应用生活污泥作为“原始肥力驱动剂”快速培肥滩涂土壤的效果研究

摘要

我国耕地资源紧缺，东部沿海滩涂经培肥熟化后可作为重要的后备耕地资源。符合国家农用标准（GB/T24600-2009）的生活污泥量大，且还未被资源化利用，其有机质含量高，还含有大量氮、磷等养分，可资源化利用于滩涂土壤的快速改良。在污泥重金属总量控制的前提下，通过一次性施用符合国家农用标准的生活污泥作为“原始肥力驱动剂”，使原本几乎没有肥力的滩涂土壤迅速获得支撑绿肥植物生长的能力，绿肥地上部生物量累积后经原地还田腐解后形成土壤有机质，如此循环往复，可迅速提升滩涂土壤有机质的自积累，从而实现低投入下滩涂土壤肥力的快速形成。本研究探讨了应用不同用量(0、30、75、150、300 t ha-1)生活污泥作为“原始肥力驱动剂”，对滩涂土壤理化性状的持续影响，及其对绿肥植物的生长及养分吸收、重金属累积的影响。结果表明:
　　(1)应用生活污泥作为“原始肥力驱动剂”可显著改善滩涂土壤的理化性状。施用生活污泥各处理(30、75、150、300 t ha-1)土壤盐分含量分别比对照降低了37.9％、59.8％、66.6％、73.1％，pH分别比对照降低了5.3％、9.0％、14.7％、18.8％。滩涂土壤孔隙度、有机质、CEC、N、P养分含量随污泥施用量的增加呈逐渐上升趋势，其中施用生活污泥各处理(30、75、150、300 t ha-1)土壤有机质含量分别比对照增加了97.5％、167.9％、320.2％、352.9％;0-10和10-20 cm土层土壤＞0.25 mm团聚体数量各处理分别比对照增加16.3％、25.5％、26.7％、31.7％和12.1％、14.8％、18.1％、32.5％。
　　(2)施用生活污泥对滩涂土壤全量Cd、Cu、Pb、Zn有一定程度的增加，污泥施用量为75、150、300 t ha-1的处理土壤全Cd、Cu、Zn显著高于对照，污泥施用量为150、300t ha-1的处理土壤全Pb显著高于对照。施用生活污泥增加了滩涂土壤有效态重金属的含量，其中有效态Cd、Cu、Ni、Zn的含量有较大的增幅，而有效态Mn和Pb增幅较小。
　　(3)应用生活污泥作为“原始肥力驱动剂”可显著增加滩涂土壤种植的各季植物生物量。施用生活污泥各处理(30、75、150、300t ha-1)种植的5季植物生物量平均比对照增加81.1％、130.3％、179.7％、222.3％，N和P累积平均比对照增加184.4％、259.0％、413.0％、683.0％和296.8％、341.0％、624.8％、951.2％，各处理玉米植物籽粒中的重金属含量符合我国农产品重金属安全标准。

目录

摘要

1 文献综述

1．1 新围垦滩涂土壤改良的必要性

1．1．1 新围垦滩涂土壤改良的背景

1．1．2 新围垦滩涂土壤的改良方法

1．2 生活污泥应用于滩涂土壤改良的可行性

1．2．1 城市生活污泥的基本性质

1．2．2 城市生活污泥的资源化现状

1．2．3 安全性分析

1．3 本研究内容及创新之处

2 材料与方法

2．1 试验区概况

2．2 供试材料

2．3 试验设计

2．4 测定方法

2．4．1 土壤分析

2．4．2 植株分析

2．5 统计分析

3 结果与分析

3．1 应用生活污泥作为“原始肥力驱动剂”对滩涂土壤理化性状影响

3．1．1 对滩涂土壤容重和孔隙度的影响

3．1．2 对滩涂土壤水稳性团聚体的影响

3．1．3 对滩涂土壤有机质及腐殖质官能团的影响

3．1．4 对滩涂土壤盐分含量、EC的影响

3．1．5 对滩涂土壤pH、ESP的影响

3．1．6 对滩涂土壤CEC的影响

3．1．7 对滩涂土壤N、P养分的影响

3．1．8 对滩涂土壤重金属含量的影响

3．2 “原始肥力驱动”技术培肥熟化滩涂土壤对绿肥植物生长的影响

3．2．1 对绿肥植物成熟期生物量的影晌

3．2．2 对绿肥植物氮素吸收和累积的影响

3．2．3 对绿肥植物吸收和累积磷素的影响

3．2．4 对玉米植物吸收和累积重金属的影响

4 讨论

5 总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录

声明