全 文 ：　林业科技开发　2009年第 23卷第 4期 47　
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(责任编辑　周贤军)
污泥和泥炭作基质对大叶黄杨和石楠的应用效果
史红文 1 ,杨兰芳 2 ,丁昭全1 ,段庆明 1
(1.武汉市园林科学研究所 ,武汉 430081;2.湖北大学资源环境学院)
摘　要:为了促进城市生活污泥的资源化利用 , 选取大叶黄杨和石楠进行了以污泥和泥炭作基质的盆栽试验 。通
过设置不同比例的处理比较了污泥和泥炭作基质在植物生长状况 、植物叶片叶绿素含量 、基质保水能力等方面的
差异。结果表明 ,不同基质上的植物株高和地径的增加 、植物叶片叶绿素含量和基质保水能力不同。污泥基质上
的大叶黄杨株高生长量和石楠的地径生长量以及两种供试植物叶片叶绿素含量均高于泥炭基质;无论是种植大叶
黄杨还是石楠 ,污泥基质的含水量低于泥炭 , 但两种基质的水分损失速率无显著差异。
关键词:生活污泥;泥炭;基质栽培;大叶黄杨;石楠
ApplicationofSewageSludgeandPeatSubstrateonEuonymusjaponicusandPhotiniaserrulata∥SHI
Hong-wen, YANGLan-fang, DINGZhao-quan, DUANQing-ming
Abstract:Inordertousesewagesludgeasaresource, apotexperimentplantingEuonymusjaponicusandPhotiniaserrulata
inthesubstratesofsewagesludgeandpeatwasconductedandtheplantheightandgrounddiameter, thechlorophylcontent
inleavesandthelossrateofwatercontentinsubstratesbetweenthediferenttreatmentsofsewagesludgeandpeatcomposi-
tionwereinvestigated.TheresultsshowedthattheheightincrementofE.japonicus, thegrounddiameterincrementof
P.serrulataandthefoliarchlorophylcontentbothinE.japonicusandP.serrulatagrowninsludgesubstrateswerehigher
thanthatgrowninpeatsubstrate, butthewatercontentwaslowerinsludgethaninpeatsubstrate, whilethedifferencesof
waterlossratebetweentwosubstrateswerenosignificant.Insummary, thesewagesludgecouldreplacethepeatsubstrate
andbeusedinurbangardengreening.
Keywords:Sewagesludge;Peat;Substrateculture;Euonymusjaponicus;Photiniaserrulata
Firstauthor saddress:WuhanInstituteofLandscapeandGardening, 430081Wuhan, China
收稿日期:2009-04-30　　　　修回日期:2009-05-14
基金项目:武汉市园林局项目 “城市生活污泥在武汉市园林绿化上的
应用 ”(编号:武园 [ 2006] 49号)。
第一作者简介:史红文(1975-),男 ,工程师 ,主要从事园林生态研究
工作。 E-mail:shw1975@ 126.com
　　生活污泥是城市污水处理厂产生的废弃物。当前
生活污泥的处置方式主要是填埋 、焚烧和农用 、排海
等 [ 1] 。填埋既占用土地 ,也会导致污染;焚烧需要设
备 ,成本高 ,燃烧时还会污染大气环境;随着人们对海
洋环境的关注 ,排海的处置方式正逐渐被禁止;同时由
于污泥含有大量有害物质 ,农用应该慎重。虽然污泥
中含有有害物质和病原微生物 ,但同时也含有丰富的
有机质 、N、P养分和植物生长需要的微量元素 [ 2] ,利用
得当就是一种巨大的资源。探索一种适宜的生活污泥
利用方式 ,不仅有利于生活污泥的资源化利用 ,也有利
于保护环境 ,促进经济和社会的可持续发展。
泥炭俗称草炭 ,是沼泽地区植物残体在高温和地
表通气不良的情况下 ,不能分解长期积累而形成的 ,
是自然界沼泽特有的非金属矿产资源[ 3] 。长期以
来 ,泥炭被普遍应用于城市园林绿化建设中 。由于泥
炭是资源性产品 ,是在特定的条件下经过了很长时间
形成的 ,作为一种资源具有稀缺性 ,过度开采不仅会
耗竭泥炭资源 ,还会破坏自然环境。随着建设节约型
社会的兴起 ,节约资源 、降低园林建设成本日益受到
园林工作者的重视 。近百年来 ,泥炭地面积的丧失和
质量下降的速度更快 ,泥炭地保护呼声日益增高 [ 4] ,
因此寻找泥炭资源替代品是保护泥炭资源的重要措
施 。本研究将污泥和泥炭作为栽培基质进行对比 ,探
　应用研究
48　 林业科技开发　2009年第 23卷第 4期
讨了两者在促进植物生长和保水能力方面影响 ,并对
科学指导污泥在园林绿化中的应用和用污泥替代泥
炭从事园林绿化的可行性提供了科学依据 。
1　材料与方法
1.1　供试植物与试验时间
供试植物采用1a生且生长健壮 、长势一致的大叶
黄杨和石楠;本试验起止时间为 2008年 3-10月。
1.2　所用基质
本研究所用污泥采自武汉市沙湖污水处理厂 ,污
泥和泥炭的基本性质见表 1。
表 1　试验所用污泥与泥炭的基本性质
基质 pH值 有机碳 /% 总 N/% 总 P/% 总 K/%
泥炭 5.8 21.9 1.23 1.53 3.71
污泥 6.0 28.56 5.10 3.39 4.44
1.3　试验设计
栽培基质分为污泥基质和泥炭基质 2种 ,分别设
置 4种试验处理(见表 2),每种试验处理各栽种 8盆
供试植物。
表 2　基质成分和试验设计
处理 基质构成污泥 泥炭 构成比
1
2
3
4
污泥 ∶土壤 ∶珍珠岩 泥炭 ∶土壤 ∶珍珠岩
3∶6∶1
4∶5∶1
5∶4∶1
6∶3∶1
1.4　测定指标及测定方法
测定指标包括供试植株的株高 、地径 、叶片叶绿
素含量以及基质的含水量。
株高和地径的测定方法:采用卷尺直接测定供试
植株的株高和地径 ,然后计算每种处理供试植物生长
量平均值 。叶绿素测定方法:于 2008年 7月和 9月
分别在每盆供试植物植株上选取 5 ～ 10片成熟叶片 ,
使用 spad502型便携式叶绿素测定仪直接测定其叶
绿素相对含量(spad值),取其平均值。基质含水量
测定方法:选取连续的晴天 ,将所有栽培植物的基质
浇水 ,并使基质初始含水量达到一致 ,然后分别测定
浇水后第 3天 、第 4天 、第 5天和第 6天花盆中基质
的含水量 ,含水量用烘干法测定 。
2　结果与分析
2.1　不同基质对植物株高和地径生长的影响
在使用污泥基质栽培的大叶黄杨中 ,处理 2的株
高生长量最大 ,为 13.8cm;处理 4最小 ,为 7cm。处
理 3的大叶黄杨地径生长量最大 ,为0.44 cm;处理 1
最小 ,为 0.25 cm。使用泥炭基质栽培的大叶黄杨中 ,
处理 3的株高生长量最大 ,为 5.8 cm;处理 1最小 ,为
3 cm。处理 2的大叶黄杨地径生长量最大 , 为
0.43cm;处理 3最小 ,为 0.2 cm(见表 3)。
表 3　大叶黄杨和石楠在两种基质中株高和地径生长量 /cm
植物 处理 株高生长量 地径生长量污泥 泥炭 污泥 泥炭
大叶黄杨
1 13±1.83 3±1.00 0.25±0.06 0.26±0.15
2 13.8±2.86 3.7±0.58 0.26±0.11 0.43±0.25
3 11.6±3.05 5.8±1.71 0.44±0.18 0.20±0.00
4 7±5.39 5.7±1.26 0.32±0.04 0.33±0.12
石楠
1 7.5±1.73 5±1.00 0.6±0.10 0.2±0.10
2 4.7±1.71 5.6±1.53 0.45±0.06 0.39±0.08
3 3.3±0.58 4.7±0.58 0.31±0.13 0.11±0.08
4 4.8±1.10 6.3±0.58 0.56±0.23 0.21±0.08
　　所有处理中 ,污泥基质大叶黄杨的株高均高于泥
炭基质 ,统计分析表明 ,两者差异显著(P<0.05);而
两种基质下植物的地径生长量在不同处理之间互有
高低 ,统计分析表明差异不显著 。
在两种基质上 ,大叶黄杨的株高和地径生长都没
有随基质构成变化而呈现有规律变化 。
用污泥基质栽培的石楠中 ,处理 1的株高生长量
最大(7.4 cm),处理 3最小(3.3cm);处理 1的大叶黄
杨地径生长量最大(0.6cm), 处理 3最小(0.31cm)。
用泥炭基质栽培的石楠中 ,处理 4的株高生长量最大
(6.3cm),处理 3最小(4.7cm);处理 2的大叶黄杨地
径生长量最大(0.39cm), 处理 3最小(0.11cm)。
污泥基质中石楠地径生长量在所有处理中均高于
泥炭基质 ,统计分析表明 ,两者差异显著(P<0.05),而
两种基质中石楠的株高在不同处理中互有高低 ,统计
分析表明 ,差异不显著。
在两种基质上 ,石楠的株高和地径生长都没有随
基质构成变化而呈现有规律变化 。
2.2　不同基质对植物叶片叶绿素含量影响
以生活污泥作基质的植物叶片叶绿素值在 68 ～
76(spad值 ,下同)之间 ,而以泥炭为作基质的植物叶
片叶绿素值在 52 ～ 66时间 。由图 1可知 ,无论是种
应用研究　
　林业科技开发　2009年第 23卷第 4期 49　
植大叶黄杨还是石楠 ,也无论是 7月的测定还是 9月
的测定 ,所有处理中 ,生活污泥作基质的植物叶片叶
绿素含量均显著高于泥炭基质(除了石楠 7月的测
定结果显著性为P<0.05外 ,其余的均P<0.01)。
随着两种基质配比的规律性变化 ,无论是大叶黄
杨还是石楠 ,也无论是污泥还是泥炭 ,植物叶片叶绿
素含量没有表现出随基质构成比的变化而呈现出有
规律的变化。
7月和 9月 2次测定结果显示 ,除了以生活污泥
为基质的大叶黄杨叶绿素含量呈 7月高于 9月
(P<0.05)外 ,其余处理的叶绿素在 7月与 9月之间
无显著差异。
图 1　栽培基质对植物叶绿素的影响
2.3　不同基质的水分变化状况
将各处理基质浇足水分 ,并使其初始含水量达到
一致 ,然后从浇水第 3天开始每天采样一次测定基质
的含水量 ,一直进行到浇水后第 6天 。
由图 2可见 ,无论是栽植大叶黄杨还是石楠 ,污
泥和泥炭基质的含水量均随时间进程而降低 。从绝
对含水量来看 ,无论是大叶黄杨生长下还是石楠生长
下 ,各处理中的泥炭基质含水量均显著高于污泥基质
的含水量 (除大叶黄杨处理 2和处理 4为P<0.05
外 ,其余处理显著水平均为P<0.01)。
图 2　栽培基质含水量的时间变化
　　在大叶黄杨生长下 ,无论是污泥基质还是泥炭基
质 ,相同基质不同构成配比处理之间的含水量差异不
显著。在石楠生长下 ,泥炭基质中 ,处理 2的含水量
显著高于其他处理 ,而其余处理之间无显著差异;污
泥基质的不同构成配比处理之间的含水量无显著
差异。
根据浇水后基质含水量随时间变化关系可以计
算出基质含水量随时间的变化率 ,即平均每天所减少
的含水量 ,可以称为水分损失速率。通过以含水量为
因变量 ,浇水后天数为自变量求得的回归系数就是水
分损失速率 ,结果见表 4。
表 4　污泥和泥炭基质的水分损失速率 /%·d-1
植物 基质 处理 1 处理 2 处理 3 处理 4
大叶黄杨 污泥 4.49 4.24 5.27 4.27泥炭 5.50 8.81 5.93 7.40
石楠 污泥 5.10 4.34 5.38 2.12泥炭 2.08 3.16 3.61 4.71
表 4表明 ,在栽植大叶黄杨的各处理中 ,污泥基
质的水分损失速率为每天4.2% ～ 5.3%,泥炭基质为
每天5.5% ～ 8.8%;而栽植石楠的处理中 ,污泥基质
　应用研究
50　 林业科技开发　2009年第 23卷第 4期
的水分损失速率为每天 2.1% ～ 5.4%,泥炭为每天
2.1% ～ 4.7%。但无论是栽植大叶黄杨还是石楠 ,污
泥和泥炭基质的水分损失速率均无显著性差异
(P>0.05)。
3　结论与讨论
以污泥为基质比以泥炭为基质更能促进大叶黄
杨株高增加 、石楠地径的增加 、大叶黄杨和石楠叶绿
素的增加 ,因此污泥比泥炭更能促进园林植物的生
长 。虽然污泥基质的含水量低于泥炭 ,但是两种基质
的水分速率无显著差异 ,两种的基质的保水能力相
当 。污泥代替泥炭用于园林绿化是可行的 ,既有利于
促进园林植物的生长 ,也有利于保护泥炭资源 、降低
园林绿化成本和促进城市生活污泥的资源利用 。
城市生活污泥资源化的探索无论是对资源开发
利用和环境保护都具有重要意义 。生活污泥农用能
增加改善土壤理化性状 、提高土壤有机质与养分含
量 [ 5] ,也能增加作物产量。如蔬菜地施用生活污泥
可以增加蔬菜产量[ 6] ;无论是施用堆制污泥还是热
干污泥 ,都能增加大麦产量 、土壤有机碳含量 、增强土
壤酶活性和微生物碳量[ 7] 。 VieiraFR研究表明 ,施
用一定数量污泥而不施用磷肥也能促进大豆的生
长 [ 8] 。但是污泥农业利用存在风险 ,可能会将有害
金属土壤 ,经过土壤转移到植物 ,通过植物进入食物
链 [ 9] ,因此污泥应用于农业应该慎重。将污泥运用
于林业和园林绿化方面 ,不仅避免了污泥农用引入污
染物进入食物链的问题 ,而且有效防止了污泥对环境
的第二次污染 ,促进了林业可持续经营 ,也为污泥资
源的持续利用提供了广阔的途径[ 10] 。
本试验表明 ,同泥炭相比 ,污泥更能促进大叶黄
杨株高和石楠地径的增长 ,促进大叶黄杨和石楠叶绿
素含量的增加。株高和地径是园林植物重要的生长
指标 ,而叶绿素是植物光合作用的基础 ,因此本结果
说明污泥作基质比泥炭更能促进植物生长。李贵宝
和尹澄清研究表明 ,在林地施用污泥能促进树木的生
长和发育 ,增加树高和地径 ,并对林地灌 、草层植被也
有促进作用 [ 11] 。在灰化土上对云杉和松树施用城市
污泥也能加速树木的生长和发育 , 增加树高和地
径 [ 12] 。用污泥作肥料培育紫穗槐幼苗发现 ,污泥用
量越大 ,树木生长越好 ,茎粗 、生物量和株高均有明显
增加[ 13] 。岳星慧通过对 14种植物的试验发现 ,城市
污泥能促进植物的生长[ 14] 。本试验的结果与上述研
究结果基本一致 ,这证明城市生活污泥对促进园林植
物的生长的有益的。本试验结果还表明 ,从对园林植
物的生长来说 ,生活污泥代替泥炭用于园林绿化是可
行的。
土壤施用污泥不仅能改善土壤 pH、有机质和营
养元素等土壤化学性质 [ 15] ,也能改善土壤物理性质
如空隙性质 、团聚体的稳定性 、土壤容重和保水能
力 [ 16] 。本实验表明无论是种植大叶黄杨还是石楠 ,
泥炭基质的含水量高于污泥基质 ,但是两种基质的水
分损失速率却无显著差异 ,因此两种基质的保水能力
没有显著差异 ,证明污泥基质的保水能力与泥炭相
当 。从保水能力来看 ,污泥代替泥炭用于园林绿化也
是可行的 。
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