复合污泥堆肥在高速公路上的应用研究

复合污泥堆肥在高速公路上的应用研究

高速公路绿化区可以美化道路环境，防止水土流失，保护基块，尤其是树木的杂交效果。新建公路绿化带的土壤多为生土,且混有建筑垃圾。其土壤中植物养分的含量少,有机质严重缺乏,理、化及生物学性状差,植物难以良好生长。以往施用化肥,因不能改土而效果较差。将污泥堆肥中再加入适量的氮、磷化肥,成为具有“有机质高,养分齐全,搭配合理,改土肥田”特点的复合污泥堆肥。将其施用高速公路绿化带,应该有很好效果。况且,高速公路绿化带为比较封闭的地区,使用污泥堆肥后,重金属和其它污染物不会进入食物链,因而施用也是安全的。国内尚未见这方面的报道。国外有的资料上曾提及可将污泥应用于公路的绿化。1996年由西宝高速公路管理处、西北农业大学与西安市污水处理厂共同研究利用西安市污水处理厂的污泥制成污泥堆肥施用于高速公路绿化带,以探讨促进公路绿化的可行性。1996年底,由陕西省高等级公路管理局将其列为局科研课题,3年完成。课题研究了绿化带的中央分隔带、护坡、转盘不同植物的生长响应,植物体内营养变化,土壤理化性质的改变,以及对环境的影响。本研究对加快高速公路的绿化很有意义,也为污泥找到一个合理的出路。1材料和方法1.1试验地的确定污泥与秸秆制作堆肥的报告已发表。1995年、1996年两次堆肥及复合污泥堆肥的有关成分含量见表1,供试土壤取自西宝线杨凌环道附近的护坡上。土壤、污泥、污泥堆肥的有关项目测定方法采用常规分析法,均进行了分析质量控制。污泥、堆肥、植物中的重金属数据由西北农业大学中心实验室测定1.2试验计划1.2.1环道内施肥高速公路绿化带试验场地设在西宝高速公路里程牌82~85km之间的中央分隔带、护坡及杨凌环道内进行。并于西宝线20.38~22.30km之间全面施肥,作为一个施用污泥堆肥的2km示范区段。在西三高速公路机场路转盘和28.20~28.32km处,以及西临高速公路11.75~12km处,各设空白对照及复合污泥堆肥和化肥处理(尿素和磷肥)的示范点。1.2.2试验设计及方法(1)中央分隔带两种树及一种草的小区试验试验树木为大叶黄杨和桧柏,草为黑麦草。大叶黄杨与黑麦草试验设在西宝线分隔带82.8~83km处,共设11个小区,每个处理设3次重复,小区面积为8.5m2,1996年6月表面撒施肥料。桧柏试验设在西宝线84~85km处。试验共设10个处理,每个处理设3次重复,1997年3月底穴施肥料。试验设计见表2及表3。(2)高速公路绿化带黑麦草护坡试验研究黑麦草试验区设在西宝线85km北坡,共设10个处理,每个处理重复3次,小区面积为6(2×3)m2,1997年3月底表面撒施肥料,试验设计见表4。在护坡每个小区正下方,设一100cm×50cm×15cm的蓄水坑,接收护坡径流下来的雨水,用以测定试验前后蓄水坑底部0~100cm土层中硝态氮的含量。(3)环道内黑麦草试验在杨凌环道内东、西、北3个地区,共设有4个处理,3个重复,3个地区各设1次重复,小区面积为50m2,施肥方法为表面撒施,试验设计见表5。1.2.3泥堆肥0.0.5%/株,化肥处理为过磷酸钙/株中央分隔带的桧柏和千头柏采用环施(挖深10cm,半径30cm的圆环),施用量为复合污泥堆肥0.5kg/株,化肥处理为(32g尿素+88g过磷酸钙)/株,空白不施肥。护坡草坪草(黑麦草与小冠花混交草坪)施复合污泥堆肥1kg/m2,化肥处理为(65g尿素+176g过磷酸钙)/m2,空白不施肥。施肥时间为1997年5月中旬和1998年3月下旬。1.2.4施肥处理方法分别于1997年5月和1998年3月给西三线机场路转盘内的草坪草(黑麦草)施复合污泥堆肥1kg/2化肥处理为尿素过磷酸钙2表施;机场路转盘边的行道树大叶黄杨每株施复合污泥堆肥1kg,环施。给西三线28.20~28.32km处和西临线11.75~12km处的中央分隔带内的大叶黄杨施用复合污泥堆肥1kg/株,采用沟施法(在距根部10cm挖深5~10cm的沟)。化肥处理方法同上,施用量为(65kg尿素+176g磷肥)/株。以上试验的空白均不施肥。2结果与讨论2.1植物的生长响应2.1.1施泥温度对堆肥效果的影响表2显示,随着污泥堆肥施用量的增大,大叶黄杨第二年和第三年枝条伸长度及南北冠径增加量都增加,这说明施用污泥堆肥有明显后效,比纯化肥的效果要好。由图1可知,施用一年后,污泥堆肥对黑麦草的生物量仍有很大贡献。2.1.2施用量和长长度对培养吸收管结果见表3。表3显示,施肥1个月后,所有处理的顶芽生长长度都要比对照大,但差异不显著;施用13个月后,同样,所有处理的顶芽生长长度也比对照要多。纯污泥堆肥处理和污泥堆肥+化肥处理,对桧柏的生长效应与施用量呈正相关,而施纯化肥则不然。由于污泥堆肥的长效性,施用13个月后,施用污泥堆肥比施用纯化肥的效果好,而施用污泥堆肥+化肥的效果最好。在本试验的施用量范围内,以每株施用1.8kg污泥堆肥+化肥为最佳。施肥7个月后对桧柏的周长进行测定,结果是所有处理的周长增加量都比对照要多,其中以纯污泥处理最佳。2.1.3施肥对黑麦草生长和生物量的影响对护坡上生长的黑麦草分别测定地上部分和地下部分的干重。地上部分的测定是施肥前将每个处理1m2的黑麦草剪至地上部1cm处,施肥后,每月剪草1次,共剪两次,计总干重。第2次剪草后,每个处理随机挖取20株黑麦,对其根部烘干称重,结果见表4。从表4知,未施肥的黑麦草,颜色泛黄,生长状况较差;施肥的黑麦草,地上部分生物量有很大的增加,其中以处理4、9、10最佳,而纯污泥堆肥处理较差,这是由于污泥堆肥中速效养分含量较少的缘故在本试验施用量范围内,纯化肥、纯污泥堆肥及污泥堆肥+化肥处理的施用量与黑麦草的地上部生物量呈正相关。施肥后,黑麦草须根数增加,根系变长、变粗,干重增大;以污泥堆肥+化肥处理的最有利于黑麦草根系的发育,施肥量与根系干重呈正相关。2.1.4对生长高度的影响黑麦草的生长高度是每小区随机取50株观测,取平均值,结果见表5。由表5显示,施肥当年所有处理的高度均比对照为高,而且差异显著;纯污泥堆肥处理不如纯化肥处理,而以污泥堆肥+化肥处理为最佳。施肥1年后(1998年),所有处理的生长高度仍比对照要高,但纯化肥处理的与对照相比,差异不显著。与1997年所测结果相反,纯污泥堆肥处理比纯化肥处理的效果要好,以污泥堆肥+化肥处理的为最佳,与1997年的结果相同。2.2西宝线2km示范段的试验结果2.2.1复合污泥堆肥处理对草坪草生物量的影响1997年5月第1次施肥后不久,护坡草坪草被全部刈割。直到8月,由于天气长期干旱,施肥效果并不明显。8-9月降雨后,10月12日的调查表明:施用复合污泥堆肥的阳坡及阴坡生物量都比对照及化肥处理的大(表6),且阴坡草坪草的生物量明显大于阳坡。1年后的调查表明,化肥处理与对照之间差异很小(表7),而复合污泥堆肥处理草坪草的生物量比对照和化肥处理大得多,且差异极显著。说明复合污泥堆肥处理有明显的后效。1998年的生长情况与1997年相似。2.2.2化肥和土壤肥力学对高度增加量和冠幅的影响经过一个生长季节后的调查表明:施用复合污泥堆肥的处理,桧柏和千头柏的高度增加量和冠幅都显著大于化肥与对照的处理(表8),而化肥与对照处理间差异不显著。这说明复合污泥堆肥能显著促进植物的生长,且有明显的后效性,而化肥处理的则否。2.3西航和西航的结果2.3.1对复合污泥堆肥处理间的选择施肥前用灭草剂除草,然后施肥。该点有喷灌设施,管理较好。6月初播种,于1、2、3个月后对黑麦草生长情况的调查见表9。由表9知,复合污泥堆肥处理的第一茬的鲜重大于化肥和对照处理的,但复合污泥堆肥处理与化肥处理间差异不显著,而与对照处理间差异显著;复合污泥堆肥处理的干重大于化肥和对照处理,且不同处理间差异显著;不同处理间复合污泥堆肥黑麦草颜色与化肥处理的相近,而对照处理的为浅绿色。第二茬鲜重和干重的变化与第一茬相似,而不同处理间的颜色差异明显,复合污泥堆肥、化肥、对照处理的颜色依次为深绿色、绿色和黄绿色,说明后者养分明显不足。第三茬的化肥处理与对照鲜重之间无明显差异,而与复合污泥堆肥处理间差异显著;干重的变化与鲜重相似;黑麦草的颜色差异更加明显。这说明复合污泥堆肥处理的后效明显,而化肥处理则否。2.3.2堆肥和化肥试验的大叶黄杨经修剪为“伞形”,施肥两个月后的生长见表10。由表可知,复合污泥堆肥和化肥可明显地促进生长。其高度和地径增加量都大于对照,且差异显著;复合污泥堆肥处理的冠幅明显比化肥和对照处理的大,但与化肥处理间差异不显著,而与对照处理间差异显著。化肥和复合污泥堆肥处理大叶黄杨的叶子为绿色和深绿色,而对照为黄绿色。2.3.3不同处理对复合污泥堆肥高度和冠幅增加量的影响在西临线及西三线试验施肥后,天气干旱,直至8、9两月降雨后,于10月初对这段的大叶黄杨生长情况进行调查,见表11。由表11知,复合污泥堆肥处理的高度与冠幅增加量都比化肥处理的大,也都大于对照处理,且不同处理间差异显著。这两处叶子的颜色变化也相似,复合污泥堆肥、化肥、对照处理叶子的颜色依次为深绿、绿、黄绿色。经过一个生长季节后的调查表明(表12),复合污泥堆肥处理的高度增加量和冠幅增加量都显著大于化肥与对照处理,而化肥处理的与对照相近;这两段路大叶黄杨的叶子颜色与上年相似。3复合污泥堆肥与化肥的复合效果分析3.1复合污泥堆肥有机质含量高,养分齐全且搭配合理,具明显的肥田和改土作用,施用于高速公路绿化带,对树木和草坪草有良好的促进生长作用。3.2,生长效应优于对照,其速效养分含量较低,施用后短时间内不