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《吉林农业大学》 2011年
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施用城市污泥对欧美杨108主要生理生态特征的影响研究

辛涛  
【摘要】:随着城市化进程的加快和社会经济水平的持续发展,城市污泥带来的一系列问题越来越多的引起人们的重视。过去的处理处置方法已经不符合当今社会和环境发展的趋势,因此寻找新的解决途径成为亟需解决的问题。森林远离人类食物链,且较农田和草地生态系统具有更大的环境容量,同时森林可以吸收土壤中的重金属,减轻地下水污染的风险,因此城市污泥的林地应用被认为是污泥土地利用最具竞争力的一个方向,前景十分广阔。 本试验以欧美杨108为试验材料,采用盆栽方法,试验共设6个处理:对照处理(不施用污泥和无机复合肥,CK)和无机复合肥处理(1.5 t·hm-2,F),少量污泥(15 t·hm-2,S1)、低量污泥(30 t·hm-2,S2)、中量污泥(60 t·hm-2,S3)及高量污泥(90 t·hm-2,S4),通过施用不同用量的城市污泥,研究对杨树幼苗不同生长时期主要生理生态特征(包括植物碳氮代谢、抗氧化酶活性、营养水平、重金属富集作用、生长等)的影响。研究结果表明: (1)碳氮代谢。 第一,第55天时污泥处理碳氮代谢关键酶(蔗糖磷酸合成酶SPS、蔗糖合成酶SS、硝酸还原酶NR)活性基本均低于CK和F处理,SPS、NR活性基本随污泥施用量的增加而降低,SS则相反。 第二,第110天时污泥处理SPS、SS活性基本均高于CK和F处理,且随污泥施用量的增加而降低,污泥处理NR活性基本均低于F处理,基本均高于CK处理。 第三,不同时期杨树叶片碳氮代谢关键酶有不同变化,污泥S1-4处理SPS、SS活性第110天时较第55天时明显增加,而同期CK和F处理SPS、SS活性略降;各处理NR活性第110天较第55天均有所降低,但是施用污泥量多的处理下降幅度较小。第110天污泥处理碳氮代谢关键酶活性随施用量的增加而降低,其污泥S1处理最高。 第120天施用少量污泥(15 t.hm-2)的处理可溶性蛋白含量最高;同期可溶性总糖的含量在一定施用量范围内(≤60 t.hm-2)随施用量增加而升高。适量施用污泥能更好的促进杨树碳氮代谢。 适量施用污泥可以明显促进杨树碳氮代谢。 (2)主要抗逆生理特征。 第一,分别于第40天、第80天、第120天测定杨树叶片抗氧化酶系统的三种酶(超氧化物酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)活性及丙二醛MDA和脯氨酸的含量。120天污泥处理SOD活性均高于CK和F处理;三个时期污泥处理CAT和POD活性均高于CK和F处理,40天和120天污泥处理MDA活性均高于CK和F处理,120天污泥处理脯氨酸含量均高于CK和F处理,不同时期SOD、CAT、POD活性及MDA和脯氨酸含量均随污泥施用量的增加而升高。 第二,第80天污泥处理SOD、CAT、POD活性及MDA和脯氨酸含量较40天时均有明显增加,而120天较80天明显下降。 施用污泥可以明显增强杨树的抗氧化酶系统活性,增强杨树的抗逆性。 (3)营养水平及金属富集作用 第120天,杨树叶片氮磷钾含量基本随污泥施用量的增加而升高,其中,污泥处理N、K含量较CK和F处理增加不明显,污泥处理P含量较F处理分别增加了14.72%-33.11%,这是因为施用污泥时伤到了杨树幼苗的根系,所以未能充分体现污泥处理与对照的差异。但是污泥处理的变化趋势可以表明施用污泥对杨树营养水平的提高。 第120天,污泥处理杨树叶片Zn含量较CK和F处理最高分别增加了1.9倍和1.2倍,Na含量较CK处理最高增加了8.9倍,Cd含量较CK处理最高增加了2倍;污泥处理杨树叶片金属含量基本随污泥施用量的增加而增加。 杨树对土壤中金属Cu、Mg、Cr、Zn、Na和Cd有明显的吸收,而施用污泥可以促进杨树对重金属的吸收,促进作用随施用污泥量的增加而更加明显。 (4)生长 不同生长期污泥处理株高均低于CK处理,地径、叶片数均低于CK和F处理,污泥S1处理株高、地径、叶片数高于其他污泥处理。 收获期(第145天)污泥处理根长、地上部重和总生物量均随污泥施用量的增加而降低,地下生物量则无明显趋势,污泥处理根长均高于CK和F处理;污泥S2-4处理地上生物量和总生物量均低于CK和F处理,而S1处理高于CK和F处理;污泥S1、S2、S4处理地下生物量均低于CK和F处理,而S3处理高于CK和F处理。 施用少量污泥(15 t.hm-2)对杨树生长的促进作用最明显。合理控制污泥的施用量(15 t.hm-2)可以更有效的促进杨树碳氮代谢,增强杨树抗逆性,促进杨树对Zn、Na、Cd的吸收,而且施用污泥可以促进杨树的生长。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S792.11;X703

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【参考文献】
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