生活污泥对滩涂土壤性质及苏丹草生长的影响

论文摘要

随着我国可耕地面积的逐年递减和淡水资源的日益遗乏,滩涂盐土的开发利用越来越受到人们的关注,但滩涂盐土由于长期受海洋潮汐的影响,导致土壤盐分含量偏高、土体发育弱、理化性状差、有机质含量低、肥力水平低下,因此其快速改良已成为当前迫切需要研究解决的重要课题。城市污泥是城市污水处理厂污水处理过程中产生的固体沉积物,主要成分是有机质,丰富的氮、磷及少量钾等矿质营养元素,并有作物需要的多种微量元素。研究表明,生活污泥可增加土壤的孔隙度并改善孔隙的大小比例,在降低土壤容重同时提高了土壤中团聚体的稳定性、持水能力和土壤的保水能力,可快速提高土壤氮、磷及有机质含量,加快土壤熟化,因此在快速、廉价改良滩涂盐土上具有广阔的应用前景。目前存在的问题是,生活污泥中存在的某些重金属是否会在植物体内积累以及其安全施用量的控制还缺少研究,因此其施用受到一定的限制。苏丹草是禾本科高粱属一年生高产优质牧草,它具有适应性广、再生力强、耐高温、耐旱、耐盐碱、抗病能力强等特点,在我国中度盐渍土壤特别是滨海盐渍土壤上可以大面积种植,其作为优质耐盐牧草在滩涂土壤上种植能够产生很好的经济效益、社会效益和生态效益。本试验采用盆栽苏丹草的方法,研究滩涂盐土施用不同量的生活污泥后对土壤性质、苏丹草生长和对重金属累积的影响,为利用生活污泥快速改良滩涂方面的环境安全评价提供原始依据。研究结果表明：生活污泥施用于滩涂盐土,提高了土壤最大持水量、容重、孔度、EC值和总盐含量,降低了土壤pH值；提高了土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、水溶性钾的含量,降低了土壤全钾含量,对水溶性钠含量无显著影响；提高了土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶的活性；提高了土壤中重金属的含量,但不同的有效态重金属含量增加的幅度有所不同,大小顺序为Cu>Cr>Ni>Cd>Zn>Pb；施用生活污泥提高了苏丹草的株高、产量,过量施用延长了苏丹草的出苗时间、降低了出苗率；提高了苏丹草中的全氮、全磷及叶绿素含量,对全钾的含量无显著影响；苏丹草中Zn、Cd含量随着污泥施用量增加呈增长的趋势,但对Pb、Ni、Cu含量影响不大；在本试验条件下,所施用污泥中的重金属向体内转移的比例范围在0.13%～13.44%之间,就该种土壤而言,要更为注意含铅量较高的污泥的施用,而铜则是最为安全的;施用污泥可明显增加苏丹草的生长,考虑到其他因素,一次性每亩施干污泥应控制在8吨以下,但同时也要注意长期施用后,土壤中累积的重金属可能对环境造成潜在危害。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 沿海滩涂资源及开发利用
• 1.1.1 滩涂土地资源状况和自然概貌
• 1.1.1.1 国内外滩涂土地资源状况和自然概貌
• 1.1.1.2 江苏省滩涂土地资源状况和自然概貌
• 1.1.2 滩涂开发利用与保护的研究进展
• 1.1.2.1 国内外滩涂开发利用与保护的研究进展
• 1.1.2.2 江苏省滩涂开发利用与保护的研究进展
• 1.1.3 国内滩涂农用现状
• 1.2 污泥性质及其农用的国内外研究进展
• 1.2.1 污泥的性质
• 1.2.1.1 污泥的理化性质
• 1.2.1.2 污泥的生物学性质
• 1.2.1.3 污泥中的重金属
• 1.2.1.4 污泥中的有机污染物
• 1.2.2 国内外污泥的处置方式
• 1.2.3 污泥农用的环境效应
• 1.2.3.1 污泥农用对土壤理化性质的影响
• 1.2.3.2 污泥农用对土壤生物学性质的影响
• 1.2.3.3 污泥农用对土壤重金属含量、形态及生物有效性的影响
• 1.2.3.4 污泥农用对土壤有机污染物的影响
• 1.2.3.5 污泥农用对植物生长的影响
• 1.2.3.6 污泥农用展望
• 1.3 污泥土地改良的标准
• 1.3.1 理化指标
• 1.3.2 污染物指标
• 1.3.3 卫生防疫安全指标
• 1.3.4 营养指标
• 1.4 污泥施用于滩涂及种植苏丹草的开发利用前景
• 2 施用生活污泥对滩涂土壤性质的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.1.1 供试滩涂土壤
• 2.1.1.2 供试生活污泥
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 试验地点
• 2.1.4 测定项目及分析方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 施用生活污泥对滩涂土壤物理性质的影响
• 2.2.1.1 最大持水量
• 2.2.1.2 容重
• 2.2.1.3 孔度
• 2.2.1.4 pH
• 2.2.1.5 EC及总盐
• 2.2.1.6 小结
• 2.2.2 施用生活污泥对滩涂土壤化学性质的影响
• 2.2.2.1 有机质
• 2.2.2.2 全氮、全磷、全钾
• 2.2.2.3 碱解氮、速效磷
• 2.2.2.4 水溶性钾、钠
• 2.2.2.5 小结
• 2.2.3 施用生活污泥对滩涂土壤重金属含量的影响
• 2.2.3.1 全量
• 2.2.3.2 有效态
• 2.2.3.3 小结
• 2.2.4 施用生活污泥对滩涂土壤酶活性的影响
• 2.2.4.1 蔗糖酶
• 2.2.4.2 脲酶
• 2.2.4.3 磷酸酶
• 2.2.4.4 小结
• 2.3 讨论
• 3 施用生活污泥对苏丹草的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试苏丹草
• 3.1.2 供试生活污泥
• 3.1.3 试验设计
• 3.1.4 试验地点
• 3.1.5 测定项目及分析方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 施用生活污泥对苏丹草生长状况的影响
• 3.2.1.1 出苗时间
• 3.2.1.2 出苗率
• 3.2.1.3 株高
• 3.2.1.4 产量
• 3.2.1.5 小结
• 3.2.2 施用生活污泥对苏丹草养分吸收及叶绿素含量的影响
• 3.2.2.1 全氮
• 3.2.2.2 全磷
• 3.2.2.3 全钾
• 3.2.2.4 叶绿素
• 3.2.2.5 小结
• 3.2.3 施用生活污泥对苏丹草体内重金属积累的影响
• 3.2.4 施用生活污泥对重金属向苏丹草体内转移的影响
• 3.3 讨论
• 4 结论与研究展望
• 4.1 结论
• 4.2 研究展望
• 参考文献
• 附表
• 附图
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文