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污泥堆肥农用的重金属累积与作物产量效应研究

杨丽标  
【摘要】: 随着城市化进程的加快,污水处理厂每年将产生大量的城市生活污泥待以处置。由于城市生活污泥含有丰富的氮、磷、钾等植物营养元素,城市生活污泥的农林处置成为其资源化处置的一条重要途径。但城市生活污泥中含有重金属,利用不合理将会对农田土壤和作物品质造成危害。本试验论文通过盆栽和田间试验探讨了:(1)施用污泥堆肥后Cu、Zn、Cr、Pb、Hg、As、Ni、Cd八种重金属在土壤和作物中的累积效应;(2)施用污泥堆肥对土壤速效养分和作物产量的影响;(3)污泥堆肥的氮磷供应特性;(4)污泥堆肥与尿素、市售鸡粪有机肥的肥效比较。并得出了以下主要结论: (1)盆栽试验两茬作物连作条件下,每10kg土分别施用50、100、200、400g污泥堆肥后,土壤中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Cd六种重金属除Zn含量略高于《土壤环境质量标准》的一级标准外,其它五种重金属含量均低于一级标准;田间试验条件下每公顷分别施用4.5t、9t、18t、36t污泥堆肥,农田土壤中包括Hg、As以及上述六种重金属含量均低于《土壤环境质量标准》的二级标准值。 (2)连作盆栽试验芹菜和苋菜以及新增盆栽试验的苋菜植株中,Cr、Pb、Cd三种重金属含量均低于《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》规定的安全限量值。田间试验小麦籽粒中As、Hg、Pb、Cd四种重金属含量低于《粮食卫生标准》规定的安全限量值。 (3)连续施用两季污泥堆肥,第二季污泥堆肥的氮素利用率高于第一季。污泥堆肥的氮素利用率整体上低于尿素氮,但等氮施用0.15~0.375 g/kg土壤时,污泥氮的利用率要高于尿素氮。污泥堆肥氮素矿化率第二季高于第一季。 (4)盆栽条件下施用污泥堆肥比施用尿素对芹菜、苋菜的增产效果更好。施用污泥堆肥比常规尿素用量(每10 kg土施用尿素1 g)芹菜最高可增产29.07%;苋菜最高可增产203%。 (5)施用污泥堆肥土壤肥力得到了很好的改善。每10 kg土分别施用100、200、400g污泥堆肥时,土壤速效氮的含量比常规尿素用量U1(每10 kg土施用1g尿素)处理分别增加8.25%、213.18%、251.3%;速效磷的含量比CK(不施肥)处理分别增加24.48%、73.40%、138.87%。高量施用污泥堆肥时土壤的电导率随之上升。 (6)田间试验条件下,按每公顷施用量算,9t污泥堆肥与90 kg纯氮配施、9 t市售鸡粪有机肥与90 kg纯氮配施,与每公顷施用180 kg纯氮相比,三者小麦产量差异不显著。


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