to 41.8%when the sludge compost application ratios over 15%;the plant height,roots length and dry weight reached the maximum level,34.4cm、14.9cm、14.58mg separately,when the sludge compost application ratios was 10%.All the physical signs declined significantly when the sludge compost application ratios was 15%.From this study,10% was the best ratio for sludge compost application.

Sludge compost;Festuca elata Keng ex E.Alexeev;Growth characteristic

S688.4

A

1002-3356（2016）03-0030-02

2016-04-22

李強(qiáng)（1984-），男，工程師，從事園林工程施工及預(yù)決算工作。