全 文 ：文章编号：１００７－４９２９（２０１５）０７－００５４－０４
天然橡胶加工废水灌溉对芫荽生长性状的影响
邢 巧１，２，陈嘉川１，４，刘贤词２，唐文浩３，王双飞１，符 瞰２
（１．广西大学轻工与食品工程学院，南宁５３０００４；２．海南省环境科学研究院，海口５７０２０６；
３．海南大学环境与植物保护学院，海口５７０２２８；４．山东轻工业学院制浆造纸科学与技术教育部重点实验室，济南２５０３５３）
摘 要：以盆栽试验研究了不同处理方法（胶清废水、厌氧ＵＡＳＢ出水、好氧处理终水）和不同浓度天然橡胶加工
废水灌溉对生长性状的影响。结果表明，１０％浓度稀释的胶清废水的肥效、５０％的厌氧出水和好氧处理终水，均显著
优于复合肥，表明胶清废水和厌氧出水可经简单稀释和调整ｐＨ值后直接灌溉，好氧处理终水可直接灌溉。
关键词：天然橡胶加工废水；灌溉；芫荽；生长性状
中图分类号：Ｓ２７３．５ 文献标识码：Ａ
收稿日期：２０１４－０９－０３
基金项目：海南省２００９年重点科技计划项目（０９０８１２）。
作者简介：邢 巧（１９７３－），女，博士研究生，研究员，从事环境科研、环境规划以及环境监测工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｘｃｚｗ＠１６３．ｃｏｍ。
通讯作者：陈嘉川（１９６２－），男，博士生导师，研究方向为废水治理及资源化利用。Ｅ－ｍａｉｌ：４５５１６５３９３＠ｑｑ．ｃｏｍ。
随着世界化学工业的梯度转移，天然橡胶消费中心也不
断发生变化。２０世纪９０年代以后，中国、印度、东盟的天然橡
胶消费量增长明显，逐渐成为世界天然橡胶消费的核心地
区［１］。我国已连续３年天然橡胶的消费量、进口量居世界第
１。由于制胶废水有机物和磷含量很高，其处理难度大、成本
高，所以天然橡胶加工废水污染是限制橡胶产业发展的“瓶
颈”［２］。但制胶废水中含有Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、蛋白质、氨基酸和
有机酸等植物有益物质［３，４］，而不含重金属等有毒物质［５，６］，将
制胶废水当做污染物来治理，既增加了污水处理成本，又浪费
了资源。如果将制胶废水作为一种水肥资源用于农业生产，既
可以促进生态农业和有机农业的发展，还能从源头上解决天然
橡胶加工的环境污染问题。
本文拟在盆栽条件下，使用不同处理程度和不同浓度的制
胶废水灌溉芫荽（新西兰大叶香菜），研究制胶废水灌溉对其生
长性状的影响，以探索制胶废水作为液体肥料进行农业利用的
可能性，为我国天然橡胶加工废水的资源化利用提供科学
依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
本试验在中国热带农业科学院试验基地的日光大棚内进
行，供试土壤为砖红壤，采自中国热带农业科学院试验基地，其
基本理化性状见表１。土样风干后过２ｍｍ筛装在直径２５ｃｍ，
高１５ｃｍ的塑料盆中，每盆装土５．５ｋｇ。供试作物为芫荽（新
西兰大叶香菜，Ｃｏｒｉａｎｄｒｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ Ｌ），由航城种业公司提供。
供试制胶废水采自中国热带农业科学院实验胶厂，其废水处理
工艺为ＵＡＳＢ－活性污泥机械强制曝气氧化法，采集的废水共
有３种，分别为未经处理的胶清废水、ＵＡＳＢ处理中间出水（厌
氧出水）和处理终端出水（好氧出水），其基本性质见表２。供试
肥料为进口挪威４５％三元复合肥（Ｎ为１５％，Ｐ２Ｏ５ 为１５％，
Ｋ２Ｏ为１５％）。
表１ 供试土壤基本理化性状
供试土壤
全氮／
（ｇ·
ｋｇ－１）
碱解氮／
（ｍｇ·
ｋｇ－１）
有效磷／
（ｍｇ·
ｋｇ－１）
速效钾／
（ｍｇ·
ｋｇ－１）
有机质／
％
ｐＨ值
砖红壤 ０．５２９ ６１．００ １６１．３０ ３０．９０ １．１２ ５．９３
表２ 供试废水基本性质
供试废水
ＮＨ４－Ｎ／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ＴＮ／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ＴＰ／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ＣＯＤ／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ＢＯＤ５／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ＳＳ／
（ｍｇ·
Ｌ－１）
ｐＨ值
胶清废水 ２ ６６０ ２ ８５０ １７６ ２２ ３００ － ２ ３６０ ４．８６
厌氧出水 ６４７ ８１５ ４９．１ ４３５ － ５００ ８．４６
好氧出水 ５０．４ ３６３ ４３．５ ２４４ ６３．４ ６ ８．０４
１．２ 试验方法
试验设置不施肥只灌溉清水ＣＫ和施用复合肥 Ｎ与胶清
废水Ｓ、厌氧出水Ｙ、好氧出水Ｃ ３种废水灌溉处理，制胶废水
灌溉处理中，好氧出水设置１００％一个浓度梯度水平，厌氧出水
和胶清废水用清水稀释，分别设置１００％、５０％、２５％、１０％等４
个浓度梯度水平（见表３），每个处理设置４个重复，共４４盆。
４５ 节水灌溉·２０１５年第７期
每盆用种２．５ｇ，出苗后第１０ｄ间苗，每盆留苗１２０株左右。从
出苗后第６ｄ开始每间隔７ｄ灌溉一次，共灌溉５次，每次每盆
灌溉２００ｍＬ清水或制胶废水。复合肥 Ｎ处理每次灌溉时同
时施肥，施肥量０．５ｇ／（盆·次）。
表３ 盆栽试验设计方案
处理名称 水平１ 水平２ 水平３ 水平４
清水 ＣＫ
复合肥 Ｎ
胶清废水 Ｓ１００ Ｓ５０ Ｓ２５ Ｓ１０
厌氧出水 Ｙ１００ Ｙ５０ Ｙ２５ Ｙ１０
好氧出水 Ｃ
１．３ 样品采集与分析方法
每次灌溉后第７ｄ（第５次为１２ｄ），选取每盆长势较好且
一致的５棵植株测定地上部分干重。芫荽生长一个半月后进
行收获。首先，取盆中长势较一致的植株进行鲜样指标（维生
素Ｃ、叶绿素）的测定，然后进行干样指标（可溶性总糖）的测
定，最后取每盆长势较好且一致的植株２０株，测定地上部分干
重和地下部分干重。
植株干重测定时先将鲜样用１０５℃杀青３０ｍｉｎ，之后用８０
℃烘干至恒重，最后用千分之一天平进行测定［７］。维生素Ｃ采
用２，６－二氯酚靛酚比色法测定，叶绿素采用丙酮－乙醇混合
液比色法测定，可溶性总糖采用蒽酮比色法测定［８］。
１．４ 数据分析方法
数据采用ＳＡＳ９．０统计分析软件进行各处理间的多重比
较，采用方法为ＤＵＮＣＡＮ新复极差法，考虑０．０５的显著水平，
用Ｅｘｃｅｌ ２０１０进行数据的相关统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 胶清废水灌溉对芫荽生长发育状况的影响
从图１（ａ）中可以看出，胶清废水灌溉的芫荽在前期的生长
过程中，叶片长势相对一致，不同浓度处理间并没有很大的差
距，这大致与土壤自身养分的供给足够芫荽的生长或与土壤的
缓冲能力有关。从第２次采样过后长势差异逐渐开始。首先，
随着浇灌次数的增多，呈现浓度越高，叶片长势越差的趋势；其
次，尽管总体上呈现浓度越高，叶片长势越差，肥害越明显的特
点，但后两次采样Ｓ５０和Ｓ２５处理之间的差异性并不明显；第
三，在接下来３次的采样过程中仅Ｓ１００的叶片数小于ＣＫ处
理，这大致与Ｓ１００不断累积的盐基离子对芫荽的根系产生了
胁迫有关，同时Ｓ１００处理中有机物含量过高，导致土壤呼吸增
强，影响了芫荽根系的呼吸，这两者的共同作用导致了Ｓ１００处
理叶片数长势较ＣＫ和其他浓度处理差。
从图１（ｂ）中可以看出，分枝数的差异性变化大体也是从第
２次采样后开始的。除第４次采样Ｓ５０分枝数的数值变化有所
出入与采样误差有关外，总体的变化趋势与叶片数变化趋势相
近，即处理浓度越低，分枝数越多。与叶片数变化趋势不同的
是，分枝数在整个生长期的增长较为平缓；其次，Ｓ１００处理分
枝数在整个生长期与ＣＫ处理大致相同。
从图１（ｃ）中可以看出，和叶片数、分枝数的变化趋势一样，
株高的差异性变化从第２次采样之后逐渐显露出来。但和叶
片数、分枝数不同的是，仅第３次采样呈现，浓度越低，株高长
势越好的趋势；其次，Ｓ５０处理在第２次、第３次、第４次的采样
图１ 胶清废水与清水混灌对盆栽芫荽叶片数、分枝数、株高、地上部分干重和地下部分干重的影响
５５天然橡胶加工废水灌溉对芫荽生长性状的影响 邢 巧 陈嘉川 刘贤词 等
过程中，株高没有很大的变化，这与芫荽地上一部分的茎分化
为匍匐根状茎导致测量误差有关；第三，最后一次采样，除Ｓ１００
处理外，Ｓ１０、Ｓ２５和Ｓ５０三个处理的株高大致相同。这大致与
采样时间间隔较上一次采样长的原因造成的，由于１２月８日
污清混灌后，接下来的１２ｄ里仅仅进行正常的清水浇灌，这样
Ｓ５０处理因前期废水浓度过高而对芫荽造成的盐基离子胁迫
得以缓解，因此，可以说Ｓ５０处理对芫荽的株高有较大的负面
影响。Ｓ１００株高在整个生育期出现不增反降的趋势，原因大
致有二，第一与Ｓ５０处理一样，一部分的茎分化为匍匐根状茎
导致测量误差；第二，从恢复设计浓度（未稀释）浇灌开始，Ｓ１００
处理逐渐出现倒苗现象，虽然没有全部死亡，但存留的数量较
少，这样也会导致采样过程中出现误差，但可以确定的是Ｓ１００
处理确实对芫荽的株高有强烈的抑制作用。
从图１（ｄ）中可以看出，地上部分干物质含量的变化趋势和
叶片数的变化趋势有很大的相似性，同样随着浓度的降低，呈
现地上部分干重总体增大的趋势；根据最后收获的数据看，
Ｓ１０、Ｓ２５和Ｓ５０处理分别比ＣＫ处理高出了２．０倍、１．９倍和
２．８倍，而Ｓ１００处理则比ＣＫ低７％左右。可见，未稀释的胶清
废水会削弱芫荽地上部分干物质的累积，而其他稀释过的胶清
废水处理则对芫荽地上部分干物质的积累有促进作用。但确
定稀释到何种程度才会对芫荽的干物质累积不产生削弱作用
需要进一步的研究。
根据最终收获采样后［见图１（ｅ）］，所获得的地下部分干重
的数据来看，胶清废水不同处理间的差异性均达到极显著水
平，且随着胶清废水浓度的降低，地下部分干重呈逐渐升高的
趋势。在与ＣＫ处理的比较看来，除Ｓ１０处理比其高出３３．２％
以外，剩下的３个处理Ｓ１００、Ｓ５０、Ｓ２５分别比其低５０．８％、
１８．８％和１１．６％。以此可以推断，未稀释的胶清废水对芫荽根
系的干物质累积有强烈的抑制作用，而浓度为５０％和２５％的
胶清废水对芫荽根系的干物质累积有一定抑制作用，而浓度为
１０％胶清废水对芫荽根系的干物质累积有显著促进作用。
２．２ 厌氧 ＵＡＳＢ出水灌溉对芫荽生长发育状况的
影响
从图２（ａ）中可以发现，ＵＡＳＢ出水处理的芫荽叶片数出现
差异也是从第２次采样后开始的，而且变化趋势并不像出水处
理和胶清废水处理那样，前后趋势相对一致，ＵＡＳＢ出水处理
是随着时间的变化，先呈现浓度低，叶片数高的趋势，而后逐渐
过渡到浓度增高叶片数增多的趋势，这个现象的产生大概跟芫
荽在生长前期需肥量少，生长后期需肥量多的关系造成的；当
然在这个过程当中，Ｙ５０处理的叶片数逐渐大于 Ｙ１００处理的
叶片数，这也可能是因为Ｙ１００中的还原性物质较多，对芫荽叶
片的生长造成了影响。另外，４个处理跟ＣＫ处理比较，均高于
ＣＫ处理，说明 ＵＡＳＢ出水处理，对芫荽叶片数的增加有积极
影响。
从图２（ｂ）中可以看出，ＵＡＳＢ出水处理芫荽分枝数随着灌
溉时间的变化，逐渐由开始的随浓度的降低叶片数出现先增高
后降低的趋势，而过渡到随浓度的降低而降低的趋势。尽管在
第３次和第４次的采样中，这种现象并不是很明显。在芫荽整
个生长过程中，ＵＡＳＢ处理的分枝数总是高于ＣＫ处理的分枝
数，说明ＵＡＳＢ出水对增加芫荽分枝数有一定帮助。
从图２（ｃ）中可以看出，ＵＡＳＢ处理芫荽的株高随着时间的
推移，逐渐呈现出差异性，即施用浓度越高，株高越高的现象。
图２ ＵＡＳＢ出水与清水混灌对盆栽芫荽、叶片数、分枝数、株高、地上部分干重和地下部分干重的影响
６５ 天然橡胶加工废水灌溉对芫荽生长性状的影响 邢 巧 陈嘉川 刘贤词 等
株高的差异性变化是从第１次采样后开始变化的，虽然接下来
的两次采样，株高的变化趋势并不明显，但是从第４次采样开
始，株高就呈现出施用浓度越高，株高越高的现象。这与前面
叶片数和分枝数有大致相同的变化规律，但是不同点在于
Ｙ１００处理在最后两次的采样中株高都领先于其他处理。
从图２（ｄ）可以看出，ＵＡＳＢ出水处理在前三次的采样中地
上部分干物质含量的差异性并不大，或者说不同处理间的差异
性没有一定规律可言。直到第４次采样之后，处理间差异才渐
渐显露出来，即地上部分干物质含量随着处理水浓度的增大呈
现先增大后减小的趋势，尽管在最后一次采收中发现，Ｙ５０的
干物质含量要高于Ｙ１００，但两者之间的差异并不大。
根据最终收获采样后，所获得的地下部分干重的数据来看
［见图２（ｅ）］，在显著水平为０．０５的情况下，ＵＡＳＢ出水处理间
存在显著差异；但在０．０１显著水平下，Ｙ５０和 Ｙ１０、Ｙ１００和
ＣＫ没有显著差异，其中，Ｙ１００、Ｙ５０、Ｙ２５和Ｙ１０分别比ＣＫ处
理高出５．９％、５８．２％、４５．４％和５１．７％，对比其他３个 ＵＡＳＢ
出水处理，Ｙ１００对芫荽地下部分干物质的积累确实有一定负
面影响，但该影响程度较胶清废水Ｓ１００处理影响小；同时两者
对根系生长的影响也较不同，前者是因为水质当中含较多的还
原性物质，其通过影响土壤呼吸从而影响根系生长。后者除了
有机物浓度过高产生了影响外，盐基离子的胁迫也起到很大的
影响作用。
２．３ 好氧处理终水灌溉对芫荽生长发育状况的影响
从图３（ａ）中可以看出，前三次采样Ｃ处理与ＣＫ处理对芫
荽的叶片数的影响大致相同，这可能与芫荽生长前期需肥量并
不大有关。由于土壤的养分足够支持这段时期芫荽的生长，所
以表现在叶片数上两者并没有很大的差异。但是，芫荽进入生
长旺盛期后，两者的叶片数就有很大的差异了，在第４次、第５
次采样的过程中，我们发现，Ｃ处理的叶片数比ＣＫ处理的叶片
数分别高出了８７．８％，６４．２％，很明显此时ＣＫ处理的芫荽缺
乏营养物质的供给，所以在长势上大大落后于Ｃ处理。
从图３（ｂ）中可以看出，在芫荽整个生育期的生长过程中，
分枝数随着时间的变化，逐渐增多，而Ｃ处理分枝数在整个生
育期生长过程中总是领先ＣＫ处理。与叶片数变化趋势相似
的是，前三次采样两者并没有很大的差距，进入芫荽生长旺期
以后，Ｃ处理的芫荽的分枝数明显领先于ＣＫ处理，而且这一趋
势不断扩大至最后一次采样。
从图３（ｃ）中可以看出，两种不同水质灌溉对芫荽株高的影
响与对叶片数，分枝数的影响相似，也是随时间的变化，呈逐渐
增长的态势，但株高的变化与前两者不一样的地方在于，Ｃ处
理芫荽株高的生长旺期是发生在第４次采样以后；而ＣＫ处理
芫荽的株高除第３次采样外，在整个生长期都平稳增长，没有
出现大的浮动。
从图３（ｄ）中可以看出，芫荽地上部分干重的变化趋势和叶
片数的变化趋势非常相近，同样是前三次采样没有大的变化，
直到从第３次采样过后，两者的地上部分干物质含量出现了很
大的差异，第４次、第５次采样，Ｃ处理的地上部分干物质含量
分别比ＣＫ处理高１．８５倍和２．１６倍。可见与ＣＫ处理相比，Ｃ
处理对芫荽的干物质积累有非常明显的促进作用。
根据最终收获采样后［见图３（ｅ）］，所获得的地下部分干重的
数据来看，Ｃ处理与ＣＫ处理、Ｎ１．０处理之间差异达到极显著。Ｃ
处理地下部分干物质含量显著大于ＣＫ处理和Ｎ１．０处理。
图３ 好氧处理终水灌溉对盆栽芫荽叶片数、分枝数、株高、地上部分干重和地下部分干重的影响 （下转第６１页）
７５天然橡胶加工废水灌溉对芫荽生长性状的影响 邢 巧 陈嘉川 刘贤词 等
位整体变化趋势作整体把握。ＢＰ神经网络则根据大量数据的
反复弹回校正，整体来讲拟合相对较好，预测结果比较理想，但
是训练预测时间较长并且需要基于较多数据。
图２ 预测模型结果对比图
４ 结 语
本文选用了灰色ＧＭ（１，１）、叠加的马尔科夫链和ＢＰ神经
网络３种模型进行地下水位预测研究，对比分析了３种模型预
测结果以及其适用情况。灰色ＧＭ（１，１）模型预测结果对于数
据的波动无法表现，适用于把握数据的大体变化趋势；叠加马
尔科夫链模型的预测结果波动幅度相对比实际数据更小，适用
于对相对稳定的数据的预测；ＢＰ神经网络模型需要基于相对
较多的数据进行有弹回地校正模拟，且预测的结果相对拟合程
度更好，预测结果更理想。
参考文献：
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（９）：
８０－８２．
（上接第５７页）
３ 结 语
（１）胶清废水：１０％浓度胶清废水处理对芫荽生长的促进
作用优于胶清废水其他浓度处理、清水处理和普通化肥处理，
其中在生育期叶片数、分枝数、株高、地上部分干重、地下部分
干重方面分别比清水对照高出８９．５％、３４．１％、１．３２倍、２．８倍
及３３．２％；其次，除株高外，在生育期叶片数、分枝数、地上部分
干重、地下部分干重方面比普通化肥处理高出１９．０％、１．６倍、
２３．９％及５７．９％。所以，在胶清废水几个浓度处理当中１０％
浓度处理较适宜作为灌溉用水；经过衡算该处理的氨氮及
ＣＯＤ的浓度分别为：２６６及２ ２３０ｍｇ／Ｌ。
（２）厌氧ＵＡＳＢ出水：５０％浓度厌氧ＵＡＳＢ出水处理对芫荽
生长的促进作用优于厌氧 ＵＡＳＢ出水其他浓度处理、清水处理
和普通化肥处理，其中在生育期叶片数、分枝数、株高、地上部分
干重、地下部分干重方面分别比清水对照高出１．０倍、２８．５％、
２８．１％、２．８倍及５８．２％；其次，除株高和分枝数外，在生育期叶
片数、地上部分干重、地下部分干重方面比普通化肥处理高出
２７．８％、２４．９％及８７．５％。所以，在厌氧ＵＡＳＢ出水几个浓度处
理当中５０％浓度处理较适宜作为灌溉用水；经过衡算该处理的
氨氮及ＣＯＤ的浓度分别为：３２３．５及２１７．５ｍｇ／Ｌ。
（３）好氧处理终水：好氧处理终水对芫荽生长的促进作用
优于清水处理和普通化肥处理，其中在生育期叶片数、分枝数、
株高、地上部分干重、地下部分干重方面分别比清水对照高出
６４．２％、２５．２％、３４．７％、２．１６倍及１７．８％；其次，除分枝数外，
在生育期叶片数、株高、地上部分干重、地下部分干重方面比普
通化肥处理高出３．１倍、１．２倍、２．７倍及３９．７％。所以，好氧
处理终水较适宜作为灌溉用水；经过衡算该处理的氨氮及
ＣＯＤ的浓度分别为：５０．４及２４４ｍｇ／Ｌ。
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