污泥提取液的肥效评价及其对万寿菊生长的影响.pdf

北 方 园 艺 园林花卉 第一作者简介 崔丽芳 女 硕士研究生 研究方向 为污染控制与资源化利用 责任作者 杨成 男 博士 教授 现主要从事固体 废弃物处理处置与资源化利用等研究工作 基金项目 国家自然科学基金资助项目 贵州 省普通高等学校科技拔尖人才支持计划资助项目 黔教合 字 贵州省优秀科技教育人才省长资金资 助项目 黔省专合字 号 大学生创新创业训练 计划资助项目 收稿日期 污泥提取液的肥效评价及其对万寿菊生长的影响 崔 丽 芳 杨 成 杨 爱 爱 孙 艳 孟 凡 非 袁 菊 贵州民族大学 生态环境工程学院 贵州 贵阳 中国水环境集团 贵州筑信水务环境产业有限公司 贵州 贵阳 摘 要 以万寿菊为试材 采用盆栽试验的方法 研究了污泥提取液施用对万寿菊的株 高 茎粗 花产量和直径 生物量的影响 以期为污泥的资源化利用提供参考依据 结果表 明 污泥提取液原液氨基酸含量为 微量元素总量为 全溶 偏碱性 有害元素 未超过标准规定的含量 氨基酸和微量元素总量虽低于我国含氨基酸 叶面肥的标准 但达到市场叶面肥稀释使用要求 稀释后可作为氨基酸叶面肥使用 污泥提 取液对万寿菊的生长具有明显的促进作用 株高 生物量 花产量可达到清水喷施的 倍以 上 施用效果接近或优于市场的某些叶面肥产品 浓度过高会抑制万寿菊的生长 最佳的稀 释倍数为 倍 将污泥提取液进一步制备成氨基酸叶面肥 具有较好的开发应用前景 可 实现污泥的资源化利用 关键词 污泥提取液 肥效 万寿菊 植株生长 中图分类号 文献标识码 文章编号 随着社会经济的不断发展 城市生活污水的 产生及其数量也不断增加 活性污泥法是应用最 为广泛的一种污水处理技术 剩余污泥是该技术 的主要副产物 据报道 我国 年城镇污 泥量将突破 万 污泥的排放给污水处理 厂带来巨大的环保压力 污泥问题已十分突出 污泥中含有相对丰富的植物生长所需的多种营养 成分 可在农林上进行应用 因此 有关污泥在农 林上 的 应 用 受 到 了 研 究 人 员 的 广 泛 关 注 等 利用污泥与碎石 森林土壤 混合作为基质研究其对黑麦草生长的影响 结果 显示黑麦草在添加污泥的基质中要比单独的森林 土壤生长得更好 岳蛟等 开展了城市生活污 泥在园林中的应用及生态风险评价研究 张爱芳 等 开展了污水处理厂污泥对高羊茅 白三叶 草 木槿 种常见园林绿化植物生长的影响试验 结果得出施加适量的污泥 都促进了 种园林植 物的生长 加大施用量时 会造成木槿的死亡 杨 涛等 开展了不同污泥施用比的混合基质对凤 仙花和万寿菊 种花卉生长影响的研究 周磊 等 研究了以生污泥和堆沤污泥为栽培基质对 万寿菊生理特性的影响 结果均表明污泥对花卉 植物有明显的促进作用 可提高观赏性 然而 目 前这些研究大多集中于污泥的直接施用 堆 肥 或制备成各种基质 后在农林方面进行 应用 而将污泥中有用成分提取开发成液体 肥料在园林上进行应用及评价的研究鲜见 因 此 有必要进一步深入开展该方面的研究工作 万寿菊 属菊科万寿菊属 植物 花大 艳丽美观且花期长 是观赏价值极高 的园林景观植物 在全国各地的园林景观中都 有广泛种植 对于不同肥料或基质等在万寿 菊中的应用研究较多 而对污泥提取成液体肥料 在万寿菊种植中进行应用的研究尚鲜见报道 因 此 该研究提取污水处理厂污泥进行肥效评价 以 万寿菊作为试验材料 通过盆栽试验 研究污泥提 取液对万寿菊生长的影响 以期为污泥提取液在 园林花卉植物上的适用性及污水处理厂污泥的资 源化利用提供参考依据 材料与方法 试验材料 盆栽试验供试土壤取自贵州省贵阳市花溪区 洛平村撂荒地土壤和贵州民族大学大学城校区天 然林地土壤 撂荒地土壤和林地土壤按照质量比 的比例混合均匀 过 目筛后备用 供试 土壤的基本理化性质见表 供试污泥采自贵州 省贵阳市某污水处理厂的脱水污泥 污泥含水率 为 有机质含量为 全氮 全磷 全钾 速效磷含量分别为 污泥提取液由贵州民族大学生态环境工程学院固 体废弃物处理处置与资源化利用实验室自制 对 比叶面肥为市售的某公司生产的含氨基酸水溶 肥 供试植物万寿菊 的种子 从江苏某园林公司处购买 试验所需的聚乙烯 塑料花盆的规格为高 口径 每盆装 土 表 供试土壤的基本理化性质 有机质含量 全氮含量 全磷含量 全钾含量 速效磷含量 试验方法 污泥提取液的制备 采用热碱水解法水解污泥 参考肖本益等 崔静等 以及盛广宏等 方法的最佳提取条件 并做了一些调整 将 改为 的 溶 液 作 为 提 取 剂 按 照 污 泥 提 取 剂 为 的固液比 在 的条件下提取 经过滤后 滤液为试验用的污泥提取液 试验设计 盆栽试验设置 个处理组 分别为 污泥 提 取 液 稀 释 倍 污 泥 提 取 液 稀 释 倍 污泥提取液稀释 倍 污泥提 取液稀释 倍 污泥提取液稀释 倍 市售叶面肥 及 清水对照 每处理 次 重复 种植时间为 年 月 试验在大棚 中进行 每盆种植 粒万寿菊种子 当植株长至 左右时 选择 株长势健壮且无病虫害的 万寿菊植株保留 按照设计配制好污泥提取 液稀释使用液 每隔 喷施一次 每次每盆喷施 使用液 总共喷施 次 期间按照日常 管理进行浇水 杀虫工作 并做好万寿菊生长状态 的观察记录工作 项目测定 氨基酸含量采用茚三酮显色法测定 污泥 提取液的蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定 重金属和微量元素含量采用 法测定 株高采用直尺量取植株自然高度 茎基部到 生长点的长度 茎粗采用游标卡尺量取植株茎的 宽度 花直径采用直尺测量花径 水平方向花瓣伸 展最大值 花产量是将花朵采摘后及时称量鲜质 量 烘干至恒质量即为干质量 植株质量是 种植结 束 将整棵植株连根拔起 清 洗 晾 干 后 称量 土壤有机质按照 土壤有机质的测定 方法测定 土壤 按照 土壤 的测定 方法 采用 水土比浸提 用酸度计测定 全氮用 消煮蒸馏滴定法测定 全 磷 用 第 期 北 方 园 艺 消煮钒钼黄比色法测定 全钾用 熔融 火焰光度法测定 按照 土壤有效 磷的测定 方法 采用氟化 铵 盐酸溶液浸提钼锑抗比色法测定 数据分析 采用 软件进行数据的统计与处理 采 用 软件进行图件的绘制 并采用 软件进行多重比较和差异性分析 结果与分析 污泥提取液的肥效评价 表 为 我 国 含 氨 基 酸 叶 面 肥 料 的标准和该提取液的测定结果 标准 规定氨基酸含量 该污泥提取液的氨基 酸 含 量 为 标 准 规 定 微 量 元 素 总 量 该提取液中 分别为 微量元素总量为 水不溶物要 求 该提取液为全溶 为碱性 高于 规定 的 有 害 元 素 要 求 该提取液中 的含量为 为 为 有害元素未超过叶面肥标准的 规定 表 污泥提取液中养分及重金属含量 项目 国家标准 提取液含量 氨基酸含量 微量元素 总量 以元素计 水不溶物 全溶 以元素计 有害元素 以元素计 以元素计 从该污泥提取液的测定结果看出 氨基酸含 量 微量元素总量低于含氨基酸叶面肥料的标准 高于 有害元素远低于规定的标准 为了达 到规定的氨基酸含量要求 对该提取液进行浓缩 但在浓缩的过程中 发现液体浓缩后放置一定时 间会发生凝固现象 不方便后续使用 因此 该污 泥提取液不进行浓缩 但由于该污泥提取液碱性 强以及钾含量偏高 按照稀释 倍来施用 时 可能会对花卉带来一定的影响 因此 选取万 寿菊来研究污泥提取液对植物生长的影响 污泥提取液喷施对万寿菊生长指标的影响 污泥提取液喷施对万寿菊株高的影响 株高是衡量植物生长状况的形态指标之一 一般株高越大 表明植物生长越快 而施肥是 影响这一指标的关键因素 因此 通过比较喷施 不同浓度污泥提取液处理下万寿菊的株高 对 污泥提取液的肥效评价具有极其重要的意义 由 图 可知 与喷施清水的空白进行对比 所有喷施 不同浓度污泥提取液的处理都能促进万寿菊植株 的生长 在万寿菊的生长期中 喷施污泥提取液 倍稀释使用液的 处理组的万寿菊株高均 为最好 采收时高度为 是清水对照组 的 倍 和 处理组的株高 差异均不明显 采收时株高分别是 分别比清水对照增长了 处理组在植株生长前期 与 和 处理组相比无明显差异 但是在 后期 处理组的株高明显高于前 组处理 采 收时 株高为 比清水对照组增长了 整个生长时期 清水对照组 的株高 均为最小 其次为 处理组 说明 喷施合适浓度的污泥提取液对万寿菊的生长具 有促进作用 有一定的肥效 其中 是最优的 喷施浓度 则因浓度过大出现药害现象 对植 株产 生 较 大 的 损 伤 从 而 对 其 生 长 产 生 抑 制 作用 北 方 园 艺 月 上 图 污泥提取液不同喷施浓度对万寿菊株高的影响 污泥提取液喷施对万寿菊茎粗的影响 从图 可以看出 喷施污泥提取液的万寿菊 茎粗均高于清水对照组 在同一时期相同喷施量 的情况下 处理组在对万寿菊茎粗的作用上占 有非常明显的优势 其余 个不同喷施浓度的处 图 污泥提取液不同喷施浓度对万寿菊茎粗的影响 理组也均优于清水对照组 表明喷施 污泥提取液对万寿菊具有促进植株生长的作用 将采 摘 时 的 和 处理组 的茎粗进行对比发现 随着污泥提取液喷施浓度 的增大 万寿菊的茎粗基本呈现先增后减的趋势 分 别 比 清 水 对 照 增 加 了 并且每个时期都是在 组达到峰值 由此 也看出污泥提取液有利于 万寿菊的茎长粗 促进植株健壮生长 污泥提取液 倍稀释使用液的施用效果最好 并且优于市 售的叶面肥 图 污泥提取液不同喷施浓度对 万寿菊花产量与花直径的影响 污泥提取液喷施对万寿菊花产量与花直 径的影响 在花卉生产中 花直径是衡量花卉质量及观 赏价值的重要指标之一 从图 可以看出 不 同喷施浓度处理的万寿菊花朵直径的结果为 其中 和 处理组的花直径明显 大于其它处理组 较清水对照组 分别增加了 而 和 处理组相对 于清水对照组的差异不明显 较清水对照组 分别增加了 而 处理 组的花直径小于清水对照组 原因是喷施浓度过 大出现药害现象 直接伤害到植株的花苞 从而影 响了万寿菊的开花质量 研究结果说明喷施合适 浓度的污泥提取液后 对万寿菊花朵的开展也有 促进作用 污泥提取液 倍稀释使用液是提升万 寿菊花朵质量和观赏价值的最佳喷施浓度 第 期 北 方 园 艺 衡量花卉质量的另一个重要指标就是花产 量 花产量包括花的鲜质量和干质量 研究显示 喷施不同浓度污泥提取液后 万寿菊花的鲜质量 结果为 其中 和 处理组花的 鲜质量明显大于清水对照组 分别增 长 和 处理组相对于清水对照组分别增长了 与花直径的规律一致 处理组由于出现药害现象伤害了万寿菊 的花苞 从而使其花的鲜质量小于清水对照组 对于花的干质量 处理组低于市 售叶面肥 但仍远大于清水对照组 差异近 倍 除了 处理 组 其余 组不同喷施浓度处理组均高于清水对 照组 因此 喷施合适浓度的污泥提取液可提高 万寿菊的花产量 污泥提取液喷施对万寿菊生物量的影响 从表 可以看出 不同喷施浓度处理的万寿 菊生物量 植株质量 花产量 从高到低依次为 处理组的生 物量最高 是清水空白组 的 倍多 也明显优于市售叶面肥组 和 处理组与清水对照组 均存在显著差 异 分 别 增 长 了 不同喷施浓度处理后植株质量规律为 表 不同喷施浓度下万寿菊的生物量 植株质量 花产量 处理 植株质量 花产量 生物量 注 表中所列数据是平均值 标准差 同列数据后不同字母代表有显 著性差异 与生物量的规 律基本一致 而花产量规律为 处理组 低于清水对照组 原 因是由于喷施浓度过大抑制了万寿菊的开花 和 处理组与清水对照组 存在显著差异 而 处理组与清水对照组 差异不显著 花产量随着喷施浓度呈现先增后减的趋势 花产 量 植株质量和生物量 个方面结果显示 污泥提 取液对万寿菊的生长具有促进作用 且 处理组 均为最优 讨论 叶面肥是在农作物叶片表面喷施营养元素 利用农作物叶片对营养元素的吸收而发挥基本功 能的一种肥料类型 叶面肥种类繁多 分类方 法也不统一 农业农村部按照所含具体成分的差 异 分成大量元素水溶性肥料 微量元素水溶性肥 料 含氨基酸水溶肥料 含腐殖酸水溶肥料 农林 保水剂 类 也有按照功能分为营养型和调 节型 该研究将污水处理厂剩余污泥水解成含氨 基酸的污泥提取液 提取得到的污泥提取液中的 氨 基 酸 含 量 为 微 量 元 素 总 量 为 全溶 高于 有害元素 含量远低于规定的标准 对照我国农业 农村部含氨基酸水溶肥的标准 提取液的氨基酸 微量元素虽低于标准的规定 但目前市场上开发 出的氨基酸水溶肥 在使用时需稀释 倍后才施用 王海波等 研究得出叶面肥的喷 施浓度为 倍 王蓓 研究表明 含氨基 酸水溶肥料应稀释 倍喷施 由此可看出 氨基酸叶面肥的氨基酸 微量元素的含量范围在 和 即可满足 要求 按照目前氨基酸叶面肥的使用稀释倍数算 该污泥提取液原液稀释 倍后可作为叶 面肥来使用 从污泥提取液在万寿菊栽培试验的结果看 污泥提取液在喷施时 稀释 倍使用的效果最 好 对万寿菊的生长具有促进作用 可以作为叶面 肥使用 试验中也发现 污泥提取液在稀释 倍时对万寿菊的生长产生抑制作用 花朵直径和 花产量低于清水对照组 原因可能是污泥提取液 中的氨基酸 微量元素以及 等营养元素过高而 北 方 园 艺 月 上 产生药害现象 王淑影等 的研究中 也同样发 现适量的污泥会促进波斯菊的生长 增加花数 但 污泥含量过高则会抑制波斯菊的生长 污泥过量 施加会抑制黑麦草的生长 叶面肥的施用过 量会产生抑制作用 因此 在施用时 同样也 要注意污泥提取液的喷施浓度 该研究结果表明 污泥提取液对万寿菊的株 高 茎粗 生物量和花朵等方面都有明显的促进作 用 其中株高 生物量 花产量可达到清水喷施的 倍以上 施用效果接近甚至优于市场的一些叶 面肥产品 可以作为叶面肥使用 若进一步复配制 备成氨基酸叶面肥 在花卉上进行应用效果更好 因此 污泥提取液具有较好的开发应用前景 可为 污泥的资源化利用提供参考依据 参考文献 严迎燕 浅谈我国城镇污水处理厂污泥处理处置现状 广东化工 胡维杰 我国污水处理厂污泥处理处置需关注的若干内容 给水排水 李海燕 胡晓东 吴启航 等 广州城市污泥中重金属的含 量 排放通量及农用风险评价 环境工程学报 刘梦娇 夏少攀 王峻 等 城市污泥农用对植物 土壤系统 的影响 应用生态学报 岳蛟 马友华 王强 等 城市生活污泥在园林中的应用及生 态风险评价 北方园艺 张爱芳 瞿旭娜 刘新安 污水处理厂污泥对园林绿化植物 生长的影响试验 南方农业 杨涛 林逢凯 陈秀荣 等 污水处理厂剩余污泥对凤仙花和 万寿菊生长的影响 环境污染与防治 周磊 白向玉 周广慧 等 剩余污泥对万寿菊生理特性的影 响 江苏农业科学 王逊 屈森虎 陈媛 等 城市污泥堆肥用于林业土壤基质的 可行性研究 环境科技 杨阳 李明 王帅 等 活性污泥堆肥农用效果的研究 黑 龙江大学工程学报 胡晓丽 杨小莉 吴宝山 等 蘑菇渣污泥混合基质理化性质 及其对女贞容器苗生长的影响 西南林业大学学报 邓金芳 隆楚月 吕建渊 城市污泥与水稻秸秆复配为基质 对四季青生长的影响 磷肥与复肥 张冬弛 张悦 金郁 等 城市污泥与园林落叶复配作为绿化 基质在黑麦草上的应用 磷肥与复肥 王社平 刘新安 郑琴 等 西安市污泥特性及园林绿化应用 的可行性分析 中国给水排水 司莉青 陈利民 郑景明 等 城市污泥与园林废弃物堆肥的 混合施用对高羊茅萌发与生长的影响 生态学杂志 连鹏 李志茹 范周周 等 城市污泥与园林废弃物混合堆肥 施用对紫穗槐生长及土壤环境的影响 北京林业大学学报 史舟芳 刘祎 刘晓娟 等 利用剩余活性污泥制备氨基酸叶 面肥 山东化工 付宝春 魏爱丽 翟晓燕 等 对 诱导的万寿 菊保卫细胞凋亡的调控 环境科学学报 第 期 北 方 园 艺 赵霞 胡自航 郑景明 等 污泥与园林废弃物混合堆肥对波 斯菊生长及重金属积累的影响 生态学杂志 肖本益 刘俊新 不同预处理方法对剩余污泥性质的影响研 究 环境科学 崔静 董岸杰 张卫江 等 热碱水解提取污泥蛋白质的实验 研究 环境工程学报 盛广宏 陈蓓蓓 刘金凤 热碱处理破解污泥效果研究 环境科技 孙晨 种植物生长调节剂对百日草及万寿菊生长发育的 影响 长春 吉林农业大学 杨远帆 倪辉 吴黎明 茚三酮法测定蜂蜜及果葡糖浆中的 氨基酸含量 中国食品学报 陈茂霞 周后珍 朱晓华 等 考马斯亮蓝法检测活性污泥中 蛋白质含量优化 环境科学与技术 杨剑虹 王成林 代亨林 土壤农化分析与环境监测 北 京 中国大地出版社 鲍士旦 土壤农业化学分析方法 北京 中国农业出版 社 王静 环境因素对花卉生长的影响及调控效应研究 咸 阳 西北农林科技大学 冯涛 于玮玮 柴义 等 叶面喷肥对红花生长及花冠产量的 影响 北方园艺 肖佩刚 师建华 叶面肥的分类及使用技术 中国农业信 息 王海波 王孝娣 姚秀业 氨基酸硒叶面肥在玫瑰香葡萄上 的应用效果 中外葡萄与葡萄酒 王蓓 含氨基酸水溶肥料在设施辣椒和豇豆上的应用效果 研究 南京 南京农业大学 王淑影 林逢凯 王寒可 等 基质施入污泥对马尼拉草和波 斯菊生长的影响 环境工程学报 北 方 园 艺 月 上