堆肥污泥对盐碱土特性和玉米生长的影响研究

2019-04-22王晓辉张小雨王蕴琦

资源节约与环保 2019年3期

王晓辉赵可张小雨王蕴琦

（吉林建筑大学市政与环境工程学院吉林长春 130118）

引言

随着我国城市经济的迅速发展，城市污水厂的数量也飞速增长，由此产生大量污泥需要处置[1]。传统的焚烧，土地填埋等污泥处置方式会对环境产生二次污染，不利于推广应用。堆肥污泥用于改良盐碱土，成为一种有效的土壤改良和污泥资源化的方式[2]。堆肥污泥可以改善盐碱化土壤性质，更加适合植物的生长。本文从土壤pH值、有机质含量、植物生长等方面研究堆肥改良盐碱土的可行性，确定最佳的堆肥施加比例。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验土壤为吉林省松原市长岭县金山屯的0～20cm的表层土壤，具有东北平原低洼盐碱地特征。堆肥污泥取自吉林省长春市北郊污水处理厂。种植当地的经济农作物玉米，玉米品种为大玉M737。

1.2 试验设计

试验中堆肥采用条施的方式施入0～20cm的表层土壤，堆肥污泥与碱土按照质量比为0%、30%、40%、50%、60%进行充分混匀。种植玉米的小区面积为2m×3m，各个比例的试验田中间间隔0.5m。播种玉米前，浇灌适量的水，两株玉米之间距离为30cm，两行之间距离为50cm，每一试验田播种40穴，每穴双种播种，定期灌溉，除草，直到玉米成熟。

2 结果和分析

2.1 堆肥污泥对盐碱土pH值的影响

pH值可以直接反映出土壤的酸碱度，是土壤化学性质的重要指标之一，过高或过低的pH值都会抑制植物的生长。pH值过高，表明土壤碱化程度严重；pH值过低，表明土壤酸化严重[3-4]。最利于玉米植物生长的pH范围为6.5～7.5，所以考察不同比例的堆肥污泥对盐碱土中pH值的影响具有重要意义（如图1所示）。

图1 不同比例堆肥对土壤pH值的影响

由图可知，随着堆肥污泥投加比例的增加，土壤pH值显著降低。盐碱土的pH值为8.57，为中度盐碱地。当投加比例超过30%时，pH值下降接近1个单位，唐银健[5]等在施用堆肥污泥改良碱性滩涂土时也得到相似的结果。施肥比例为30%～60%土壤的pH值分别下降了0.72～1.42，而堆肥比例在40%～60%时pH值在7.15～7.38之间，在玉米生长的最适pH值范围内。

2.2 堆肥污泥对盐碱土有机质含量的影响

土壤有机质可以为玉米的生长提供氮、磷、钾等营养元素，同时加快土壤团聚体的形成，改善土壤密度。此外有机质还能改善土壤的持水性能，为微生物的新陈代谢提供能源物质[6]。图2反映不同比例的堆肥污泥对盐碱土中有机质含量的影响情况。

图2 不同比例堆肥对土壤有机质含量的影响

由图可知，随着堆肥污泥投加量的增加，土壤中有机质含量增加。盐碱土中有机质含量为0.95%，几乎没有任何营养元素，无法为植物生长提供充足的营养物质。当添加堆肥比例为30%～60%时，土壤的有机质含量增长了9.23%～15.87%，在堆肥比例为60%时有机质含量最高，富集的有机物为玉米的生长提供充足的营养元素，有利于玉米的生长。

2.3 堆肥污泥对玉米出苗数的影响

玉米出苗数是反映玉米种子发芽及生长情况最直观的指标。试验从5月4号开始播种，5月14号玉米开始出苗。在此之后每天观测玉米的出苗情况，直到不再出苗。在不同堆肥比例的试验田种植玉米，玉米出苗数情况如图3所示。

图3 不同比例堆肥对玉米出苗数的影响

如图所示，在5月14号，不同堆肥比例的试验田玉米都开始出苗，堆肥比例为0%试验田的出苗数最少，而堆肥比例为40%的出苗数最多。随着时间的推移，不同堆肥比例的试验田出苗数都在迅速增加，两天后增长趋势减缓。最终，堆肥比例为0%的试验田出苗数最少，其余比例的试验田出苗数相差不大，但可以看出堆肥比例为50%的试验田出苗数最大，几乎全部出苗，出苗情况好于堆肥比例为60%的试验田。因此堆肥污泥投加量并不是越大越好，这可能是当施用比例达到一定程度时，土壤中的pH值过低以及有机质的含量过高，会影响农作物的生长，削弱生长能力。