堆肥污泥對鹽堿土特性和玉米生長的影響研究

王曉輝 趙 可 張小雨 王蘊琦

（吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院 吉林長春 130118）

引言

隨著我國城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市污水廠的數(shù)量也飛速增長，由此產(chǎn)生大量污泥需要處置[1]。傳統(tǒng)的焚燒，土地填埋等污泥處置方式會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，不利于推廣應(yīng)用。堆肥污泥用于改良鹽堿土，成為一種有效的土壤改良和污泥資源化的方式[2]。堆肥污泥可以改善鹽堿化土壤性質(zhì)，更加適合植物的生長。本文從土壤pH值、有機質(zhì)含量、植物生長等方面研究堆肥改良鹽堿土的可行性，確定最佳的堆肥施加比例。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗土壤為吉林省松原市長嶺縣金山屯的0～20cm的表層土壤，具有東北平原低洼鹽堿地特征。堆肥污泥取自吉林省長春市北郊污水處理廠。種植當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟農(nóng)作物玉米，玉米品種為大玉M737。

1.2 試驗設(shè)計

試驗中堆肥采用條施的方式施入0～20cm的表層土壤，堆肥污泥與堿土按照質(zhì)量比為0%、30%、40%、50%、60%進行充分混勻。種植玉米的小區(qū)面積為2m×3m，各個比例的試驗田中間間隔0.5m。播種玉米前，澆灌適量的水，兩株玉米之間距離為30cm，兩行之間距離為50cm，每一試驗田播種40穴，每穴雙種播種，定期灌溉，除草，直到玉米成熟。

2 結(jié)果和分析

2.1 堆肥污泥對鹽堿土pH值的影響

pH值可以直接反映出土壤的酸堿度，是土壤化學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，過高或過低的pH值都會抑制植物的生長。pH值過高，表明土壤堿化程度嚴(yán)重；pH值過低，表明土壤酸化嚴(yán)重[3-4]。最利于玉米植物生長的pH范圍為6.5～7.5，所以考察不同比例的堆肥污泥對鹽堿土中pH值的影響具有重要意義（如圖1所示）。

圖1 不同比例堆肥對土壤pH值的影響

由圖可知，隨著堆肥污泥投加比例的增加，土壤pH值顯著降低。鹽堿土的pH值為8.57，為中度鹽堿地。當(dāng)投加比例超過30%時，pH值下降接近1個單位，唐銀健[5]等在施用堆肥污泥改良堿性灘涂土?xí)r也得到相似的結(jié)果。施肥比例為30%～60%土壤的pH值分別下降了0.72～1.42，而堆肥比例在40%～60%時pH值在7.15～7.38之間，在玉米生長的最適pH值范圍內(nèi)。

2.2 堆肥污泥對鹽堿土有機質(zhì)含量的影響

土壤有機質(zhì)可以為玉米的生長提供氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，同時加快土壤團聚體的形成，改善土壤密度。此外有機質(zhì)還能改善土壤的持水性能，為微生物的新陳代謝提供能源物質(zhì)[6]。圖2反映不同比例的堆肥污泥對鹽堿土中有機質(zhì)含量的影響情況。

圖2 不同比例堆肥對土壤有機質(zhì)含量的影響

由圖可知，隨著堆肥污泥投加量的增加，土壤中有機質(zhì)含量增加。鹽堿土中有機質(zhì)含量為0.95%，幾乎沒有任何營養(yǎng)元素，無法為植物生長提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)添加堆肥比例為30%～60%時，土壤的有機質(zhì)含量增長了9.23%～15.87%，在堆肥比例為60%時有機質(zhì)含量最高，富集的有機物為玉米的生長提供充足的營養(yǎng)元素，有利于玉米的生長。

2.3 堆肥污泥對玉米出苗數(shù)的影響

玉米出苗數(shù)是反映玉米種子發(fā)芽及生長情況最直觀的指標(biāo)。試驗從5月4號開始播種，5月14號玉米開始出苗。在此之后每天觀測玉米的出苗情況，直到不再出苗。在不同堆肥比例的試驗田種植玉米，玉米出苗數(shù)情況如圖3所示。

圖3 不同比例堆肥對玉米出苗數(shù)的影響

如圖所示，在5月14號，不同堆肥比例的試驗田玉米都開始出苗，堆肥比例為0%試驗田的出苗數(shù)最少，而堆肥比例為40%的出苗數(shù)最多。隨著時間的推移，不同堆肥比例的試驗田出苗數(shù)都在迅速增加，兩天后增長趨勢減緩。最終，堆肥比例為0%的試驗田出苗數(shù)最少，其余比例的試驗田出苗數(shù)相差不大，但可以看出堆肥比例為50%的試驗田出苗數(shù)最大，幾乎全部出苗，出苗情況好于堆肥比例為60%的試驗田。因此堆肥污泥投加量并不是越大越好，這可能是當(dāng)施用比例達(dá)到一定程度時，土壤中的pH值過低以及有機質(zhì)的含量過高，會影響農(nóng)作物的生長，削弱生長能力。

結(jié)語

（1）堆肥污泥可以調(diào)節(jié)土壤的pH值，隨著堆肥污泥投加比例增加，土壤PH值顯著減低，堆肥比例在40%～60%時，pH值在7.15～7.38之間，為玉米生長提供良好的生存環(huán)境。

（2）堆肥污泥中含有許多植物生長需要的營養(yǎng)元素，可以明顯提高土壤的肥力，隨著堆肥污泥投加量的增加，土壤中有機質(zhì)含量增加，為植物的生長提供保障。

（3）合理的堆肥污泥投加量可以促進植物的生長，當(dāng)投加比例為50%時，最有利于玉米的生長。