城市污泥發酵物在堤壩護坡植被恢復工程中的應用

劉洪濤,袁彬鴻, 饒會祥, 吳金棟

(1. 中國科學院地理科學與資源研究所,北京 100101;2. 北京國農環科生態工程技術有限公司,北京 100094;3. 安徽省霍邱縣水務局,安徽 霍邱 237400;4. 合肥科順科貿有限公司,安徽 合肥 230000)

城市污泥是一種良好的綠化應用替代基質,具有諸多優點,如改善基質理化性質,促進生物量的增加,使養分釋放規律貼合植物需求[1-2]。從以往的試驗結果看,污泥經好氧發酵處理后,作為草坪基質,不僅可提高草坪草的生長指標,還具有改善基質土壤孔隙性、速效養分比等效應[3-4]。堤壩護坡是目前植被恢復應用最多的水工工程,水位線以上的護坡在后期栽植恢復植物后可有效固定護坡材料,并對涵養水土有一定效果。本研究將污泥發酵物替代堤壩護坡坪床內的基質土或有機肥,探索在滿足供應恢復植物養分需求的前提下,污泥發酵物應用于堤壩護坡工程的效應和推廣潛力。

1 材料和方法

試驗地點為安徽省霍邱縣城西湖堤壩護坡工程。該堤壩護坡工程高程23 m水位以上采用植草型堤壩護墊進行植被恢復,土壤為潮土,植被恢復植物類型為高羊茅,播種量25 g/m2。污泥發酵物、坡面土壤及對照有機肥的基本理化性質見表1。

表1 污泥發酵物、坡面土壤及對照有機肥基本理化性質

在施工現場取樣,分別于植被的分蘗期、抽穗期和成坪期統計植物高羊茅的分蘗數和單株鮮質量,并測定基質酸堿度、持水孔隙率等指標,測定方法參照《土壤農業化學常規分析方法》。在施工現場開展4組試驗,每組設10個平行小區,每個小區面積50 m2。在堤壩坡面基床表層(即最佳摻入深度[5])摻入污泥發酵物,摻入比例有兩種:高比例10 t/hm2、正常比例5 t/hm2;按等養分輸入量原則設置普通有機肥(雞糞)和不施肥兩種試驗對照組。

2 結果與討論

高羊茅的單株鮮質量和分蘗數可作為反映草坪草總體和葉片生物量的評價指標。從試驗結果來看(表2),高比例摻入污泥發酵物試驗組的高羊茅單株鮮質量顯著高于其他3組試驗的高羊茅單株鮮質量(P<0.05);從具體部位來看,高羊茅地上部和根部的鮮質量均高于其他3組(數據未顯示),這說明污泥發酵物對高羊茅的地上和地下部位均有明顯的促進作用。其他3個試驗組的高羊茅單株鮮質量無顯著差異。而高羊茅分蘗數指標上,正常比例摻入污泥發酵物的處理組與高比例摻入污泥發酵物的處理組基本持平,但摻入污泥發酵物處理組的高羊茅分蘗數指標顯著高于普通有機肥組和不施肥對照組。這說明,提高污泥發酵物的施用量,對增加護坡植物高羊茅的生物量有一定促進效應。

表2 污泥發酵物對護坡植物生物量指標的影響

注:數據后標注不同字母，表示同一列數據間存在顯著差異(P<0.05) 。

護坡工程體表面因在硬化部分使用水泥造成基質土壤酸堿度有所升高(pH達到9.6),這對植被恢復造成了不利影響。污泥發酵物是一種弱酸性基質材料,將其應用于堤壩護坡對緩解基質土壤酸堿度起到較好的效果(表3)。污泥發酵物高用量和正常用量處理組的pH值顯著低于普通有機肥組和不施肥對照組。在持水孔隙率指標上,污泥發酵物高用量組顯著高于污泥發酵物正常用量組,與有機肥處理組和不施肥對照組差異不顯著,表明提高污泥發酵物的摻入比例,可適當增加基質持水孔隙率,但增幅不大。持水孔隙率變化不大,在一定程度上也保證了足夠的通氣孔隙,有利于植物根部的呼吸代謝[1]。

表3 污泥發酵物對護坡基質酸堿度和持水孔隙率的影響

注:數據后標注不同字母，表示同一列數據間存在顯著差異(P<0.05)。

3 結 論

從示范應用效果來看,將污泥發酵物作為基質添加物能顯著提高堤壩護坡高羊茅的生物量,對因護坡硬面使用水泥造成的土壤酸堿度有較好的緩沖調節作用,同時對基質持水性也有一定的改善效果。將污泥發酵物作為堤壩護坡工程的植被恢復基質,具有良好的應用潛力與前景。

[1] 陳同斌,高定,李新波.城市污泥堆肥對栽培基質保水能力和有效養分的影響[J].生態學報,2002,22(6): 802-807.(CHEN Tongbin,GAO Ding,LI Xinbo.Effects of sewage sludge compost on available nutrients and water retention ability of planting substrate[J].Acta Ecologica Sinica,2002,22(6): 802-807.(in Chinese))

[2] 趙莉,李艷霞,陳同斌,等.城市污泥專用復合肥在草皮生產中的應用[J].植物營養與肥料學報,2002,8(4): 501-503.(ZHAO Li,LI Yanxia,CHEN Tongbin,et al.The application of municipal sewage sludge compound fertilizer on turfgrass production[J].Plant Nutrition and Fertilizing Science,2002,8(4): 501-503.(in Chinese))

[3] 高定，劉洪濤,陳同斌,等.城市污泥堆肥用于草坪基質的生物與環境效應[J].中國給水排水,2009,25(15): 119-121.(GAO Ding,LIU Hongtao,CHEN Tongbin,et al.Biological and environmental effects of municipal sludge compost used as turf substrate[J].China Water & Wastewater,2009,25(15): 119-121.(in Chinese))

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[5] LINDE D T,HEPNER L D.Turfgrass seed and sod establishment on soil amended with biosolid compost [J].Hort Technology,2005,15(3): 577-583.