全 文 ：中国农业大学学报 19 9 9 , 4 (增刊 ) : 1 0 9 ~ 1 1 6
J
o u r n a l o f C h in a A g r ie u lt u r a l U n i v e r s i t y
用水芹菜种子发芽特性评价污泥堆肥腐熟度和生理毒性
李国学① 张福锁
(中国农业大学资源与环境学院 )
黄焕忠 房 敏
(香港浸会大学生物系 )
摘 要 未腐熟的污泥堆肥产品可能对种 子发芽和苗期生长产生毒害作用 。 本研究利用包括水芹菜 (’ er 、 、 ,
L动 id !’ e m 、 at vl “ ,。 L . )在不 同堆肥水提取液中的几项指标来指示堆肥的腐熟度 。 结果表明 , 不添加猪粪污泥
堆肥 ( T )S 和添加猪粪的污泥堆肥 ( T S 一 P M )对发芽率 、根长和发芽率指数的影响有显著的差别 。 在堆肥初期 ,
添加猪粪的 污泥堆肥水浸 提液对种子的毒性明显 . 较不添加猪粪 的污泥堆 肥要大 , 但随着堆 肥的进行 , 堆制
1 0 0 d 后 , 添加 和不 添加猪粪的污泥堆 肥水浸 提液对种子发芽率 ( G R )毒性减少到零 。 种子发芽率指数 ( G )I 与
水提取液中 N H ; 一 N , W S C / W S N 一。 r , p H 之 间呈明显的负相关 , 而与 N O 。一 N 和有机态氮 ( W S N 一or . ) 含量呈极
显著正 相关 。 添加和不添加猪粪的污泥堆肥 I C S )值在堆肥开始时有差异 , 仅添加猪粪 污泥堆肥能计算出 IC ,
值 , 以后随着堆肥 的进行各堆肥处理 的水浸提液在任何浓度 和培养时间均 不能计算出 I C : 值 。
关健词 污水污泥 ; 堆肥 ; 发芽率指数 ; IC 。 ; 堆肥腐熟度
分类号 X 7 0 5
S e e d G e r m i n a t i o n a n d R o o t G r o w t h o f C r e s s i n W a t e r E x t r a c t
o f S e w a g e S l u d g e C o m P o s t f o r M a t u r i t y a n d P h y t o t o x i t y
I
一
1 G u o x u e Z h a n g F u s u o
( C o l l e g
e o f R e s o u r e e 匕. E n v i r o n m e n t S e ie n e e s C A U )
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K o w l o n T o n g )
A b s t r a c t C o m p o s t in g 15 a p o s
s ib l e m e a n s t o t r e a t a n d r e u s e s e w a g e s l u d g e p r o d u e e s f r o m
w a s t e w a t e r t r e a tm e n t p l a n t
s
.
B u t t h e r e s id u a l t o x ie i t y o f e o m p o s t e d p r o d u e t s m a y h a v e a d
-
v e r s e e f f e e t
s i n s e e d l i n g a n d e r o p g r o w t h
.
S o m e i n d ie a t o r s i n e l u d i n g s e e d g e r m i n a t io n w a s s e
-
l e e t e d t o e v a l u a t e m a t u r i t y o f s l u d g e e o m p o s t w i t h m a n u r e s e e d i n g a n d w i t h o u t m a n u r e
.
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,
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b e e a m e v e r y lo w w it h e o m p o s t i n g t im e
,
b u t in t h e b e g i n n ig o f e o m p o s t i n g
, t h e e o n e e n t r a t io n
o f W S C a n d N H犷一N w a s v e r y h i g h , e s p e e i a l l y i n s l u d g e w i t h p ig m a n u r e s e e d i n g , a n d f o l -
l o w i n g e o m p o s t i n g t im e
, t h e s a m e t r e n d w a s o b
s e r v e d f o r t o x ie i t y o f e o m p o s t
.
S l u d g e e o m
-
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s t r o n g e r i n h i b i t i o n i n s e e d g e r m i n a t i o n a n d r o o t g r o w t h t h a n s l u d g e e o m p o s t w i t h o u t p i g m a
-
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.
B e s i d e s
,
t h e i n h ib i t io n o f s l u d g e e o m p o s t w i t h o r w i t h o u t p i g m a n u r e s e e d i n g h a d a
m a r k e d i n h ib i t io n o n s e e d g e r m i n a t io n a n d r o o r g r o w t h d u r i n g t h e i n i t i a l p e r i o d o f e o m p o s t
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B u t a f t e
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, s e e d g e r m i n a t i o n w a
s e o m p a r a b l e t o t h a t o f t h e e o n t r o l w i t h d e i o n
-
收稿 日期 : 1 9 9 8一 0 4一 2 3
①李 国学 , 北京圆明园西路 2 号 中国农业大学 ( 西校区 ) , 1 0 0 0 9 4
1 。 中 国 农 业 大 学 学 报 19 99年
i z e d w a t e r o n l y
.
T h e e h a n g e o f s e e d g e r m i n a t i o n i n d e x w a s s a m e t r e n d t o s e e d g e r m i n a t吸o n
a n d r o o t g r o w t h
.
S e e d g e r m i n a t io n i n d e x ( G l ) 15 m o r e n e g a t i v e e o r r e l a t e d w i t h w a t e r s o l u b l e
e h e m i e a l i n d i e a t o r s i n e l u d i n g N H
` 一
N
,
W S C / W SN
一 o r . a n d p H
, a n d m o s t p o s it i v e e o r r e l a t e d
w i t h N O
3一
N a n d W SN
一 o r . I C
S。
( t h e c o n e e n t r a t i o n e a u s i n g 5 0 % i n h ib i t i o n o f s e e d
g e r m i n a t io n ) v a l u e h a d a g r e a t d i f f e r e n e e i n e o m p o s t i n g t r e a t m e n t s
,
I C
S。 v a l u e s o f s l u d g e
e o m p o s t w i t h p i g m a n u r e s e e d i n g w a s o n l y 2 6
.
9% a t 0 d a y
, a l l o f e o m p o s t i n g t r e a tm e n t s
e o u ld n o t e a l e u l a t e d IC
s。 v a l u e a t a n y t im e a n d a n y d o s e o f e x t r a e t
,
b e e a u s e t h e r e w e r e a
h i g h e r p e r e e n t a g e o f e o m p o s t e x t r a e t i n d i e a t i n g t h e l o w e r t o x i e i t y i n e o m p o s t
, 5 0 IC
S。 v a l u e 15
n o t s u i t a b le i n d i e a t o r f o r e o m p o s t i n g m u t u r i t y
.
K e y w o r d s s e w a g e s l u d g e ; e o m P o s t ; g e r m i n a t i o n i n d e x ; IC
S。 ; m a t u r i t y
利用污泥作为堆肥材料进行高温堆肥是将污泥无害化 、 资源化的重要途径 。污泥中含有丰
富的氮 、 磷 、 有机物质和其他微量元素 ,可以作为肥料施用于土壤促进植物生长川 。 污泥中含量
较高的有机物质经适 当的腐熟后可 以作为一种资源 ,例如高温堆肥可以将污泥中不稳定 的有
机物质转化成为稳定腐殖质 , 因此可以改良土壤有利于作物生长比 ’ 〕。 然而 ,堆肥施用到土壤中
对作物并不总是安全的 ,尤其种子发芽和苗期 [’] 。 未腐熟的堆肥施到土壤中通过微生物降解会
产生很多中间产物 ,一些低分子有机酸 ,例如丁酸 、 戊酸和 N H才离子 , 中间产物会对作物生产
毒害作用 .s[ 6〕 , 所以堆肥腐熟度及其评价 已引起 了广泛的注意 [’, ’ 〕。 一些化学指标 , 如 p H 、 C / N
比 、 C E C 值 、 E ` / E 6 比 、 T O C 等 已用于评价堆肥腐熟度 [ , J 。 其他一些指标 ,如水溶性碳 ( W S C ) 、
W S C / N
一
or
. 比 、 C E C / T O C 比也用来指示堆肥腐熟度 9[] 。 生理毒性试验法是一种指示堆肥腐熟
度评价毒性大小的一种快速方法〔`。〕 。 而且生物学方法用于测定堆肥的生理毒性目前来说也是
最准确的有效方法 .s[ 6· ” 〕。
本试验的主要 目的是能更清楚地了解采用生物学方法检验堆肥水浸液的生理毒性评价污
泥堆肥的腐熟过程 。
1 材料和方法
1
.
1 污泥材料和堆肥方法
污泥取香港大浦污水处理厂 ,猪粪取 自大浦养猪厂 。作为膨胀剂的锯末取 自香港新界木材
加工厂 。 堆肥材料理化性质见表 1 。
试验设 2 个堆肥处理 ,一为污泥与锯末按 1 : 1 作为对照 ,另一为污泥 、 锯末和猪粪按 1 ,
1 : 2混合物 。 每个处理堆肥材料按比例充分混匀后装填到堆肥反应器中 ,堆肥反应器采用计
算机 自动控制 , 自动供氧和记录堆温 、 C O : 释放量和 O : 消耗量 。
堆肥全部时间为 1 0 d , 期间分别在堆肥第 o , 7 , 21 , 49 , 63 和 10 。 天取混合样 ,并立即测定
含水量 。 发芽率试验的水浸提液质量按鲜样和蒸馏水 一 1 : 2 进行 , 摇床振荡 l h 后 ,在 1 04 r ·
m in
一 ’离心 20 m in ,测定上清液 p H 和 E C , 上清液利用 0 . 45 拼m 滤膜减压过滤 ,滤液用于进行
发芽率试验和测定化学指标 。
1
.
2 种子发芽率和根长试验
将上述浸提液用双蒸馏水制备成 0( 为蒸馏水 ) , 7 . 5% , 25 % , 50 写 , 1 0 % (仅为浸提液 )5
个稀释水平 ,每个水平设 3 个重复 ,每个重复溶液总量为 8 m L , 将其转移至直径为 9 c m决铺
增刊 李国学等 : 用水芹菜种子发芽特性评价污 泥堆肥腐熟度和生理毒性
有 W ha t o a n l 号滤纸的培养皿中 ,每个培养 中放人 10 粒大小相等 、 籽粒饱满 的水芹菜种子 。
将其放置在 ( 20 士 1) C 恒温培育室 中 , 分别在 24 h 和 96 h 测定发芽率和根长 , 发芽率指数采
用 Z uc 。。 in 计算方法卜 6〕 , 计算公式为 :
G I
堆肥处理的种子发芽率 x 堆肥处理 的种子根长对照 (蒸馏水 )的种子发芽率 x 对照 的种子根长 X 10 0%
表 1 堆肥原材料的性质
参 数 污 泥 锯 末 猪 粪
p H (从解样 : m 水 = l : 2 ) 8 . 0 3 ( 0 . 0 6 ) 又c 5 . 4 9 ( 0 . 0 7 ) 8 . 3 7 ( 0 . 1 0 )
E C ( m s
·
e m 一 l ) ( m 解样 : 爪水 = 1 , 2 ) 1 . 6 6 ( 0 . 0 4 ) 0 . 0 2 ( 0 . 0 0 ) 7 . 4 4 ( 0 . 0 8 )
w 总 。 /% 3 6
.
3 ( 0
.
6 5 ) 4 8
.
0 ( 0
.
2 0 ) 4 2
.
7 ( 2
.
2 3 )
w 总 N / % 6
.
18 ( 0
.
1 2 ) 0
.
0 8 ( 0
.
0 1 ) 2
.
2 3 ( 0
.
1 1 )
、 水 / % 8 0 . 6 ( 0 . 7 2 ) 1 5 . 3 ( 0 . 3 0 ) 6 5 . 7 ( 0 . 4 9 )
堆肥水溶性养分 w / m g · k g 一 ’
N H户一 N 3 . 2 5 ( 0 . 1 2 ) N . D 6 . 0 9 ( 0 . 0 1 )
N ( )至一 N O , 0 1 ( 0 . 0 0 ) N . D N . D
水溶性碳 1 5 . 6 ( 0 . 0 3 ) N . D 2 0 . 1 ( 2 . 1 9 )
二祖 . 肪 / % 8 . 8 7 ( 0 . 0 0 ) 6 . 1 7 ( 0 . 0 1 ) 4 . 4 1 ( 0 . 5 6 )
w 。 水 化合物 / % 1 9
.
6 ( 0
.
4 8 ) 2 4
.
2 ( 1
.
1 8 ) 1 0
.
5 ( 1
.
0 8 )
w 粗 . 白 / % 2
.
8 7 ( 0
.
0 0 ) 3
.
6 4 ( 0
.
0 1 ) 0
.
9 5 ( 0
.
0 1 )
w 脚… / % 1 . 8 5 ( 0 . 0 1 ) 2 . 2 5 ( 0 . 0 1 ) 5 . 2 4 ( 0 . 0 1 )
①此值为 3 个重复的标准差
1
.
3 化学分析
堆肥水浸提液中化学参数测定项 目 : 用 92 o A I S E 酸度计测定 p H 、 测有机碳采用重铬酸钾
比色法 , N H犷用 K ie ld ha l 法 , N 0 3一 N 用 C u 一C d 还原法和亚硝酸比色法 。 污泥堆肥固相化学指
标 : 全碳采用重铬酸钾氧化法 , 全氮采用 H 2 5 0 4 消煮 N H ; 比色法 ,全磷采用钥篮比色法 , 灰分
采用 5 5 0 C 灰化法 。
1
.
4 数据处理分析
I C
S。值采用 P e ilt e : 和 w e be r 法 12[ 〕 , 意义为 50 %种子发芽被抑制时的水浸提液浓度 。
2 结果和讨论
2
.
1 污泥堆肥水漫提液的化学性质
T S 和 T S 一 P M Z 种堆肥 p H 的均 随着堆肥时间呈下降趋势 (表 2 ) ,其 中 T S 堆肥处理的
E C 值呈缓慢的下降趋势 ,而 T S 一 PM 堆肥处理呈极显著下降趋势 , 但 T S 一 P M 处理的 E C 值明
显地高于 T S 堆肥 , 这主要由于猪粪 中含有较高的盐分离子 。 在 T S 和 T S 一 P M 处理上 , 水浸
提液碳 (W S C )均表现随着堆肥的进行呈明显降低趋势 。 但由于猪粪 中含有较高的水溶性碳 ,
所以 T S 一 P M 堆肥 W S C 较 T S 堆肥要高 。 另外 , N H ` 一 N 含量在 T S 和 T S 一 P M 堆肥过程中的变
化与 W S C 相同 。 而水浸提液中 N O 3一 N 和有机态 N 在 2 种堆肥中均呈明显的增加趋势 。 因此
水浸提液的 W S C / W S N 一 o r . 比值呈下降趋势 。
上述结果可 以表明 ,在堆肥的初期 , p H , W S C 和 N H ; 一 N 含量在水浸提液中是非常高的 ,
1 1 2 中 国 农 业 大 学 学 报 1 9 9 9 年
而随着堆肥 的进行 , 堆肥腐熟度增加 ,后二者均呈下降趋势 , 主要由于碳素分解 , N 素向 N 0 3 -
N 和有机态氮转化的原 因 。
表 2 污泥堆肥水浸提液的化学性质随时间的变化
堆肥时
间 t/ d
T S
0
7
2 l
4 9
6 3
1 0 0
T S
一
PM
0
7
2 l
4 9
6 3
1 0 0
PH
E C
/ m
s . e m 一 ’
水溶性
有机碳 N H
; 一 N N O 3
一
N
水溶性有
机态氮
w /m g
·
kg
一 ’
W S C /W S N
一o r .
比
7
.
1 6 ( 0
.
0 1 )① 0 . 9 0 ( 0 . 0 1 ) 8 0 3 0 ( 4 5 1 ) 8 8 0 . 7 ( 1 6 . 9 ) 3. 8 8 0 ( 0 . 2 6 ) 5 2 0 . 6 ( 1 8 . 7 ) 1 5 . 4 2 ( 0 . 3 1 )
7
.
8 6 ( 0
.
0 1 ) 1
.
2 2 ( 0
.
0 1 ) 5 8 1 4 ( 3 9
.
0 ) 1 2 4 5 ( 4 4
.
8 ) 3
.
7 1 0 ( 0
.
0 2 ) 4 9 4
.
0 ( 1 0 8 ) 1 1
.
7 7 ( 2
.
5 7 )
7
.
9 0 ( 0
.
0 1 ) 1
.
5 4 ( 0
.
0 5 ) 3 4 1 0 ( 7 6
.
0 ) 1 5 5 6 ( 4
.
8 4 ) 3
.
6 5 0 ( 0
.
0 4 ) 3 2 7
.
9 ( 1 5
.
4 ) 1 0
.
4 0 ( 0
.
5 3 )
6
.
6 6 ( 0
.
0 1 ) 1
.
5 8 ( 0
.
0 3 ) 2 5 6 0 ( 1 4 0 ) 1 6 4 2 ( 8
.
4 8 ) 4 1
.
2 0 ( 2
.
1 8 ) 3 9 8
.
9 ( 5 4
.
6 ) 6
.
4 2 0 ( 0
.
4 4 )
6
.
1 4 ( 0
.
0 1 ) 1
.
4 5 ( 0
.
0 3 ) 3 3 4 0 ( 1 5
.
0 ) 1 7 4 8 ( 5 6
.
9 ) 3 9
.
9 9 ( 2
.
26 ) 5 1 9
.
2 ( 7
.
2 9 ) 6
.
4 3 0 ( 0
.
1 0 )
4
.
7 9 ( 0
.
0 4 ) 1
.
6 3 ( 0
.
0 1 ) 3 9 5 5 ( 2 3
.
0 ) 1 5 0 1 ( 4 6
.
5 ) 8 3
.
1 9 ( 5
.
6 4 ) 1 0 2 8 ( 9 6
.
9 ) 3
.
8 5 0 ( 0
.
3 8 )
8
.
2 3 ( 0
.
0 1 )
8
.
3 2 ( 0
.
0 1 )
8
.
1 3 ( 0
.
0 0 )
6
.
5 5 ( 0
.
0 1 )
6
.
6 3 ( 0
.
0 4 )
5
.
3 9 ( 0
.
0 6 )
4
.
8 2 ( 0
.
1 3 )
2
.
9 3 ( 0
.
0 0 )
3
.
1 4 ( 0
.
1 7 )
2
.
9 4 ( 0
.
0 4 )
3
.
15 ( 0
.
1 6 )
2
.
3 5 ( 0
.
1 4 )
9 4 4 4 ( 4 5 9 )
5 2 6 4 ( 3 5 0 )
8 9 9 1 ( 0
.
0 0 )
8 3 5 5 ( 5 6 8 )
6 8 4 2 ( 2 1 8 )
6 9 3 7 ( 6 7 1 )
8 1 2
.
4 ( 5 0
.
8 )
5 3 4
.
2 ( 7 0
.
8 )
8 0 7
.
6 ( 4
.
9 9 )
4 7 1
.
3 ( 6
.
9 8 )
1 7 7
.
6 ( 0
.
5 0 )
1 7 2
.
2 ( 1
.
9 9 )
3
.
7 6 0 ( 0
.
1 7 )
7
.
5 4 0 ( 0
.
2 9 )
8
.
6 2 0 ( 0
.
2 6 )
5 1
.
6 5 ( 1
.
4 0 )
6 9
.
5 8 ( 2
.
1 8 )
1 5 4
.
0 ( 2
.
6 4 )
3 4 4
.
6 ( 1 10 )
3 4 3
.
2 ( 5 1
.
5 )
1 0 7 2 ( 5
.
6 6 )
8 2 5
.
3 ( 2 4 5 )
1 0 9 3 ( 5
.
7 7 )
1 5 0 7 ( 1 6 3 )
2 7
.
4 1 ( 1
.
3 3 )
1 5
.
3 4 ( 1
.
0 2 )
8
.
3 9 0 ( 0
.
0 2 )
1 0
.
1 2 ( 0
.
6 8 )
6
.
2 6 0 ( 0
.
1 9 )
4
.
6 0 0 ( 0
.
4 4 )
①括号内为 3 次平行计算的标准差
2
.
2 堆肥处理水漫提液对种子发芽率的影响
随着堆肥水浸提液稀释度下降 ,培养 24 h 后水芹菜种子发芽率呈明显的降低趋势 ( 图 1 -
a , b )
,但随着堆肥的进行 ,堆肥腐熟度增大 , 2 种堆肥处理水浸提液 24 h 水芹菜种子发芽率均
呈显著增加 , 而在堆肥 60 d 到 l o o d 时 ,发芽率已与对照 (蒸馏水 )的相同 , 达 1 0 % 。 另外 ,添
加猪粪处理 的堆肥 ( T S 一 P M ) 水浸提液对种子发芽的抑制作用 明显 高于没有添加猪粪处理
( T S )
,并且在堆肥初期表现更明显 。 这可能 由于在堆肥初期 , 大量 N H犷离子和一些小分子有
机酸存在的原因 , 卜 ’ `〕。 水芹菜种子在 2 种堆肥处理不同堆肥时期的浸提液的 96 h 发芽率均
达 1 0 0% ,处理间已无差异 。 这进一步表明堆肥毒性将随着与土壤接触时间的延长 , 明显降低 。
1 2 0
1 0 0
8 0
6 0
4 〔
2 C
0
b 1 2 0
1 0 0
80642趁铃概绷
.趁并撒例
7 2 1 4 9 6 3 1 0 0
堆肥时间 t/ d
7 2 1 4 9 6 3 1 0 0
堆肥时间 t/ d
堆肥 的水浸提液稀释水平」. 0 % . 么 一 7 . 5 % . 又一 25 % , O一 50 % , — 10 。 %
图 1 污泥堆肥水浸提液对水芹菜种子发芽率的影响
处理方法 歇 不添加猪 粪 , b一添加猪粪 。
增刊 李国学等 : 用水芹菜种子发芽特性评价污泥堆肥腐熟度和生理毒性
2
.
3不同堆肥处理水浸提液对种子根长的影响
与不同堆肥处理的 4 2 h种子发芽率变化趋势相同 ,水浸提液稀释度下降 , 对根长的抑制
作用增大 。 而培养 96 h 时种子发芽率比 24 h 时的抑制率下降 。 但是随着堆肥腐熟度增加这种
抑 制作用逐渐减弱 。 当堆肥 1 0 d 时 , 每个堆肥处理的根长 已与对照 (蒸馏水 )无差异 (图 2 ) 。
这 主要由于随着堆肥时间延长 , 堆肥腐熟度增加和氨的含量下降卜 6 ” 〕。 此外 , 添加猪粪 ( T S -
P M )和不添加猪粪的污泥堆肥 ( T )S 对根长和发芽率的影响差异很大 , 在堆肥初期对根长显著
抑制 ,但在腐熟期 ,这种抑制很小甚至不存在 。随着水浸提液稀释度增大和培养时间的延长 ,对
根长的抑制作用减轻 。 其 主要原因与堆肥原材料有关系 , 纯污泥与纯猪粪对根长的抑制不同 ,
猪粪的水浸提液在较高的稀释度下对根的抑制作用就很 明显 , 如在培养 24 h 时 , 7 . 5%的稀
释度与对照无甚差异 ,但培养 24 h 和 96 h 后 , 50 %稀释度下不能测出根长 。
c.之、事骤
犷一勺尸 至一左、 吧产 -
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2 1 4 9
堆肥时间
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2 1 4 9
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堆肥时间 t d/
堆 肥的水浸提液稀释水平」卜 。% , , 乙犷 7 . 5% , 沐一 25 % ,代〕 50 % ,
1 0 0
10 0 %
图 2 污泥堆肥水浸提液对水芹种子发芽后根长的影响
处理方法 不加猪粪 : a 一培养 24 h , b一培养 96 h ; 添加猪粪 : c一培养 24 h , d一 培 养 96
2
.
4 发芽率指数
T S 和 T S 一P M Z 种处理水提取液的发芽率指数变化呈相同趋势 ( 图 3 ) 。 水浸提液在 7 . 5 %
稀释度培养 24 h , 和 25 % 释稀度培养 96 h , 发芽率指数超过对照 ( 1 0 % ) ,说 明仅在稀释度较
高和培养时间加长 ,堆肥水浸提液的生理毒性才下降 。 但堆肥 63 d 前 ,无论发芽 24 h 或 96 h ,
水提取 液稀释度 愈低 ,种子发芽率指数愈低 , 与对照 的差异愈大 , 即生理毒性愈高 。 但在第
63 d 以 后直到堆 肥 1 0 d , 所 有堆肥处理 的种 子发芽 率指数均 已 达到或超过对 照 , 即已 达
1 0 % 以上 ,说明堆肥对种子已无生理毒性 。 一般发芽率指数大于 50 % 时 , 即表明这种堆肥已
为可接受的腐熟度 , 8〕 , 因此以发芽 24 h 的发芽率指数作为指标 , 以 1 0 % 堆肥水提取液进行
发芽试验 , 经推算 T S 和 T S 一 P M 堆肥处理达到可接受的腐熟度的时间为 5 d 。
中 国 农 业 大 学 学 报 1 999 年
从 种子发芽率指数与水提取液 的化学性质之间的相关性结果来看 (表 3 ) , 种子发芽率指
数与水浸提液中 N H ; 一 N , W S C / N 一 or g , p H 值之间有明显的负相关 , 而与 N 0 3一 N 和有机态氮
( N
一。 r . )含量呈极显著正相关 。 进一步说明 , 如果堆肥中有机质腐熟不完全和含有较多 N H +4 -
N
,证明这种堆肥对种子会有较高的生理毒性 .s[ ` · ` ’〕 。
17 5
150
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次\翻靶哥低绷
堆肥时间 t d/
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80642伽0d次\象织份欺洲b次\卑撅哥低洲
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7 2 1 4 9 6 3 1 0 0
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堆肥的水浸提液稀释水平月卜 0% , △ 5 % , 一一义一 2 5 % , 一几卜 5。% , — 10。 %
图 3 污 泥堆肥水浸提液对水芹种子发芽率指数的影响
处理方法 不加猪粪 : a一培养 2 4 h , b一培养 9 6 h ; 添加猪粪 : c一培养 2 4 h , d一培养 96 h 。
表 3 发芽率指数 ( G l) 和堆肥腐 熟度参数之 间相关性
堆 肥 腐 熟 度 参 数
处 理
p H E C W S C N H
; 一
N N ( )
3一
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, , , , , 二 , , 指 分别在 。 . 1 , 。 . 05 和 。 . 01 水平的相关水平 ; n 为没有意 义 。
2
.
5 I C
, 0值
IC S。值是指种子发芽 50 %被抑制时的溶液浓度 〔川 。 一般来说 ,堆肥水浸提液浓度愈大 , 则
种子的 lC 。。值愈高 、 堆肥可溶性成分的生理毒性愈强 。 由于不同堆肥原材料对水芹菜种子 lC :
值不同 , 不同堆肥处理的 CI S。值有很大差异 ,除添加猪粪污泥堆肥的种子 IC S。值在 o d 时能被
计算出来外 ,为 2 9 . 6% , 其他堆肥处理在任何时间均不能计算出 I C S。值 。 这表明污泥堆肥对种
增刊 李国学等 : 用水芹菜种子发芽特性评价污泥堆肥腐熟度和生理毒性 11 5
子芽率的抑制作用上仅在堆肥初期表现较明显 ,而腐熟堆肥的生毒理性较小 ,对种子发芽抑制
作用 已很小 , 表明采用 I C 50值作为堆肥腐熟度指标是不适宜的 。
3 结论
水溶性碳 (W S C ) 和 N H ; 一N 含量均随着堆肥的进行呈明显降低趋势 , 水浸提液中 N O 3 一N
和有机态 N 含量则随着堆肥的进行呈明显增加趋势 ,这种效果添加猪粪的污泥堆肥堆肥较不
添加猪粪的堆肥要高 。
从不同堆肥处理种子发芽率试验结果可以看出 , 24 h 时种子根长 , 发芽率和发芽率指数
均可作为指示堆肥生理毒性和腐熟度大小的重要指标 。 而种子 IC 。。值不能反映堆肥的真正生
理毒性 。 添加猪粪污泥堆肥对种子发芽率 、 根长和发芽率指数的影响 比不添加猪粪的要大 ,但
这种抑制作用仅在堆肥前期比较明显 ,随着堆肥时间的延长抑制作用明显下降 , 到腐熟期已无
抑制作用 , 其堆肥水提取液的生理毒性降至与对照相近 。 种子发芽率指数与水浸提液中 N H ; -
N
,
W S C /W S N
一 o r . , p H 值之间有明显的负相关关 系 , 而与 N O 3一 N 和有机态氮 (W S N 一 o r . )含
量呈极显著正相关 。
参 考 文 献
1 S l
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a s t e U t il iz a t io n C o m m i t t e e
.
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5 Z
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.
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:
2 7 ~ 2 9
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.
B io e y e l
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.
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,
1 9 9 0
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,
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.
B io a s s a y t e s t f
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e s t u d y o f t o x ie i t y o f o r g a n ie s u b s t a n e e s in t h e e o u r s e o f e o m p o s t i n g
.
[ B S
,
T h
e s i s 〕. I t a l y : U n iv e r s i t y o f P is a , F a e u l t y o f A g r ie u l t u r e , 1 9 5 0
16中 国 农 业 大 学 学 报 19 9 9年
11 Wn a g MH
,
L a u W M
,
Y i p 5 W
.
E f f e e t s o f s lu d g e e x t r a e t s o n s e e d g e r m i n a t io n a n d r o o t e lo n g a r io n o f
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1 9 8 1
,
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C in e in n a t i
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.
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.
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.
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.
C o m p o s t cS i U
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一
d e r iv e d e o m p o s t
.
50 11 B io B i
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.
2 6 ( 6 ) : 7 6 7~ 7 7 2
1 7 V le e s e h a u w e r d e D
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V e r d o n e k O
,
V
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.
P h y t o t o x i e i t y o f r e f u s e e o m p o s t
.
B io e y e le
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.
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,
2 7
:
1 1 5~ 1 4 2