全 文 ：书污泥对高羊茅抗旱性的影响研究
韩朝，刘洋，董慧，常智慧
（北京林业大学草坪研究所，北京１０００８３）
摘要：污泥中含有腐殖质和生长素等生物活性类物质，会对植物的生长产生影响。本试验在相同氮肥条件下，研究
了污泥对高羊茅抗旱性的影响。采用裂区实验设计，主处理包括充分浇水和干旱２个水平；副处理为不同的氮源：
对照（７５．０ｍｇ／ｋｇ的氮素由硝酸铵提供）、半污泥（硝酸铵和污泥各提供３７．５ｍｇ／ｋｇ的氮素）、全污泥（７５．０ｍｇ／ｋｇ
的氮素由污泥提供）。结果表明，干旱条件下全污泥和半污泥处理能够显著提高高羊茅的坪观质量、叶片相对含水
量和叶绿素含量，并降低叶片萎蔫度（犘＜０．０５），表明污泥的施用能够改善高羊茅在干旱下地上部分的生长状况；
全污泥处理还能提高叶片的水分利用效率，使高羊茅在５０％田间持水量时保持较好的水分代谢（犘＜０．０５）；全污
泥和半污泥处理能够增加２种水分状况下的根重，提高高羊茅在重度干旱下的根系活力，同时促进干旱条件下高
羊茅叶片中脯氨酸的积累（犘＜０．０５），表明污泥中的活性物质能够增强高羊茅的抗旱性。
关键词：污泥；高羊茅；抗旱性；根
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０３．４　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１４）０３０１２７０９
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０３１４　　
　　污泥是城镇污水处理厂在污水净化处理过程中产生的含水率不同的废弃物（不包括栅渣、浮渣和沉砂池砂
粒）［１］。随着我国城市污水处理工程的快速发展，污泥的产量与日俱增，大量污泥的处置成为社会日益关注的问
题［２］。
污泥在绿地植物上的应用越来越广泛，由于污泥中含有丰富的营养物质，因此不仅可以将污泥直接添加到土
壤中，还可以配合生活垃圾、秸秆、动物粪便等制成堆肥使用［３］。污泥在草坪上的应用，可以提高土壤的肥力［４］，
改善土壤的物理结构，同时增强土壤微生物的活性［５６］。大量研究表明，污泥在草坪上的应用能够促进植物的生
长，提高草坪草的生长状况和坪观质量［３］，从而提高其生态价值和经济价值。另外，污泥中含有较多的重金属元
素，且污泥中的重金属含量较高，对绿地植物种子的发芽也具有抑制作用，相关研究表明Ｐｂ、Ｃｕ、Ｃｄ等重金属对
植物的发芽具有抑制作用［７９］，因此使用时需要控制用量。
近年来的相关研究表明污泥能够增强植物的抗性。污泥的施用使氮素的释放起到了缓释作用，且污泥中的
活性物质作用增强，使草地早熟禾（犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊）的细胞膜透性减小，增强其抗寒性［１０］。污泥堆肥对高尔夫球
场匍匐翦股颖（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪）与一年生早熟禾（犘狅犪犪狀狀狌犪）混播草坪的币斑病具有较好的防治效果［１１］。
另外，污泥在苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）上的研究表明，污泥的施用能够促进苜蓿在干旱条件下的生长，提高苜蓿氮
素和水分的利用效率，提高其抗旱性［１２］。污泥中含有对植物生长起到调节作用的活性物质，这些活性物质的存
在能够直接或通过刺激微生物的活动间接为植物的生长提供生长调节剂，从而促进植物的生长［１３］。Ｚｈａｎｇ等［１４］
研究发现污泥中含有腐殖质和生长素，其含量均在对植物生长起到调节作用的范围内，因此，污泥中生物活性物
质的存在会对植物产生生长调节剂的作用，从而增强植物的抗性。
目前，有关污泥在草坪草上应用的研究较多，但有关污泥对草坪抗旱性的研究较少，且以往有关污泥对草坪
草的研究大多集中在不同用量的污泥对草坪草生长的影响。本研究将污泥作为氮源，研究其与无机氮肥硝酸铵
相同氮肥条件下污泥中的活性物质对高羊茅（犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪）抗旱性的影响，以期为污泥提高草坪的抗性
提供理论依据。
第２３卷　第３期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
１２７－１３５
２０１４年６月
收稿日期：２０１３０８２７；改回日期：２０１３１１０７
基金项目：北京高等学校“青年英才计划”项目（ＹＥＴＰ０７４２）资助。
作者简介：韩朝（１９８７），男，河北石家庄人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｈａｎ＿ｃｈａｏ１９８８＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｃｈａｎｇｚｈ＠ｂｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１　材料与方法
１．１　试验用污泥
污泥取自北京市某生活污水处理厂，污泥的理化
性质见表１。
１．２　试验材料
试验所用草种为高羊茅美洲虎３号，播种量为３０
ｇ／ｍ２；试验所用基质为无营养的煅烧粘土（ｐｒｏｆｉｌｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ）。
１．３　污泥中高羊茅可利用有效氮的测定
试验在温室中进行，日夜温度为２８℃／１８℃，光照
１４ｈ，光强４００μｍｏｌ／ｍ
２。高羊茅种植在直径为１５
ｃｍ，深度为１１ｃｍ的塑料盆中，每盆装７００ｇ的煅烧
粘土。播种前和整个试验期间，使每个盆中的土壤含
表１　试验所用污泥的理化性质
犜犪犫犾犲１　犜犲狊狋犲犱犫犻狅狊狅犾犻犱狊狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊
指标Ｉｎｄｅｘ 含量Ｃｏｎｔｅｎｔ
含水量 Ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（％） ８６．０
全氮ＴｏｔａｌＮ（ｍｇ／ｇ） ６８．４
全磷ＴｏｔａｌＰ（ｍｇ／ｇ） １９．３
全钾ＴｏｔａｌＫ（ｍｇ／ｇ） ７．１
钙Ｃａ（ｍｇ／ｇ） ７．８
铁Ｆｅ（ｍｇ／ｇ） ３．５
镁 Ｍｇ（ｍｇ／ｇ） ２．４
锰 Ｍｎ（ｍｇ／ｇ） ０．０５２
腐殖酸 Ｈｕｍｉｃａｃｉｄ（％） １９．３０
生长素ＩＡＡ（μｇ／ｇ） １．６２
水量保持在９０％的田间持水量。田间持水量的测定方
图１　氮素吸收量和施入量的标准曲线
犉犻犵．１　犛狋犪狀犱犪狉犱犮狌狉狏犲狊狅犳犖狌狆狋犪犽犲犪狀犱犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狉犪狋犲　
法是用煅烧粘土将塑料盆装满，用水将煅烧粘土浇透，
然后用塑料膜封住塑料盆口，静置２４ｈ以后称重，以
此时的土壤含水量为１００％，浇水前和静置２４ｈ后分
别对其进行称重［１４］。
高羊茅生长所需要的氮以外的其他元素由无氮霍
格兰营养液提供，氮素由硝酸铵和污泥提供。试验设
置５个处理：１）对照：不添加氮素；２）氮素施用量：２５．０
ｍｇ／ｋｇ；３）氮素施用量：５０．０ｍｇ／ｋｇ；４）氮素施用量：
７５．０ｍｇ／ｋｇ；５）施用污泥１０．０ｇ（鲜重）。２）、３）、４）所
用氮素由硝酸铵提供。采用完全随机区组设计，设置
５个重复。
污泥中高羊茅可利用有效氮测定实验于２０１２年３月２４日播种，试验持续８周。试验结束后把高羊茅地上
部分全部收集，于６５℃烘箱中烘干称重并测定每盆高羊茅的全氮含量［１５］，求出每个处理平均的氮吸收量。由处
理１）～４）的氮吸收量 Ｙ（ｍｇ／盆）和氮的施用量Ｘ（ｍｇ／ｋｇ）做标准曲线（图１）并得出线性方程：犢＝０．４０２犡＋
１６．２４（犚２＝０．９９９）。由此可计算出提供７５．０ｍｇ／ｋｇ的氮量需要鲜污泥１４．５ｇ。
１．４　试验设计
试验采用裂区设计。主处理为水分条件，包括充分浇水和干旱处理２个水平，副处理为氮源，包括：１）对照
（７５．０ｍｇ／ｋｇ的氮素由硝酸铵提供）；２）半污泥（硝酸铵和污泥各提供３７．５ｍｇ／ｋｇ的氮素）；３）全污泥（７５．０
ｍｇ／ｋｇ的氮素由污泥提供）。
高羊茅（美洲虎３号）种植在直径为２３ｃｍ，高１５ｃｍ的塑料盆中，每盆装２．５ｋｇ的煅烧粘土。于２０１３年３
月２４日播种，高羊茅的播种量为３０ｇ／ｍ２。由无氮霍格兰营养液提供除氮以外的其他元素。播种前和干旱处理
之前，使每盆都保持９０％的田间持水量。试验在温室中进行（日夜温度为２８℃／１８℃，光照１４ｈ，光强４００
μｍｏｌ／ｍ
２）。
试验所用污泥在播种前用水搅拌后均匀施入煅烧粘土中。硝酸铵在播种前、播种２周和播种４周后分３次
施入。硝酸铵施用完后４周，开始进行干旱处理。正常浇水处理保持９０％的田间持水量，干旱处理从５月２４日
开始，自然干旱至５０％田间持水量、３０％田间持水量、２０％田间持水量，而后恢复充分浇水至９０％田间持水量。
高羊茅的生长过程中保持９ｃｍ的修剪高度。
８２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
１．５　测试指标及方法
取样时间根据土壤含水量确定，土壤含水量用ＴｈｅｔａＰｒｏｂｅ土壤水分测定仪（ＭＬ２，ＤｅｌｔａＴＤｅｖｉｃｅ，Ｃａｍ
ｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ）来测定。
在９０％田间持水量（５月２４日）、５０％田间持水量（６月６日）、３０％田间持水量（６月１９日）、２０％田间持水量
（６月２５日）和恢复浇水至９０％田间持水量１周后（７月２日）测定坪观质量、叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨
酸含量和蒸散量；在３个干旱阶段（６月６日、６月１９日和６月２５日）测定叶片萎蔫度；在干旱开始前（５月２４
日）、５０％田间持水量（６月６日）和恢复浇水至９０％田间持水量１周后（７月２日）测定气孔导度和水分利用效
率；在２０％田间持水量（６月２５日）时取根样（用直径为４ｃｍ，深度为３０ｃｍ的土钻取样），测定根系活力；试验结
束后收集根样，测定根系干重。
坪观质量采用９分制［１６］；叶片萎蔫度参照Ｚｈａｎｇ等［１４］的方法；叶片相对含水量的测定采用饱和称重法［１７］；
叶绿素含量的测定采用浸提比色法［１８］；蒸散量的测定是记录每次浇水前和浇水后的重量，用蒸散掉水量的深度
表示；气孔导度用Ｌｉｃｏｒ６４００光合仪测定（ＬＩ６４００，ＬｉＣｏｒ，Ｌｉｎｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）；水分效率用光合速率／蒸腾速
率来表示［１９］；脯氨酸含量的测定参照Ｂａｔｅｓ等［２０］的方法；根系活力的测定采用ＴＴＣ法［２１］；根系重量在试验结束
后收集高羊茅的根系，６５℃恒温烘干后称重［２２］。
１．６　统计分析
采用ＳＰＳＳ１７．０进行数据分析，统计检验采用ＬＳＤ检验。
２　结果与分析
２．１　坪观质量
正常浇水条件下，在５月２４日，对照组的坪观质量显著高于半污泥和全污泥处理（犘＜０．０５），而后４个取样
点（６月６日、６月１９日、６月２５日和７月２日）全污泥处理的坪观质量均高于对照（犘＜０．０５），半污泥处理在３
个取样点（６月１９日、６月２５日和７月２日）的坪观质量高于对照（犘＜０．０５）；干旱降低了３个处理高羊茅的坪观
质量，恢复浇水后坪观质量恢复到６分以上；６月６日（５０％田间持水量）时，全污泥的坪观质量高于对照和半污
泥处理（犘＜０．０５），６月１９日（３０％田间持水量）、６月２５日（２０％田间持水量）和７月２日（复水１周后），３个处
理间差异均显著，且全污泥的坪观质量最高，半污泥处理的次之（表２）。
表２　２种水分条件下高羊茅坪观质量
犜犪犫犾犲２　犐犿狆犪犮狋狅犳犫犻狅狊狅犾犻犱狊狅狀狋狌狉犳犵狉犪狊狊狇狌犪犾犻狋狔狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ６１９ ６２５ ７２
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ８．３ａＡ ８．０ｂＢ ７．８ｃＣ ７．７ｃＤ ７．４ｂＥ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ８．０ｂＢＣ ８．１ｂＡ ８．０ｂＡＢ ７．９ｂＣ ７．７ａＤ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ８．１ｂＢ ８．３ａＡ ８．２ａＡＢ ８．２ａＢ ７．７ａＣ
干旱Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ８．３ａＡ ７．２ｂＢ ５．６ｃＤ ４．３ｃＥ ６．２ｃＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ８．０ｂＡ ７．２ｂＢ ５．７ｂＤ ４．５ｂＥ ６．４ｂＣ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ８．１ｂＡ ７．４ａＢ ５．９ａＤ ４．７ａＥ ６．６ａＣ
　注：同列不同小写字母间差异显著（犘＜０．０５），同行不同大写字母间差异显著（犘＜０．０５），下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｍｅａｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｗｉｔｈｉｎｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ，ｍｅａｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｐｐｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓ
ｗｉｔｈｉｎｅａｃｈｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２　叶片萎蔫度
随着干旱程度的增加，干旱处理下高羊茅的叶片萎蔫度呈增加的趋势（图２）。３０％田间持水量时，对照的叶
片萎蔫度与半污泥和全污泥相比存在显著差异（犘＜０．０５），污泥处理降低了叶片萎蔫度；半污泥和全污泥之间没
９２１第２３卷第３期 草业学报２０１４年
有显著差异。２０％田间持水量时，３个处理间的叶片萎
图２　污泥对高羊茅在５０％，３０％和２０％田间
持水量下的叶片萎蔫度的影响
犉犻犵．２　犔犲犪犳狑犻犾狋犻狀犵狉犪狋犲狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅犫犻狅狊狅犾犻犱狊犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犻狀
狋犪犾犳犲狊犮狌犲狌狀犱犲狉５０％，３０％犪狀犱２０％犮狅狀狋犪犻狀犲狉犮犪狆犪犮犻狋狔　
蔫度差异均显著，其中全污泥和半污泥的叶片萎蔫度
与对照相比分别降低了１２．２％和７．１％（犘＜０．０５）。
２．３　叶片相对含水量
干旱处理组的高羊茅叶片相对含水量随着干旱程
度的增强逐渐下降，恢复浇水１周后其叶片相对含水
量增加（表３）。充分浇水条件下（９０％田间持水量），６
月１９日时，全污泥和半污泥与对照相比显著提高了叶
片相对含水量（犘＜０．０５）。干旱条件下，在６月１９日
（３０％田间持水量）和６月２５日（２０％田间持水量），全
污泥和半污泥与对照相比，均显著提高了叶片相对含
水量（犘＜０．０５），复水１周后，３个处理间差异均显著
（犘＜０．０５）。
表３　２种水分条件下高羊茅叶片相对含水量
犜犪犫犾犲３　犐犿狆犪犮狋狅犳犫犻狅狊狅犾犻犱狊狅狀犾犲犪犳狉犲犾犪狋犻狏犲狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊 ％
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ６１９ ６２５ ７２
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ９２．６７ａＡ ９３．７３ａＡ ８２．３３ｂＣ ８５．６０ａＢ ８６．２２ａＢ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ９２．８１ａＡ ９３．５６ａＡ ８４．０４ａＣ ８６．２４ａＢ ８６．９１ａＢ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ９０．８９ａＢ ９２．８０ａＡ ８５．１２ａＤ ８７．０７ａＣ ８７．９０ａＣ
干旱 Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ９１．８７ａＡ ８７．３２ａＢ ５２．５４ｂＤ ４０．３１ｂＥ ６２．５４ｃＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ９２．００ａＡ ８７．００ａＢ ５５．０１ａＤ ４２．１２ａＥ ６７．３１ｂＣ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ９２．０６ａＡ ８８．０６ａＢ ５６．２１ａＤ ４３．８３ａＥ ７０．６６ａＣ
２．４　叶绿素含量
充分浇水条件下（９０％田间持水量），与对照相比，全污泥在４个取样点（６月６日、６月１９日、６月２５日和７
月２日）均提高了叶绿素含量（犘＜０．０５），半污泥在２个取样点（６月１９日和７月２日）提高了叶绿素含量。干旱
条件下叶绿素的含量随着干旱程度的增强而降低，恢复浇水后叶绿素含量增加，而污泥的施用在干旱和复水１周
后均显著提高了叶绿素含量。与对照相比，全污泥在４个取样点（６月６日、６月１９日、６月２５日和７月２日）提
高了叶绿素含量（犘＜０．０５），半污泥处理在１个取样点（６月１９日）提高了叶绿素含量（犘＜０．０５）（表４）。
表４　２种水分条件下高羊茅叶绿素含量
犜犪犫犾犲４　犆犺犾狅狉狅狆犺狔犾犮狅狀狋犲狀狋狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊 ｍｇ／ｇ
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ６１９ ６２５ ７２
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ２．８３ａＡＢ ２．９０ｂＡ ２．７７ｂＢ ２．５４ｂＣ ２．３７ｂＤ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ２．７６ａＢ ３．１３ａＡ ２．８１ｂＢ ２．６６ａＢＣ ２．４１ｂＤ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ２．８０ａＢ ３．２０ａＡ ２．９０ａＢ ２．６８ａＣ ２．５８ａＣ
干旱 Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ２．８５ａＡ ２．４２ｂＢ １．７２ｂＣ １．３９ｂＤ １．７６ｂＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ２．８０ａＡ ２．４８ｂＢ １．９５ａＣ １．４５ｂＥ １．８３ｂＤ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ２．８８ａＡ ２．６１ａＢ ２．０３ａＣ １．６０ａＤ ２．０１ａＣ
０３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
２．５　蒸散量
在充分浇水条件下，半污泥处理的高羊茅在６月６日时的蒸散量低于全污泥处理和对照（犘＜０．０５）。在干
旱条件下，６月２５日（２０％田间持水量）时，全污泥和半污泥的蒸散量比对照分别高２６．５％和２０．６％（犘＜０．０５）
（表５）。
表５　２种水分条件下高羊茅的蒸散量
犜犪犫犾犲５　犈狏犪狆狅狋狉犪狀狊狆犻狉犪狋犻狅狀狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊 ｍｍ
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ６１９ ６２５ ７２
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ４．８３ａＡ ２．３８ａＣ ５．２１ａＡ ３．３２ａＢ ３．１８ａＢＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ４．８４ａＡ ２．１２ｂＥ ４．３８ａＢ ３．０５ａＣ ２．７３ａＤ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ４．８１ａＡ ２．３５ａＣ ４．６１ａＡ ３．１１ａＢ ２．９７ａＢ
干旱 Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ４．７１ａＡ １．４８ａＢＣ １．７１ａＢ ０．３４ｂＤ １．１６ａＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ４．７５ａＡ １．５５ａＢ １．８１ａＢ ０．４１ａＣ １．６４ａＢ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ４．９６ａＡ １．５２ａＢ １．７１ａＢ ０．４３ａＥ １．０９ａＤ
２．６　气孔导度
充分浇水条件下，５月２４日时，半污泥处理的气孔导度显著高于全污泥和对照（犘＜０．０５），而６月６日和７
月２日，全污泥和半污泥处理均显著高于对照（犘＜０．０５）。干旱条件下，在干旱处理前（５月２４日）和恢复浇水１
周后（７月２日），３个处理间无差异，而在５０％田间持水量时（６月６日），全污泥和半污泥处理的气孔导度高于对
照（犘＜０．０５）（表６）。
表６　２种水分条件下高羊茅的气孔导度和固有水分利用效率
犜犪犫犾犲６　犛狋狅犿犪狋犪犾犮狅狀犱狌犮狋犪狀犮犲犪狀犱犻狀狋狉犻狀狊犻犮狑犪狋犲狉狌狊犲犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊
项目
Ｉｔｅｍ
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ７２
气孔导度
Ｓｔｏｍａｔａｌｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ
（ｍｏｌＨ２Ｏ／ｍ２·ｓ）
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ０．０４０２ｂＡ ０．０３９７ｂＡ ０．０３７８ｂＢ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ０．０４２６ａＡ ０．０４１２ａＢ ０．０３８７ａＣ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ０．０４１３ｂＢ ０．０４２５ａＡ ０．０３９５ａＣ
干旱Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ ０．０４２０ａＡ ０．０３０７ｂＣ ０．０３６６ａＢ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ０．０４１９ａＡ ０．０３１８ａＣ ０．０３５７ａＢ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ０．０４１５ａＡ ０．０３２２ａＣ ０．０３５８ａＢ
固有水分利用效率
Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃｗａｔｅｒｕｓｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（μｍｏｌＣＯ２／ｍ
ｍｏｌＨ２Ｏ）
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ １３．９３ａＡ １２．６１ａＢ ９．４７ａＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ １２．０１ｃＡ １２．３５ａＡ ９．２６ａＢ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ １２．９５ｂＡ １２．６７ａＡ ９．９０ａＢ
干旱Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ １２．９６ａＡ １１．７２ｂＢ ９．８５ｂＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ １２．９９ａＡ １２．４３ｂＡ １０．１６ｂＢ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ １３．０１ａＢ １４．６７ａＡ １０．９４ａＣ
２．７　叶片的水分利用效率
正常浇水条件下，干旱处理前（５月２４日）对照组的水分利用效率高于２个污泥处理组（犘＜０．０５）；干旱条
件下，在５０％田间持水量（６月６日）和恢复浇水１周后（７月２日），全污泥处理的水分利用效率均显著高于半污
泥和对照（犘＜０．０５）。随土壤含水量变化，对照的水分利用效率呈降低的趋势，半污泥处理的水分利用效率在恢
１３１第２３卷第３期 草业学报２０１４年
复浇水后降低，全污泥处理在５０％田间持水量时升高而恢复浇水后降低（表６）。
２．８　脯氨酸含量
干旱条件下脯氨酸含量随着干旱程度的加重而增加，复水后脯氨酸含量降低（表７）。在充分浇水条件下，６
月１９日全污泥和半污泥的脯氨酸含量与对照相比显著增加（犘＜０．０５），７月２日，对照的脯氨酸含量显著低于半
污泥和全污泥的（犘＜０．０５）。而在干旱条件下，全污泥和半污泥的脯氨酸含量在４个取样点（６月６日、６月１９
日、６月２５日和７月２日）显著高于对照（犘＜０．０５），在６月２５日（２０％田间持水量）３个处理的脯氨酸含量差异
均显著，全污泥和半污泥与对照相比分别高２２．２％和７．２％（犘＜０．０５），全污泥与半污泥相比高１３．８％（犘＜
０．０５）。
表７　２种水分条件下高羊茅叶片脯氨酸含量
犜犪犫犾犲７　犔犲犪犳狆狉狅犾犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲狊狌犫犼犲犮狋犲犱狋狅狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊 μｇ／ｇ
水分处理
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
污泥处理
Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
日期 Ｄａｔｅ（月日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
５２４ ６６ ６１９ ６２５ ７２
正常浇水 Ｗｅｌｗａｔｅｒｅｄ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ １８．３１ａＣ ２２．３４ａＢ ２０．６９ｂＢＣ １９．８３ａＢＣ ２６．３９ｂＡ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ １９．６９ａＣ ２４．５６ａＢ ２４．３６ａＢ ２０．３８ａＣ ２７．９８ｂＡ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ２０．３３ａＣ ２５．１４ａＢ ２５．６２ａＢ ２１．５６ａＣ ３１．４８ａＡ
干旱Ｄｒｏｕｇｈｔ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ １９．７２ａＥ ３０．４５ｂＤ ６２．３６ｂＢ ２０６．３８ｃＡ ４０．６５ｂＣ
半污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ３７．５ｍｇ／ｋｇ ２０．３３ａＥ ３４．４５ａＤ ７１．８４ａＢ ２２１．４６ｂＡ ４５．６９ａＣ
全污泥Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ７５．０ｍｇ／ｋｇ ２０．３５ａＥ ３５．４９ａＤ ７５．５２ａＢ ２５２．１２ａＡ ４６．５２ａＣ
２．９　根系活力
干旱降低了根系活力（图３）。充分浇水条件下，３个处理间的根系活力没有差异。但在２０％田间持水量的
干旱情况下，污泥的施用提高了高羊茅的根系活力，全污泥和半污泥的根系活力与对照相比分别提高了２２．７％
和１８．２％（犘＜０．０５）。
２．１０　根系重量
与充分浇水条件下的根重相比，干旱降低了高羊茅根系的重量（图４）。２种水分状况下，与对照相比，全污泥
和半污泥均提高了高羊茅的根系重量（犘＜０．０５），而全污泥和半污泥之间无差异（犘＜０．０５）。在充分浇水和干旱
条件下全污泥和半污泥的高羊茅根重与对照相比，分别提高了８．８％，７．１％和１２．４％，１０．３％（犘＜０．０５）。
图３　２种水分条件下高羊茅在２０％田间持水量时的根系活力
犉犻犵．３　犚狅狅狋狏犻犪犫犻犾犻狋狔狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅犫犻狅狊狅犾犻犱狊犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犻狀狋犪犾犳犲狊犮狌犲
狌狀犱犲狉狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊狅狀２５犑狌狀犲（２０％犮狅狀狋犪犻狀犲狉犮犪狆犪犮犻狋狔）
　
图４　２种水分条件下的高羊茅根重
犉犻犵．４　犚狅狅狋狑犲犻犵犺狋狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅犫犻狅狊狅犾犻犱狊犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀
犻狀狋犪犾犳犲狊犮狌犲狌狀犱犲狉狋狑狅犿狅犻狊狋狌狉犲狉犲犵犻犿犲狊
　
２３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
３　讨论
本试验通过污泥中高羊茅可利用有效氮的测定，确定了与无机氮肥硝酸铵提供等量氮素的污泥用量；试验用
基质煅烧粘土无任何营养元素，用硝酸铵或污泥作为氮源，用无氮霍格兰营养液提供氮素以外的其他营养，因此
试验排除了污泥中营养元素的影响，不同氮源对高羊茅抗旱性的影响不是由营养量的差异引起的，而是由污泥中
所含的活性物质造成。
污泥中生物活性物质的存在对植物的生长能起到调节作用［１４］，本试验中所用污泥含有一定量的腐殖酸和生
长素，这些物质的存在对高羊茅的生长产生了影响。污泥的施用提高了高羊茅在２种水分条件下的坪观质量和
叶绿素含量，并降低了高羊茅在干旱条件下的叶片萎蔫度，提高了高羊茅的叶片相对含水量。污泥对高羊茅的坪
观质量和叶片萎蔫度的影响与Ｚｈａｎｇ等［１３］的研究相似。本试验中污泥对高羊茅的叶片相对含水量的影响与禚
来强和常智慧［２３］对草地早熟禾的研究相似。本研究表明污泥的施用能够提高高羊茅的抗旱性。
植物的蒸散量与环境条件、植物生长状况和叶片表面积有关［２４］，本试验中２个污泥处理的高羊茅蒸散量在
重度干旱时（２０％田间持水量）高于对照，与此时期的叶片相对含水量情况一致，表明污泥的施用改善了高羊茅干
旱条件下的水分利用状况，使高羊茅的生长在重度干旱条件下维持较好的水分代谢状况。
干旱条件下气孔关闭是减少水分蒸散的有效方式，但同时ＣＯ２ 的吸收会受到限制而影响光合作用。本试验
中污泥处理的高羊茅在５０％田间持水量下仍能保持较高的气孔导度，表明污泥的施用有利于高羊茅在适度干旱
下维持较好的气体交换。且污泥使高羊茅在５０％田间持水量和恢复浇水后的叶片水分利用效率提高。
脯氨酸作为渗透调节物质能够增加细胞质的渗透势，增加蛋白质分子的水合度，维持蛋白的功能。另外，脯
氨酸还能清除自由基，保护胁迫条件下的植物［２５］。本试验中，污泥处理促进了干旱条件下高羊茅叶片中脯氨酸
的积累，增强高羊茅的耐旱性。
污泥的施用在充分浇水和干旱条件下均增加了高羊茅根系的重量，并在干旱条件下提高了高羊茅的根系活
力，这与禚来强和常智慧［２３］在草地早熟禾上的研究相似。污泥的施入改善了土壤的理化性质，促进土壤中微生
物的活动，泥中的生物活性物质可能被微生物所利用，产生并释放激素类物质［２６］，促进了高羊茅根系的生长和干
旱状况下的根系活力，从而维持干旱状况下高羊茅体内生理活动的正常进行。污泥促进了干旱条件下高羊茅的
根系生长，有利于水分和矿质元素的吸收，从而改善了高羊茅地上部分的生长状况。
４　结论
污泥的施用改善了高羊茅的生长状况，促进了根系的生长，且提高了高羊茅在轻度干旱下的叶片水分利用效
率，增强了高羊茅的抗旱性。与提供等量氮素的硝酸铵相比，全污泥和半污泥２个处理对高羊茅在干旱条件下的
生长效果不同，前者优于后者，这说明污泥的用量对高羊茅的生长影响不同。污泥处理在干旱条件下提高了高羊
茅的根系活力，而在正常浇水状况下与对照相比无差异；对根系重量的影响方面，全污泥和半污泥相比在２种水
分状况下均无差异。因此，污泥对高羊茅不同水分状况下不同指标的影响不同。有关污泥中生物活性物质对植
物生长的影响机理有待于深入研究。
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ｏｆｎｏｄｕｌａｔｅｄａｌｆａｌｆａｇｒｏｗｎｗｉｔｈｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１３，１７６（１）：
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４３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
犐狀犳犾狌犲狀犮犲狊狅犳犫犻狅狊狅犾犻犱狊狅狀犱狉狅狌犵犺狋狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲狅犳狋犪犾犳犲狊犮狌犲
ＨＡＮＣｈａｏ，ＬＩＵＹａｎｇ，ＤＯＮＧＨｕｉ，ＣＨＡＮＧＺｈｉｈｕｉ
（ＴｕｒｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｉｏｓｏｌｉｄｓｃｏｎｔａｉｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｙａｃｔｉｖｅｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ｓｕｃｈａｓｈｕｍｕｓａｎｄａｕｘｉｎ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｐｌａｎｔ
ｇｒｏｗｔｈ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｂｉｏｓｏｌｉｄｓｏｎｄｒｏｕｇｈｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔａｌｆｅｓｃｕｅ（犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪）ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｔ
ｔｈｅｓａｍｅｎｉｔｒｏｇｅｎｌｅｖｅｌ．Ｓｐｌｉｔｐｌｏｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｅｄｗｅｌｗａｔｅｒｅｄａｎｄｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｓｕｂｐｌｏｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｌ
ｈａｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｅｄａｔ７５ｍｇ／ｋｇ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｈａｄ７５ｍｇＮ／ｋｇｓｏｉｌｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＮＨ４ＮＯ３ｓｏｌｕ
ｔｉｏｎ）．Ｔｈｅｂｉｏｓｏｌｉｄｓ０．５×ｒａｔｅｈａｄ３７．５ｍｇＮ／ｋｇｓｏｉｌｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｂｉｏｓｏｌｉｄｓ，ａｎｄ３７．５ｍｇＮ／ｋｇｓｏｉｌｐｒｏｖｉｄｅｄ
ｂｙＮＨ４ＮＯ３ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｂｉｏｓｏｌｉｄｓ１×ｒａｔｅｈａｄ７５ｍｇＮ／ｋｇｓｏｉｌｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｂｉｏｓｏｌｉｄｓ）．Ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｂｉｏｓｏｌｉｄｓ１×ａｎｄ０．５×ｒａｔｅｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｕｒｆｇｒａｓｓｑｕａｌｉｔｙ，ｌｅａｆｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｌｅａｆｃｈｌｏｒｏ
ｐｈｙｌｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｌｅａｆｗｉｌｔｉｎｇｒａｔｅｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ（犘＜０．０５）ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｂｉｏｓｏｌｉｄｓｉｍｐｒｏｖｅｄ
ｔｈｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｇｒｏｗｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔａｌｆｅｓｃｕｅｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｂｉｏｓｏｌｉｄｓ１×ｒａｔｅａｌ
ｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｌｅａｆｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔａｌｆｅｓｃｕｅａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｅｄｂｅｔｔｅｒｗａｔｅｒｍｅｔａｂｏｌｉｓｍａｔ５０％ｃｏｎｔａｉｎｅｒｃａ
ｐａｃｉｔｙ（犘＜０．０５）．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｂｉｏｓｏｌｉｄｓ１×ａｎｄ０．５×ｒａｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔｏｆｔａｌｆｅｓｃｕｅｕｎｄｅｒ
ｂｏｔｈｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｒｏｏｔｖｉａｂｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒｓｅｖｅｒｅｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｐｒｏｌｉｎｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓａｌ
ｓｏｐｒｏｍｏｔｅｄｂｙｂｉｓｏｌｉｄｓｕｎｄｅｒｂｏｔｈｗａｔｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ（犘＜０．０５）．Ｉｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｙａｃｔｉｖｅｓｕｂ
ｓｔａｎｃｅｓｉｎｂｉｏｓｏｌｉｄｓｃａｎｅｎｈａｎｃｅｄｒｏｕｇｈｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｔａｌｆｅｓｃｕｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｂｉｏｓｏｌｉｄｓ；ｔａｌｆｅｓｃｕｅ；ｄｒｏｕｇｈｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｒｏｏｔ
５３１第２３卷第３期 草业学报２０１４年