胡凌峰+宋曰欽+孫虎+張程
摘要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快,生活污水排放比例逐年增加。如何持續(xù)有效利用這一資源,緩解農(nóng)林業(yè)用水緊缺和解決水體污染問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本試驗(yàn)以盆栽油茶實(shí)生苗為材料,在遮雨棚中研究了生活污水與清水不同比例的混合灌溉對(duì)油茶實(shí)生苗的生長(zhǎng)、基質(zhì)的性質(zhì)和主要重金屬含量的影響,以探究污水灌溉育苗的可行性。結(jié)果表明,生活污水與清水混合比例為1∶1時(shí),油茶的總生物量達(dá)到最大,為清水處理的164.3%,地徑生長(zhǎng)不會(huì)被抑制。經(jīng)過(guò)稀釋的污水灌溉能改善土壤pH值、孔隙度等性質(zhì),對(duì)土壤容重?zé)o影響,但EC值會(huì)隨著污水濃度的增大而升高,重金屬Gu、Zn、Mn、Pb含量也出現(xiàn)增加的趨勢(shì),但均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 15618—1995中二級(jí)限值,同時(shí)油茶各器官中重金屬含量也升高。不同重金屬在油茶不同器官中的富集程度不同,Gu、Zn、Mn、Pb在葉中富集較明顯,其中Mn在根、莖、葉中都有較大程度的富集。因此,在只考慮重金屬影響的情況下,經(jīng)過(guò)稀釋的生活污水可應(yīng)用于油茶苗的培育,且清水與生活污水比例在1∶1的情況下能取得較好的效果。
關(guān)鍵詞 油茶;生活污水;生長(zhǎng);富集系數(shù)
中圖分類號(hào) Q947;S794.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2018)01-0001-04
Affect of Domestic Sewage Amount on Growth of Camellia oleifera and Cultivation Matrix
HU Ling-feng SONG Yue-qin * SUN Hu ZHANG Cheng
(College of Life and Environmental Science,Huangshan University,Huangshan Anhui 245000)
Abstract Along with our country economy development and city urbanization,the proportion of sewage emissions increased year by year.How to effectively use the resources,alleviate the water shortage in agroforestry and water pollution problem were important in realizing social sustainable development.This experiment taking potted Camellia oleifera seedlings as materials,effect of different proportons of sewage and water on growth of Camellia oleifera,matrix properties,heavy metal content were studied.The results showed that when the mixing ratio was 1∶1,the total biomass of Camellia oleifera reaches maximum,164.3% of the water treatment,diameter growth was not inhibited. After dilution,the sewage irrigation could improve soil pH value and porosity properties,no effect on soil bulk density,but the EC value would increase with the increase of sewage concentration,and Gu,Zn,Mn,Pb content were also increased,but lower than the two level limit of GB 15618-1995. Meanwhile,heavy metal content in each organ was higher. The enrichment degree of different heavy metals in different organs of Camellia oleifera was different,Gu,Zn,Mn,Pb enrichment in the leaves was obvious,the Mn was enriched greatly in the root,stem and leaf. Therefore,only considering the effect of heavy metals,diluted sewage can be used in Camellia oleifera cultivation,and 1∶1 water,sewage ratio can achieve good effect.
Key words Camellia oleifera;sewage;growth;enrichment factor
據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),我國(guó)水資源嚴(yán)重匱乏,年徑流量?jī)H占全球年徑流量的5.0%,而用于農(nóng)林業(yè)的灌溉用水僅為世界平均水平的1/2,且南北分布不均,許多地區(qū)地下水資源日益匱乏[1],因而尋找合適的灌溉用水成為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中重要的一環(huán)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程加快,生活污水排放量占全部廢水排放量的比例逐年增加,數(shù)據(jù)顯示,世界上50個(gè)國(guó)家2 000萬(wàn)hm2的農(nóng)田均使用了污水灌溉,特別是在嚴(yán)重缺水的干旱與半干旱地區(qū)[2]。研究發(fā)現(xiàn),在生活污水-土壤-植物多層次生態(tài)結(jié)構(gòu)中,土壤可以對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附、分解、遷移和轉(zhuǎn)化,植物以及其根際圈微生物體系可以吸收利用污水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)成分,同時(shí)也可以吸收、降解、轉(zhuǎn)化其中的污染物,起到凈化水質(zhì)的作用[3]。同時(shí)林木具有更大的葉面積和深達(dá)數(shù)米的根系,需水量巨大,其蒸騰作用也能促進(jìn)土壤對(duì)廢水過(guò)濾作用的修復(fù),推動(dòng)廢水中的養(yǎng)分合成生物量,從而產(chǎn)生社會(huì)、環(huán)境衛(wèi)生和生態(tài)恢復(fù)等多種效益[4]。因而生活污水的資源化利用是緩解我國(guó)農(nóng)林業(yè)灌溉水資源短缺、減輕污染擴(kuò)散以及改善周邊環(huán)境的重要途徑,也是當(dāng)前我國(guó)實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。在生活污水為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)提供有效而廉價(jià)的肥力資源的同時(shí),其中所含有的重金屬等有害物質(zhì)也會(huì)在土壤中富集和分散,對(duì)環(huán)境和植物造成危害[5]。有大量學(xué)者對(duì)我國(guó)37個(gè)污灌歷史較長(zhǎng)的區(qū)域進(jìn)行過(guò)調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)其中明顯污染點(diǎn)有22個(gè),且其中多半是重金屬含量超標(biāo)[6]。因此,控制排放污水中重金屬含量,對(duì)生活污水的二次利用有著重大意義。一般情況下,合適濃度的污水灌溉既能促進(jìn)苗木的生長(zhǎng),也能減輕對(duì)土壤的危害,濃度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生相反的作用[7-8]。目前,污水灌溉主要應(yīng)用于農(nóng)作物[9]和綠化草坪[10]中,用于林木培育方面的較少,且在以往的研究中大多都側(cè)重于污染物含量過(guò)高或長(zhǎng)期污水灌溉對(duì)作物及土壤的影響[11],對(duì)選擇合適的灌溉濃度用于生產(chǎn)方面的研究不多。endprint
油茶(Camellia oleifera)作為我國(guó)特有的一種純天然高級(jí)油料,其所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益巨大,但我國(guó)目前油茶的種植技術(shù)較為落后,管理粗放,產(chǎn)生的效益并不高[12]。因此,本試驗(yàn)采用不同濃度梯度的污水灌溉來(lái)探究其對(duì)一年生油茶苗生長(zhǎng)及其栽培基質(zhì)的影響,以期能為油茶生產(chǎn)中合理的污水灌溉方式提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
于黃山學(xué)院苗圃地內(nèi)選取生長(zhǎng)健康、大小基本一致的一年生油茶播種苗40株,將其栽入底徑8 cm、口徑16 cm、高20 cm的花盆中,分為4組,每組10株。
灌溉用生活污水來(lái)自屯溪區(qū)污水處理廠,每月取1次。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理,分別為處理F:灌溉清水120 mL/株;處理L:灌溉清水90 mL/株+生活污水30 mL/株;處理M:灌溉清水60 mL/株+生活污水60 mL/株;處理H:灌溉生活污水120 mL/株。
2014年3月末將幼苗移進(jìn)塑料大棚,并對(duì)每組苗木進(jìn)行不同濃度的污水灌溉處理,每次澆灌120 mL/株,灌溉頻率為每2~3 d澆灌1次,灌溉至2014年10月20日結(jié)束。
1.3 調(diào)查內(nèi)容與方法
于試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束分別測(cè)量每株苗木的苗高、地徑,然后于每組處理中選取3株生長(zhǎng)中等油茶,在保證根系盡量完整的情況下將其挖出標(biāo)號(hào)、洗凈、晾干,并對(duì)其根、莖、葉進(jìn)行切分裝入信封中,先在105 ℃烘箱中烘干15 min,再將烘箱溫度調(diào)至85 ℃烘干72 h,取出測(cè)定其生物量。粉碎后于玻璃瓶中保存待用。
土壤容重、孔隙度、pH值和電導(dǎo)率的測(cè)定:以環(huán)刀法測(cè)定土壤的容重,參照NY/T1121.4—2006進(jìn)行,根據(jù)容重計(jì)算孔隙度;將每組3個(gè)樣品充分混合,隨機(jī)取出3份于燒杯中用蒸餾水溶解,待土壤稍有沉淀,用pH計(jì)和電導(dǎo)儀測(cè)出其pH值和電導(dǎo)率。計(jì)算公式如下:
土壤容重(g/cm3)=(m環(huán)+干土-m環(huán))/V環(huán);
土壤孔隙度(%)=(1-容重/比重)×100。
重金屬Gu、Zn、Mn、Pb含量測(cè)定:取粉碎后葉、莖枝、根樣品和土壤樣品各5 g左右,按表1程序進(jìn)行消煮,消煮酸液為83%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)硝酸、17%高氯酸(HClO4)等體積混合,消煮后的溶液定容至50 mL,電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定、Gu、Zn、Mn、Pb檢出限分別為0.02、0.20、0.20、0.02 mg/kg。
重金屬富集系數(shù)計(jì)算公式如下:
重金屬富集系數(shù)=植物體內(nèi)重金屬含量/土壤(或沉積物)中重金屬含量
1.4 數(shù)據(jù)整理與分析
用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理和圖表繪制,用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析并進(jìn)行LSD多重比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同濃度灌溉水質(zhì)對(duì)油茶苗生長(zhǎng)的影響
2.1.1 對(duì)油茶苗高生長(zhǎng)的影響。苗高是最容易測(cè)定且最直觀的苗木形態(tài)指標(biāo),不僅能體現(xiàn)苗木的生長(zhǎng)情況和競(jìng)爭(zhēng)能力,同時(shí)也能間接地反映其葉量情況和光合能力強(qiáng)弱。從表2可以看出,各污水處理組油茶苗高生長(zhǎng)量皆高于處理F(清水),其中處理M苗高生長(zhǎng)量最大,達(dá)到處理F的278.1%,處理L苗高生長(zhǎng)量最小,達(dá)到處理F的116.9%,根據(jù)方差分析結(jié)果顯示,不同濃度水質(zhì)灌溉之間對(duì)油茶苗生長(zhǎng)的影響沒(méi)有達(dá)到顯著性差異。
2.1.2 對(duì)油茶地徑生長(zhǎng)的影響。地徑也是重要的苗木形態(tài)觀測(cè)指標(biāo)之一,因?yàn)樯L(zhǎng)前后不同處理地徑之間存在差異,不同處理地徑生長(zhǎng)情況見(jiàn)表2。可以看出,不同處理油茶地徑生長(zhǎng)量皆低于或等于處理F,處理M地徑生長(zhǎng)量與處理F相等,處理L和處理H地徑生長(zhǎng)量?jī)H分別達(dá)到處理F的8.3%和37.5%,說(shuō)明污水灌溉量過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)抑制油茶地徑生長(zhǎng)量,需要選擇合適的灌溉濃度才不會(huì)對(duì)油茶地徑生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。對(duì)不同組之間進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示,不同濃度污水灌溉處理之間達(dá)到顯著差異水平,處理F和處理L之間存在極顯著差異,處理L和處理M之間存在顯著差異,處理F、L、M之間不存在顯著差異。
2.1.3 對(duì)油茶總生物量的影響。從表2可以看出,不同處理之間總生物量存在顯著差異,且不同濃度污灌處理生物總量皆大于清水處理,其中處理M總生物量最大,達(dá)到處理F的164.3%,2個(gè)處理之間差異極顯著。處理L、H總生物量分別達(dá)到處理F的130.7%和143.7%。與處理F之間存在極顯著差異。多重比較結(jié)果顯示,處理L、H之間不存在顯著性差異,但它們與處理M之間存在顯著差異。
2.2 不同濃度灌溉水質(zhì)對(duì)栽培基質(zhì)性質(zhì)的影響
2.2.1 對(duì)基質(zhì)容重的影響。土壤容重是評(píng)定土壤熟化程度的基本指標(biāo)之一。從表3可以看出,不同濃度污灌處理會(huì)對(duì)土壤容重產(chǎn)生影響,隨著污灌濃度增大,土壤容重逐漸增大,其中處理L土壤容重最小,為處理F的97.9%。對(duì)不同濃度污灌處理的土壤容重進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明,不同處理組之間土壤容重沒(méi)有達(dá)到顯著差異。
2.2.2 對(duì)基質(zhì)孔隙度的影響。土壤孔隙度作為土壤評(píng)測(cè)指標(biāo)之一,既能反映土壤通氣狀況,又能反映土壤松緊度和結(jié)構(gòu)狀況的好壞。從表3可以看出,處理L、M的土壤孔隙度分別為處理F的101.8%、101.6%,處理H與處理F間孔隙度無(wú)差別,說(shuō)明經(jīng)過(guò)稀釋的污水灌溉能擴(kuò)大土壤孔隙度。對(duì)不同處理之間進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示,不同濃度污灌處理的土壤孔隙度達(dá)到極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,處理F與處理H之間無(wú)顯著差異,但處理L、M與處理F、H之間存在極顯著差異。
2.2.3 對(duì)基質(zhì)pH值的影響。土壤酸堿度對(duì)土壤肥料以及植物的生長(zhǎng)有很大的影響。從表3可以看出,土壤pH值隨著污水灌溉濃度的變化而變化。處理M土壤pH值最大,達(dá)到4.89,是處理F土壤pH值的107.2%,其次是處理L,其土壤pH值是處理F的104.6%。處理H土壤pH值出現(xiàn)下降,是處理F土壤pH值的99.1%。對(duì)不同處理之間進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示,不同濃度污灌處理的土壤pH值達(dá)到極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,處理F與處理H之間無(wú)顯著差異,但處理F、H和處理L、M之間存在極顯著差異,且處理L和處理M之間也存在極顯著差異。endprint
2.2.4 對(duì)基質(zhì)EC的影響。土壤電導(dǎo)率包含了土壤質(zhì)量和物理性質(zhì)的豐富信息,是對(duì)研究精細(xì)農(nóng)業(yè)必不可少的重要參數(shù)。從表3可以看出,污灌濃度與土壤電導(dǎo)率成正相關(guān)。處理H的土壤電導(dǎo)率最大,達(dá)到處理F的126.1%,其次是處理M,土壤電導(dǎo)率達(dá)到處理F的102.5%,處理F與處理L的土壤電導(dǎo)率相同。對(duì)不同處理之間進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示,不同濃度污灌處理的土壤電導(dǎo)率達(dá)到極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,處理F和處理L之間無(wú)顯著差異,處理M與處理F和處理L組之間存在顯著差異,處理H與處理F、L、M之間存在極顯著差異。
2.3 不同濃度灌溉水質(zhì)對(duì)重金屬含量的影響
2.3.1 對(duì)基質(zhì)重金屬含量的影響。對(duì)土壤重金屬含量進(jìn)行調(diào)查是進(jìn)行土壤修復(fù)和生態(tài)安全研究的基礎(chǔ)。從表4可以看出,不同水質(zhì)灌溉后基質(zhì)重金屬均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995),說(shuō)明研究期內(nèi)生活污水灌溉沒(méi)有造成基質(zhì)的重金屬污染問(wèn)題。但土壤中各種重金屬含量隨著污灌濃度的改變都有著不同程度的變化。其中土壤中Mn的含量的變化程度較小,最大才達(dá)到19.70 mg/kg(處理H),是處理F的169.17%,其次是18.70 mg/kg(處理M)、14.59 mg/kg(處理L),分別是處理F的160.58%、125.29%。隨著灌溉濃度的升高,Gu、Zn、Pb含量的變化程度較大。土壤中Gu含量最高達(dá)到22.50 mg/kg(處理H),是處理F的1 584.51%,其次是20.90 mg/kg(處理M)、4.18 mg/kg(處理L),分別是處理F的1 471.83%、294.37%;Zn含量最高達(dá)到73.10 mg/kg(處理H),是處理F的1 933.86%,其次是其次是67.9 mg/kg(處理M)、16.12 mg/kg(處理L),分別是處理F的1 796.30%、426.26%;Pb含量最高達(dá)到35.70 mg/kg(處理H),是處理F的15 521.74%,其次是33.10 mg/kg(處理M)、0.92 mg/kg(處理L),分別是處理F的14 391.30%、400.00%。土壤中Gu、Zn、Pb含量在污灌量30~90 mL/株這一梯度上急劇上升,且隨著污灌量的增大,土壤中重金屬累積量也隨之加大。
2.3.2 對(duì)油茶不同器官重金屬含量的影響。從表5可以看出,油茶根對(duì)重金屬的吸收具有選擇性,其中對(duì)Zn、Mn的吸收量較大,對(duì)Gu、Pb的吸收量卻很小。處理F油茶根部Zn的含量達(dá)到9.084 mg/kg,污水灌溉處理的情況下,最大可達(dá)到12.460 mg/kg(處理M),是處理F的137.21%,其次是12.070 mg/kg(處理L)、9.080 mg/kg(處理H)。Mn在清水處理(處理F)下于油茶根部累積量為20.520 mg/kg,在污灌處理下最大達(dá)到40.520 mg/kg(處理H),達(dá)到處理F的197.47%,其次是19.920 mg/kg(處理M)、19.780 mg/kg(處理L)。Gu在清水處理下于油茶根部的累積量為1.28 mg/kg,污灌處理下最大達(dá)到4.03 mg/kg,為處理F的314.57%。無(wú)論在清水灌溉還是污水灌溉,油茶根部對(duì)Pb的吸收量極小,皆在0.30 mg/kg以下。由此表明,Mn在油茶根部的累積趨勢(shì)為低、中濃度(污灌量為0%~50%)的污水灌溉和清水灌溉幾乎無(wú)差別,污灌濃度越高,根部累積量越大。Gu、Zn在油茶根部的累積趨勢(shì)為低、中濃度污灌能促進(jìn)油茶根部對(duì)其吸收積累,但隨著濃度逐漸增高,油茶根部對(duì)Zn的吸收能力將逐漸接近于清水處理。無(wú)論是生活污水灌溉還是清水灌溉,Pb在油茶根部的累積量都很小。
油茶莖中重金屬含量呈現(xiàn)分化情況,Gu、Pb在油茶莖中的含量極其微小,而Zn、Mn在莖中的含量比較高。處理F油茶莖中Zn的含量達(dá)到4.350 mg/kg,污水灌溉處理的情況下,最大含量可達(dá)到14.020 mg/kg(處理M),是處理F的322.44%,其次是11.860 mg/kg(處理L)、4.350 mg/kg(處理H),分別達(dá)到處理F的272.66%、100.00%。處理F油茶莖中Mn的含量達(dá)到30.740 mg/kg,污水灌溉處理的情況下,最大可達(dá)到56.44 mg/kg(處理L),是處理F的183.63%,其次是42.950 mg/kg(處理M)、30.740 mg/kg(處理H),分別達(dá)到處理F的138.75%、100.00%。處理F油茶莖中Gu、Pb含量?jī)H分別為0.07、0.08 mg/kg,經(jīng)污灌后Gu、Pb含量最大也僅分別達(dá)到0.52、0.38 mg/kg。結(jié)果表明,油茶莖對(duì)重金屬的吸收也有選擇性,其中Zn、Mn在低、中濃度的污水灌溉下累積量較大,但隨著濃度升高逐漸接近于100%時(shí),油茶莖中的Zn、Mn累積量也將逐漸降低至與清水灌溉無(wú)差異的情況。無(wú)論是清水還是生活污水灌溉,油茶莖中Gu、Pb含量都極低。
城市污水灌溉對(duì)油茶葉對(duì)重金屬Gu、Zn、Mn、Pb的吸收有很大的促進(jìn)作用。不同濃度污灌處理中,油茶葉中Gu含量最高可達(dá)到24.29 mg/kg(處理M),是處理F的1 031.11%,其次是21.81 mg/kg(處理L)、21.79 mg/kg(處理H),分別是處理F的92.60%、92.49%。Zn含量最高可達(dá)到74.370 mg/kg(處理M),是處理F的988.71%,其次是處理L、M,Zn累積量都達(dá)到69.650 mg/kg,是處理F的925.98%。Mn含量最高可達(dá)到20.150 mg/kg(處理M),是處理F的982.35%,其次是處理L、H,Mn累積量都達(dá)到19.360 mg/kg,是處理F的943.69%。Pb含量最高可達(dá)到35.72 mg/kg(處理M),是處理F的965.20%,其次是24.22 mg/kg(處理H)、3.42 mg/kg(處理L),分別是處理F的654.53%、92.46%。由此表明,城市生活污水灌溉能促進(jìn)油茶葉中重金屬Gu、Zn、Mn、Pb吸收積累,不同污灌濃度處理能促進(jìn)Gu、Zn、Mn在油茶葉中積累且積累量都是清水組的10倍左右,各組之間差異不大;中高濃度(污灌量50%~100%)污灌條件下,油茶葉中Pb的積累量達(dá)到一個(gè)比較高的水平,低濃度污水灌溉對(duì)Pb的累積量影響不大。不同濃度生活污水灌溉下重金屬的富集系數(shù)見(jiàn)表6。endprint
3 結(jié)論與討論
在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,灌溉是其中必不可少的一環(huán),改變灌溉方式能極大程度地緩解我國(guó)農(nóng)林業(yè)用水緊缺問(wèn)題,同時(shí)也能改變土壤的理化性質(zhì),達(dá)到促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的作用。本試驗(yàn)中不同濃度的城市生活污水灌溉后,油茶的生物量顯著高于清水灌溉,在污灌量達(dá)到50%左右時(shí),油茶總生物量達(dá)到最大,達(dá)到清水處理的164.3%,與其余各處理之間存在極顯著性差異。但油茶地徑生長(zhǎng)會(huì)被抑制,在污灌量為50%的情況下,油茶地徑生長(zhǎng)量與清水灌溉下油茶地徑生長(zhǎng)量之間無(wú)顯著差異,說(shuō)明在此濃度范圍內(nèi),油茶地徑生長(zhǎng)能接近于正常水平。不同濃度污灌對(duì)油茶苗高生長(zhǎng)量無(wú)顯著差異。說(shuō)明在油茶栽培中合理地利用生活污水灌溉可以促進(jìn)苗木的生長(zhǎng),提高苗木的質(zhì)量。同時(shí),污灌也會(huì)使土壤性質(zhì)發(fā)生改變,不同濃度污灌與清水灌溉對(duì)土壤容重影響的差異并不顯著。經(jīng)過(guò)稀釋的污水灌溉能使土壤孔隙度和pH值增大,且在污灌量為50%的情況下,土壤pH值增高趨勢(shì)最大,全污水灌溉對(duì)土壤孔隙度和pH值的影響與清水灌溉無(wú)顯著差異。隨著污灌濃度增大,土壤電導(dǎo)率逐漸增大,土壤中鹽量積累逐漸增大。其原因可能是因?yàn)槲鬯泻休^多的有機(jī)質(zhì),利用不同比例的污水進(jìn)行長(zhǎng)期灌溉發(fā)現(xiàn),土壤有機(jī)質(zhì)可以增加1.24%~1.78%,并改善土壤肥力[13],但同時(shí)也存在潛在土壤鹽化的危險(xiǎn),所以需要選擇合適的灌溉方式來(lái)利用生活污水,最大程度地發(fā)揮其多重效益[4]。
在關(guān)注生活污水灌溉帶來(lái)的效益的同時(shí),其背后所存在的環(huán)境問(wèn)題也不容忽視。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),污水中的重金屬元素會(huì)隨著灌溉而在土壤中進(jìn)行積累,并被植物進(jìn)行吸收利用,其中Pb在土壤中增加最明顯,其次分別是Zn、Gu,Mn的增加量最小,但測(cè)定的重金屬含量均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995),因而在只考慮重金屬污染的情況下,生活污水在短期內(nèi)灌溉不會(huì)造成土壤的重金屬污染。植物-土壤系統(tǒng)的富集系數(shù)在通常條件下可作為重金屬?gòu)耐寥擂D(zhuǎn)移到植物中能力大小的評(píng)定指標(biāo)[14],不同重金屬在植物不同營(yíng)養(yǎng)器官中的富集程度不同,Gu、Zn、Pb在油茶葉中富集比較明顯,Mn則在油茶的根、莖、葉中都有較多富集(富集系數(shù)>1),低濃度灌溉(灌溉量為25%左右)下,油茶葉對(duì)Gu、Zn、Pb的吸收量都比較微小,隨著濃度增大,油茶葉中重金屬積累量也隨之增加,當(dāng)灌溉濃度超過(guò)50%時(shí),油茶葉中重金屬積累程度會(huì)逐漸減小。Mn于油茶的根、莖、葉中都有大量的分布累積,且隨著灌溉濃度的不同,其被油茶不同器官所吸收的最大量也會(huì)隨之變化,在中、高灌溉濃度下,油茶各器官中重金屬積累達(dá)到一個(gè)較高的水平。這可能與不同營(yíng)養(yǎng)器官中不同重金屬本身遷移能力的影響[15]。
除重金屬外,生活污水中還含有許多多環(huán)芳烴、致病微生物、洗滌合成劑等物質(zhì)。這些有害物質(zhì)大多不易分解,易造成在土壤中的積累,從而影響植物生長(zhǎng)和土壤微生物的活動(dòng)[16-17]。本試驗(yàn)中,當(dāng)污水灌溉水平達(dá)到一個(gè)較高的濃度水平時(shí)(污水灌溉量超過(guò)50%),對(duì)油茶生長(zhǎng)、土壤的鹽分、有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增加以及油茶對(duì)土壤中重金屬的富集都有較大的促進(jìn)作用。因此,在污水灌溉時(shí)需要定期監(jiān)測(cè)土壤和植物的質(zhì)量參數(shù)以確保污水灌溉長(zhǎng)期、安全進(jìn)行。
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