復(fù)合污泥堆肥在高速公路上的應(yīng)用研究

高速公路綠化區(qū)可以美化道路環(huán)境，防止水土流失，保護(hù)基塊，尤其是樹木的雜交效果。新建公路綠化帶的土壤多為生土,且混有建筑垃圾。其土壤中植物養(yǎng)分的含量少,有機(jī)質(zhì)嚴(yán)重缺乏,理、化及生物學(xué)性狀差,植物難以良好生長(zhǎng)。以往施用化肥,因不能改土而效果較差。將污泥堆肥中再加入適量的氮、磷化肥,成為具有“有機(jī)質(zhì)高,養(yǎng)分齊全,搭配合理,改土肥田”特點(diǎn)的復(fù)合污泥堆肥。將其施用高速公路綠化帶,應(yīng)該有很好效果。況且,高速公路綠化帶為比較封閉的地區(qū),使用污泥堆肥后,重金屬和其它污染物不會(huì)進(jìn)入食物鏈,因而施用也是安全的。國(guó)內(nèi)尚未見這方面的報(bào)道。國(guó)外有的資料上曾提及可將污泥應(yīng)用于公路的綠化。1996年由西寶高速公路管理處、西北農(nóng)業(yè)大學(xué)與西安市污水處理廠共同研究利用西安市污水處理廠的污泥制成污泥堆肥施用于高速公路綠化帶,以探討促進(jìn)公路綠化的可行性。1996年底,由陜西省高等級(jí)公路管理局將其列為局科研課題,3年完成。課題研究了綠化帶的中央分隔帶、護(hù)坡、轉(zhuǎn)盤不同植物的生長(zhǎng)響應(yīng),植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)變化,土壤理化性質(zhì)的改變,以及對(duì)環(huán)境的影響。本研究對(duì)加快高速公路的綠化很有意義,也為污泥找到一個(gè)合理的出路。1材料和方法1.1試驗(yàn)地的確定污泥與秸稈制作堆肥的報(bào)告已發(fā)表。1995年、1996年兩次堆肥及復(fù)合污泥堆肥的有關(guān)成分含量見表1,供試土壤取自西寶線楊凌環(huán)道附近的護(hù)坡上。土壤、污泥、污泥堆肥的有關(guān)項(xiàng)目測(cè)定方法采用常規(guī)分析法,均進(jìn)行了分析質(zhì)量控制。污泥、堆肥、植物中的重金屬數(shù)據(jù)由西北農(nóng)業(yè)大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室測(cè)定1.2試驗(yàn)計(jì)劃1.2.1環(huán)道內(nèi)施肥高速公路綠化帶試驗(yàn)場(chǎng)地設(shè)在西寶高速公路里程牌82~85km之間的中央分隔帶、護(hù)坡及楊凌環(huán)道內(nèi)進(jìn)行。并于西寶線20.38~22.30km之間全面施肥,作為一個(gè)施用污泥堆肥的2km示范區(qū)段。在西三高速公路機(jī)場(chǎng)路轉(zhuǎn)盤和28.20~28.32km處,以及西臨高速公路11.75~12km處,各設(shè)空白對(duì)照及復(fù)合污泥堆肥和化肥處理(尿素和磷肥)的示范點(diǎn)。1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法(1)中央分隔帶兩種樹及一種草的小區(qū)試驗(yàn)試驗(yàn)樹木為大葉黃楊和檜柏,草為黑麥草。大葉黃楊與黑麥草試驗(yàn)設(shè)在西寶線分隔帶82.8~83km處,共設(shè)11個(gè)小區(qū),每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積為8.5m2,1996年6月表面撒施肥料。檜柏試驗(yàn)設(shè)在西寶線84~85km處。試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理,每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù),1997年3月底穴施肥料。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2及表3。(2)高速公路綠化帶黑麥草護(hù)坡試驗(yàn)研究黑麥草試驗(yàn)區(qū)設(shè)在西寶線85km北坡,共設(shè)10個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,小區(qū)面積為6(2×3)m2,1997年3月底表面撒施肥料,試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表4。在護(hù)坡每個(gè)小區(qū)正下方,設(shè)一100cm×50cm×15cm的蓄水坑,接收護(hù)坡徑流下來(lái)的雨水,用以測(cè)定試驗(yàn)前后蓄水坑底部0~100cm土層中硝態(tài)氮的含量。(3)環(huán)道內(nèi)黑麥草試驗(yàn)在楊凌環(huán)道內(nèi)東、西、北3個(gè)地區(qū),共設(shè)有4個(gè)處理,3個(gè)重復(fù),3個(gè)地區(qū)各設(shè)1次重復(fù),小區(qū)面積為50m2,施肥方法為表面撒施,試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表5。1.2.3泥堆肥0.0.5%/株,化肥處理為過(guò)磷酸鈣/株中央分隔帶的檜柏和千頭柏采用環(huán)施(挖深10cm,半徑30cm的圓環(huán)),施用量為復(fù)合污泥堆肥0.5kg/株,化肥處理為(32g尿素+88g過(guò)磷酸鈣)/株,空白不施肥。護(hù)坡草坪草(黑麥草與小冠花混交草坪)施復(fù)合污泥堆肥1kg/m2,化肥處理為(65g尿素+176g過(guò)磷酸鈣)/m2,空白不施肥。施肥時(shí)間為1997年5月中旬和1998年3月下旬。1.2.4施肥處理方法分別于1997年5月和1998年3月給西三線機(jī)場(chǎng)路轉(zhuǎn)盤內(nèi)的草坪草(黑麥草)施復(fù)合污泥堆肥1kg/2化肥處理為尿素過(guò)磷酸鈣2表施;機(jī)場(chǎng)路轉(zhuǎn)盤邊的行道樹大葉黃楊每株施復(fù)合污泥堆肥1kg,環(huán)施。給西三線28.20~28.32km處和西臨線11.75~12km處的中央分隔帶內(nèi)的大葉黃楊施用復(fù)合污泥堆肥1kg/株,采用溝施法(在距根部10cm挖深5~10cm的溝)。化肥處理方法同上,施用量為(65kg尿素+176g磷肥)/株。以上試驗(yàn)的空白均不施肥。2結(jié)果與討論2.1植物的生長(zhǎng)響應(yīng)2.1.1施泥溫度對(duì)堆肥效果的影響表2顯示,隨著污泥堆肥施用量的增大,大葉黃楊第二年和第三年枝條伸長(zhǎng)度及南北冠徑增加量都增加,這說(shuō)明施用污泥堆肥有明顯后效,比純化肥的效果要好。由圖1可知,施用一年后,污泥堆肥對(duì)黑麥草的生物量仍有很大貢獻(xiàn)。2.1.2施用量和長(zhǎng)長(zhǎng)度對(duì)培養(yǎng)吸收管結(jié)果見表3。表3顯示,施肥1個(gè)月后,所有處理的頂芽生長(zhǎng)長(zhǎng)度都要比對(duì)照大,但差異不顯著;施用13個(gè)月后,同樣,所有處理的頂芽生長(zhǎng)長(zhǎng)度也比對(duì)照要多。純污泥堆肥處理和污泥堆肥+化肥處理,對(duì)檜柏的生長(zhǎng)效應(yīng)與施用量呈正相關(guān),而施純化肥則不然。由于污泥堆肥的長(zhǎng)效性,施用13個(gè)月后,施用污泥堆肥比施用純化肥的效果好,而施用污泥堆肥+化肥的效果最好。在本試驗(yàn)的施用量范圍內(nèi),以每株施用1.8kg污泥堆肥+化肥為最佳。施肥7個(gè)月后對(duì)檜柏的周長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果是所有處理的周長(zhǎng)增加量都比對(duì)照要多,其中以純污泥處理最佳。2.1.3施肥對(duì)黑麥草生長(zhǎng)和生物量的影響對(duì)護(hù)坡上生長(zhǎng)的黑麥草分別測(cè)定地上部分和地下部分的干重。地上部分的測(cè)定是施肥前將每個(gè)處理1m2的黑麥草剪至地上部1cm處,施肥后,每月剪草1次,共剪兩次,計(jì)總干重。第2次剪草后,每個(gè)處理隨機(jī)挖取20株黑麥,對(duì)其根部烘干稱重,結(jié)果見表4。從表4知,未施肥的黑麥草,顏色泛黃,生長(zhǎng)狀況較差;施肥的黑麥草,地上部分生物量有很大的增加,其中以處理4、9、10最佳,而純污泥堆肥處理較差,這是由于污泥堆肥中速效養(yǎng)分含量較少的緣故在本試驗(yàn)施用量范圍內(nèi),純化肥、純污泥堆肥及污泥堆肥+化肥處理的施用量與黑麥草的地上部生物量呈正相關(guān)。施肥后,黑麥草須根數(shù)增加,根系變長(zhǎng)、變粗,干重增大;以污泥堆肥+化肥處理的最有利于黑麥草根系的發(fā)育,施肥量與根系干重呈正相關(guān)。2.1.4對(duì)生長(zhǎng)高度的影響黑麥草的生長(zhǎng)高度是每小區(qū)隨機(jī)取50株觀測(cè),取平均值,結(jié)果見表5。由表5顯示,施肥當(dāng)年所有處理的高度均比對(duì)照為高,而且差異顯著;純污泥堆肥處理不如純化肥處理,而以污泥堆肥+化肥處理為最佳。施肥1年后(1998年),所有處理的生長(zhǎng)高度仍比對(duì)照要高,但純化肥處理的與對(duì)照相比,差異不顯著。與1997年所測(cè)結(jié)果相反,純污泥堆肥處理比純化肥處理的效果要好,以污泥堆肥+化肥處理的為最佳,與1997年的結(jié)果相同。2.2西寶線2km示范段的試驗(yàn)結(jié)果2.2.1復(fù)合污泥堆肥處理對(duì)草坪草生物量的影響1997年5月第1次施肥后不久,護(hù)坡草坪草被全部刈割。直到8月,由于天氣長(zhǎng)期干旱,施肥效果并不明顯。8-9月降雨后,10月12日的調(diào)查表明:施用復(fù)合污泥堆肥的陽(yáng)坡及陰坡生物量都比對(duì)照及化肥處理的大(表6),且陰坡草坪草的生物量明顯大于陽(yáng)坡。1年后的調(diào)查表明,化肥處理與對(duì)照之間差異很小(表7),而復(fù)合污泥堆肥處理草坪草的生物量比對(duì)照和化肥處理大得多,且差異極顯著。說(shuō)明復(fù)合污泥堆肥處理有明顯的后效。1998年的生長(zhǎng)情況與1997年相似。2.2.2化肥和土壤肥力學(xué)對(duì)高度增加量和冠幅的影響經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)后的調(diào)查表明:施用復(fù)合污泥堆肥的處理,檜柏和千頭柏的高度增加量和冠幅都顯著大于化肥與對(duì)照的處理(表8),而化肥與對(duì)照處理間差異不顯著。這說(shuō)明復(fù)合污泥堆肥能顯著促進(jìn)植物的生長(zhǎng),且有明顯的后效性,而化肥處理的則否。2.3西航和西航的結(jié)果2.3.1對(duì)復(fù)合污泥堆肥處理間的選擇施肥前用滅草劑除草,然后施肥。該點(diǎn)有噴灌設(shè)施,管理較好。6月初播種,于1、2、3個(gè)月后對(duì)黑麥草生長(zhǎng)情況的調(diào)查見表9。由表9知,復(fù)合污泥堆肥處理的第一茬的鮮重大于化肥和對(duì)照處理的,但復(fù)合污泥堆肥處理與化肥處理間差異不顯著,而與對(duì)照處理間差異顯著;復(fù)合污泥堆肥處理的干重大于化肥和對(duì)照處理,且不同處理間差異顯著;不同處理間復(fù)合污泥堆肥黑麥草顏色與化肥處理的相近,而對(duì)照處理的為淺綠色。第二茬鮮重和干重的變化與第一茬相似,而不同處理間的顏色差異明顯,復(fù)合污泥堆肥、化肥、對(duì)照處理的顏色依次為深綠色、綠色和黃綠色,說(shuō)明后者養(yǎng)分明顯不足。第三茬的化肥處理與對(duì)照鮮重之間無(wú)明顯差異,而與復(fù)合污泥堆肥處理間差異顯著;干重的變化與鮮重相似;黑麥草的顏色差異更加明顯。這說(shuō)明復(fù)合污泥堆肥處理的后效明顯,而化肥處理則否。2.3.2堆肥和化肥試驗(yàn)的大葉黃楊經(jīng)修剪為“傘形”,施肥兩個(gè)月后的生長(zhǎng)見表10。由表可知,復(fù)合污泥堆肥和化肥可明顯地促進(jìn)生長(zhǎng)。其高度和地徑增加量都大于對(duì)照,且差異顯著;復(fù)合污泥堆肥處理的冠幅明顯比化肥和對(duì)照處理的大,但與化肥處理間差異不顯著,而與對(duì)照處理間差異顯著。化肥和復(fù)合污泥堆肥處理大葉黃楊的葉子為綠色和深綠色,而對(duì)照為黃綠色。2.3.3不同處理對(duì)復(fù)合污泥堆肥高度和冠幅增加量的影響在西臨線及西三線試驗(yàn)施肥后,天氣干旱,直至8、9兩月降雨后,于10月初對(duì)這段的大葉黃楊生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查,見表11。由表11知,復(fù)合污泥堆肥處理的高度與冠幅增加量都比化肥處理的大,也都大于對(duì)照處理,且不同處理間差異顯著。這兩處葉子的顏色變化也相似,復(fù)合污泥堆肥、化肥、對(duì)照處理葉子的顏色依次為深綠、綠、黃綠色。經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)后的調(diào)查表明(表12),復(fù)合污泥堆肥處理的高度增加量和冠幅增加量都顯著大于化肥與對(duì)照處理,而化肥處理的與對(duì)照相近;這兩段路大葉黃楊的葉子顏色與上年相似。3復(fù)合污泥堆肥與化肥的復(fù)合效果分析3.1復(fù)合污泥堆肥有機(jī)質(zhì)含量高,養(yǎng)分齊全且搭配合理,具明顯的肥田和改土作用,施用于高速公路綠化帶,對(duì)樹木和草坪草有良好的促進(jìn)生長(zhǎng)作用。3.2,生長(zhǎng)效應(yīng)優(yōu)于對(duì)照,其速效養(yǎng)分含量較低,施用后短時(shí)間內(nèi)不