全 文 ：第20卷 第4期
Vol.20 No.4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2012年 7月
Jul. 2012
污泥生产马尼拉无土草皮基质配方优化研究
邢亚萍,刘 宏,胡惠蓉,尹少华*
(华中农业大学园艺林学学院 园艺植物生物学教育部重点实验室,湖北 武汉 430070)
摘要:利用污泥等废弃物生产无土草皮可以使废弃物循环利用,还可以降低生产成本,因此以马尼拉(Zoysiama-
trella)为材料,利用不同废弃物筛选出最优的基质配方,为无土草皮的生产提供依据。采用混料设计中的极端顶
点设计,以污泥为主要基质,蘑菇渣、稻壳和沙子为配材,对12个不同配方基质的理化性质、无土草皮的坪用性状
及综合品质进行评价,建立草皮综合品质与各配方因子之间显著相关的回归模型。结果表明:不同配方基质草皮
的成卷时间、成坪时间、地上生物量、地下生物量、草皮重量、叶绿素、根系活力、密度等坪用性状差异均显著(P<
0.05),通过对回归模型的优化分析,筛选出优化配方方案为:污泥71.75%~72.85%,蘑菇渣9.7%~11.7%,稻壳
3.13%~3.67%,沙子12.54%~14.66%。马尼拉草坪草可富集较多的重金属元素,收获草皮后的基质中重金属
含量大幅降低。
关键词:污泥;马尼拉无土草皮;基质配方;优化
中图分类号:S688.4 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2012)04-0650-07
OptimizingBiosolidMixturesforProducingSoilessManilagrassSodOverPlastic
XINGYa-ping,LIUHong,HUHui-rong,YINShao-hua*
(ColegeofHorticultureandForestrySciences,HuazhongAgriculturalUniversity;KeyLaboratoryofHorticultural
PlantBiology,MinistryofEducation,Wuhan,HubeiProvince430070,China)
Abstract:Producingsoilesssodusingwastenotonlyrecycleswaste,butalsoreducestheproductioncost
ofsod.Differentwasteswithmanilagrass(Zoysiamatrella)areusedasmaterialtoselectanoptimalmix-
tureandprovidesometheoreticalguidanceforsoilesssodproduction.Extremevertexdesignisapplied
usingbio-solidasthemajorsubstrate,withmushroomcompost,ricehulandsandasmixingingredients.
Thephysicalandchemicalpropertiesoftwelvetestedmixtures,manilagrasssodperformancesanditsinte-
gratedturfqualityareanalyzed.Thesignificantlycorrelativeregressionmodelbetweenintegratedturf
qualityandmixturefactorsisestablished.Resultsindicatethatsod-formingrate,establishmentrate,
aboveandundergroundbiomass,sodweight,chlorophylcontent,rootactivityanddensityal differ
significantlyamongeachtestedmixture(P<0.05).Theoptimalmixtureisbio-solid,mushroommulch,
ricehulandsandat71.75%to72.85%,9.7%to11.7%,3.13%to3.67%and12.54%to14.66% (by
volume),respectively.Manilagrasssodcanenrichheavymetalsandalowstheheavymetalcontentof
substratetosignificantlydecreaseafterharvestingmanilagrasssod.
Keywords:Biosolid;Soilessmanilagrasssod;Substratemixtures;Optimization
传统草皮生产周期长,收获时带走大量表土,浪
费资源,并且草皮卷重,增加了运输成本[1-4],因此无
土草皮逐渐发展起来,并且有效的解决了传统草皮
的缺陷。目前,国内外对利用城市污泥土地生产草
皮的研究报道较多,污泥土地的利用可以提高草皮
综合质量,缩短生产周期;降低土壤容重,增加孔隙
度及保水能力,有效地改善土壤的理化性质[5-11];而
且可以解决城市污泥的处理问题,保护环境,使废物
得到循环利用,从而节约草皮的生产成本,具有经济
效益及环境效益,但污泥中的重金属含量具有潜在
的二次污染[12-13]。而用污泥生产无土草皮的研究报
导相对较少[14-18],朱淑霞等[18]的研究表明,单一污
泥基质比其他废弃物基质能生产出综合品质更高
的无土草皮,但草皮卷较重,并且重金属含量超标;
收稿日期:2012-02-22;修回日期:2012-04-11
基金项目:国家质检公益项目(200810494-2)资助
作者简介:邢亚萍(1987-),女,河北任丘人,硕士研究生,主要从事草坪管理研究,E-mail:aloud2008@163.com;*通信作者 Authorfor
correspondence,E-mail:yinshaohua@mail.hzau.edu.cn
第4期 邢亚萍等:污泥生产马尼拉无土草皮基质配方优化研究
叶静等[19]研究发现,随着基质中污泥用量的增加,
出苗数逐渐下降,污泥用量达到80%以上,出苗较
迟,出苗数明显减少。因此单一污泥基质生产无土
草皮存在不足,需与其他基质混配,从而降低风险。
本试验用塑料薄膜为阻隔材料,以城市污泥为主要
基质,蘑菇渣、稻壳和沙子作为配材,采用混料设计
中的极端顶点设计,对马尼拉无土草皮的综合质量
建立回归模型并进行优化分析,为以污泥为主要基
质的马尼拉无土草皮基质选配及生产应用提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在武汉市华中农业大学花卉基地,位
于E113°41′~115°05′,N29°58′~31°22′,属北亚热
带湿润季风气候,雨量充沛、日照充足,夏季酷热、冬
季寒冷。一般年均气温为15.8~17.5℃,1月平均
气温最低,约为0.4℃;7-8月平均气温最高,约为
28.7℃。年均降水量为1269mm。年无霜期一般
为211~272d。年日照总时数约为1810~2100h。
年活动积温(大于10℃)约为5150℃。
1.2 试验材料
试验草种为马尼拉结缕草(Zoysiamatrella)草
茎,由华中农业大学花卉生产基地提供。试验基质
中污泥由南湖龙王嘴污水处理厂提供,动态发酵30
d后粉碎风干;稻壳由华中农业大学试验地提供;蘑
菇渣为蘑菇生产地废弃的蘑菇渣,发酵处理30d;沙
子为市售中沙。
1.3 试验设计及方法
试验采用随机区组试验设计,12个处理,3次重
复,12个配方处理来自于混料设计中的极端顶点设
计[20],其中x1,x2,x3 和x4 分别代表污泥、蘑菇渣、
稻壳和沙子的体积分数。以塑料薄膜为阻隔材料,
小区面积2m2,小区间用红砖隔开,基质厚度为1.5
cm,马尼拉草茎播量为150g·m-2,试验开始时间
为2011年4月28日,取样时间为2011年8月8日。
1.4 测定内容及方法
1.4.1 物理性质和化学性质的测定 物理性质采
用美国 Hummel[21]的测定方法。碱解 N 采用
NaOH-扩散法;有效P采用Olsen法;速效K采用
NH4Ac-提取法;重金属采用 HNO3-HF-HClO4 联
合消煮法[22]。
表1 混合基质配方
Table1 Theschemeofsubstratemixtures
处理号
Treatments
x1 x2 x3 x4
%(byvolume)
A 50 50 0 0
B 50 0 50 0
C 50 0 0 50
D 80 20 0 0
E 80 0 20 0
F 80 0 0 20
G 50 50/3 50/3 50/3
H 80 20/3 20/3 20/3
I 65 0 17.5 17.5
J 65 17.5 0 17.5
K 65 17.5 17.5 0
L 65 35/3 35/3 35/3
注:x1,x2,x3 和x4 分别代表污泥、蘑菇渣、稻壳和沙子的体积
分数,下同
Note:x1,x2,x3andx4representthevolumepercentageofbio-
solid,mushroomcompost,ricehul andsand,respectively;the
sameasbelow
1.4.2 草坪坪用性状指标观测方法 盖度采用电
子影像PS直线交叉法[23]。草皮质量直接称重,测
前24h灌水一次。地上部分生物量直接刈割烘干
称重;地下部分生物量用清水洗净烘干称重。叶绿
素的测定采用丙酮∶乙醇=1∶1混合液浸提叶绿
素法[24]。根系活力采用改良的 TTC测定法[25]。
成坪天数为盖度达到85%即为成坪的天数。成卷
天数是将草皮从地上提起不被撕裂,卷起后草皮卷
不出现裂缝的天数作为草皮成卷时间[26]。草皮质
量综合评价采用模糊综合评判法[27]。
隶属函数的计算公式为:U(Xi)= Xi-XminXmax-Xmin
,
式中,U(Xi)为隶属函数值;Xi 为某指标的测定值;
Xmax和Xmin为某一指标内的最大值与最小值。如果
某一指标与综合评判结果为负相关,则用反隶属函
数进行定量转换。
计算公式为:U(Xi)=1- Xi-XminXmax-Xmin
1.5 草坪管理
无土草皮保水性较差,因此要注意及时浇水,尤
其是试验初期,要保持基质湿润,采用喷灌系统进行
浇灌,从而保证浇水均匀,以减少试验误差;及时进
行杂草的清除,主要是人工拔除;污泥本身营养成分
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草 地 学 报 第20卷
较高,足以满足马尼拉生长的需求,因此不必进行施
肥处理;病虫害防治在6月和7月各喷施百菌清1
次,杀毒矾2次,辛硫磷1次。
1.6 数据处理与分析
应用Excel2003,SPSS17.0以及SAS8.0进
行数据分析与处理。
2 结果与分析
2.1 物理性质分析
2.1.1 容重 不同处理之间容重的差异显著(P<
0.05)。处理C容重最大为1.44g·cm-3,对应的配方
为:污泥50%,沙子50%;处理B最小为0.42g·cm-3,
对应配方为:污泥50%,稻壳50%。由表2可知,沙
子含量越多,容重越大;稻壳含量越多,容重越小。
2.1.2 通气孔隙度 空气孔隙指饱和土壤重力排
水停止后的土壤孔隙,是土壤排水的通道,也为根系
延伸提供有利条件。由表2可知,各处理通气孔隙
度差异显著。其中,B处理的通气孔隙度最大为
41.4%,D处理最小为18.9%,由此可知,污泥含量
与通气孔隙度大小成反比。
2.1.3 毛管孔隙度 毛管孔隙指饱和土壤排除重
力水后保持在土壤中的水分所占的孔隙,其保持的
水分也称田间持水量,是土壤保水能力或供水能力
的度量。由表2可知,污泥含量越多,毛管孔隙度越
大。其中,毛管孔隙度超过40%的D,E,F,H处理
中污泥的含量均为80%。
2.1.4 总孔隙度 总孔隙度为通气孔隙度与毛
管孔隙度之和。由表2可知,总孔隙度受污泥和
稻壳的含量影响,污泥以及稻壳含量越多,总孔隙
度越大。其中,B和E处理总孔隙度最大,对应的
配方分别为:污泥50%,稻壳50%;污泥80%,稻
壳20%。
表2 不同基质物理性质
Table2 Physicalpropertiesofsubstratemixtures
处理号
Treatments
容重/g·cm-3
Bulkdensity
通气孔隙度/%
Aerationporosity
毛管孔隙度/%
Capilaryporosity
总孔隙度/%
Totalporosity
A 0.52fg 30.42bcd 40.43abcde 70.85ab
B 0.42h 41.40a 25.84f 67.24abc
C 1.44a 19.25e 42.35abc 61.60c
D 0.68e 18.90e 46.46a 65.36bc
E 0.59f 25.78cde 47.89a 73.67a
F 1.10b 22.72ef 44.55ab 67.27abc
G 0.74de 24.07de 38.21abcde 62.28c
H 0.76de 25.05cde 41.51abcd 66.56bc
I 0.83d 32.17abcd 33.09cdef 65.26bc
J 0.95c 31.86bcd 33.85bcdef 65.71bc
K 0.47gh 34.09abc 30.71def 64.80bc
L 0.72e 35.45ab 29.76ef 65.21bc
注:不同小写字母间差异显著(P<0.05),下同
Note:Differentsmallettersmeansignificantdifferenceatthe0.05level,thesameasbelow
2.2 化学性质分析
2.2.1 营养成分分析 由表3可知,试验中大部分
处理呈弱碱性,最大的为C处理是7.85,只有J和
K处理成弱酸性。其中处理B的碱解 N含量最高
为2634.24mg·kg-1;处理A中速效K的含量最
高为3106.82mg·kg-1;处理E中速效P的含量最
高为2513.924mg·kg-1;处理A中有机质含量最
高为311.25g·kg-1。不同处理的基质进行混配
时会发生或多或少的反应,同时也会影响微生物的
活动,这也是造成不同处理间营养成分差异的一个
因素。
2.2.2 重金属含量分析 污泥中的重金属超标是
限制其资源化的一个重要因素,而园林绿化利用是
解决其弊端的一个重要途径[28]。参照2009年园林
绿化用泥质的环境评价标准[29],各处理的重金属含
量均未超标,可以用于园林绿化。但参照2006年国
家食用农产品产地环境质量评价标准[30],发现各处
理中的Cd元素除了处理I和 H,其他处理均超标,
含量最高的为D处理,达到了1.07mg·kg-1;处理
A,D,E,H,K中的Cu元素超标,含量最高的为D
处理180.04mg·kg-1;处理D,E和F中的Pb元
素超标,处理F含量最高为54.72mg·kg-1,其他
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第4期 邢亚萍等:污泥生产马尼拉无土草皮基质配方优化研究
元素均在标准之内。各处理中Zn元素最高的是D
处理为146.57mg·kg-1,Ni元素含量最高的是D
处理为7.56mg·kg-1。
2.3 不同基质处理对草皮坪用性状的影响
2.3.1 成坪天数 由表4可知,各处理的成坪天
数差异显著(P<0.05)。B处理的成坪天数最长,
为100.33d,其对应的配方为:污泥50%,稻壳
50%;F处理的成坪天数最短,为79d,对应配方为:
污泥80%,沙子20%。
2.3.2 成卷天数 D处理与F处理的成卷天数最
短约为74d,对应的配方分别是:污泥80%,蘑菇渣
20%;污泥80%,沙子20%。B处理的成卷天数最
长约为96d,相应的配方是:污泥50%,稻壳50%。
由此看出,成卷天数与成坪天数是一致的,成卷时间
短的相应的成坪时间也短。
表3 不同基质的化学性质
Table3 Chemicalpropertiesofsubstratemixtures
处理号
Treatments
pH
碱解N
Alkali-hydrolyzable
nitroge
有效K
Available
phosphorus
有效P
Available
potassium
有机质
Organic
matter
Zn Cd Cu Pb Ni
A 7.51 2196.99 3106.82 1973.840 311.25 121.92 0.79* 149.48* 38.56 6.97
B 7.64 2634.24 2084.80 1889.451 244.69 116.13 0.60* 79.55 47.15 7.49
C 7.85 1294.72 839.80 1104.641 171.71 99.70 0.42* 64.29 42.20 5.57
D 7.60 2179.07 2289.21 2201.688 252.02 146.57 1.07* 185.04* 53.27* 7.56
E 7.53 2381.57 1991.89 2513.924 179.38 140.27 0.78* 133.14* 53.20* 7.53
F 7.64 1967.62 1267.19 1535.021 190.51 107.67 0.74* 92.17 54.72* 6.05
G 7.57 1819.78 1824.65 1467.511 206.75 98.94 0.43* 79.59 34.16 3.55
H 7.66 1949.70 1601.67 1889.451 220.73 114.2 0.56* 150.08* 45.11 5.61
I 7.55 1161.22 672.56 1037.131 206.02 111.07 0.15 98.32 44.29 2.79
J 6.87 795.65 1415.85 868.354 220.19 110.17 0.38 85.95 43.99 2.96
K 6.86 1565.31 2790.93 1366.245 304.62 106.38 0.45* 115.71* 47.03 5.52
L 7.54 1525.89 1768.91 1813.502 230.45 116.15 0.42* 86.22 45.46 3.84
注:有机质单位是g·kg-1,其他单位均为mg·kg-1;*表示重金属含量超过2006年国家标准的食用农产品产地环境质量评价标准[30]
Note:Theunitoforganicmatterisg·kg-1,othersaremg·kg-1;* meansthatheavymetalexceedsthefarmlandenvironmentalquality
evaluationstandardsforedibleagriculturalproducts[30]
表4 草皮坪用性状
Table4 Sodperformancesofeachtreatment
处理号
Treatmens
成坪天数
Turf-establishment
days/d
成卷天数
Sod-forming
days/d
地上、地下生物量
Overgroundunderground
biomass/g·dm-2
草皮重量
Sodweight
/g·dm-2
叶绿素
Chlorophyl
/mg·g-1
根系活力
Rootsystemactivity
/mgTTF·g-1·h-1
密度
Density
/枝·dm-2
A 81.33e 77.00d 1.90f 3.44h 142.12h 1.74g 50.94cd 43.56e
B 100.33a 96.00a 2.01e 3.68g 108.21i 1.47h 41.90h 34.22f
C 82.00e 77.33cd 2.00e 4.14f 217.82a 2.05d 60.74a 44.33de
D 79.67f 74.00e 3.10a 4.75c 200.69c 2.19c 42.34gh 54.89b
E 89.33b 85.00b 2.32d 4.15f 145.02h 2.16c 44.39gh 46.78cd
F 79.00f 74.00e 2.98b 5.25a 213.77b 2.30a 48.42def 57.89a
G 88.33b 84.00b 2.25d 4.43 149.19g 2.00e 45.66fgh 47.78c
H 82.00e 78.00cd 3.00b 5.00b 186.28d 2.24b 46.09efg 54.89b
I 84.00d 76.67d 2.31d 4.98b 176.03e 1.89f 49.76cde 45.56cde
J 86.00c 79.00c 2.43c 5.00b 161.71f 1.90f 53.52bc 47.67c
K 86.33c 79.00c 2.43c 4.62d 150.86g 1.89f 50.34cd 46.89cd
L 85.33cd 78.33cd 2.45c 4.95b 174.97e 2.01de 55.00b 48.22c
2.3.3 地上、地下生物量 地上生物量最大的是D处
理约为3.1g·dm-2,A处理最小约为1.9g·dm-2,
各处理间差异显著(P<0.05)。F处理的地下生物量
最大,约为5.25g·dm-2,最小为A处理,约为3.44
g·dm-2。由于马尼拉的地下根茎较发达,因此地下
生物量大于地上生物量。
2.3.4 草皮重量 不同配方之间的草皮卷重量差
异显著(P<0.05)。其中处理C最重,约为217.82
g·dm-2;B处理最轻,约为108.21g·dm-2。草皮
卷的重量差异主要由2个方面决定:一个是配方基
356
草 地 学 报 第20卷
质的重量差异,另一个是草皮的生物量差异。而草
皮的生物量远远小于基质材料的重量,因此可以忽
略。由表4可知,沙子的容重远远大于稻壳的容重,
因此同体积的沙子重量要大于稻壳的重量。
2.3.5 叶绿素 不同处理的叶绿素含量差异显著。叶
绿素含量最多的为D处理,约为2.19mg·g-1,最少的
为B处理,约为1.47mg·g-1。叶绿素含量的多少直
接影响草皮叶片的颜色,叶绿素含量越多,叶片颜色越
深。
2.3.6 根系活力 根系活力最强的是C处理,约
为60.74mgTTF·g-1·h-1,对应的配方为:污泥
50%,沙子50%;根系活力最弱的是B处理,约为
41.9mgTTF·g-1·h-1,对应配方为:污泥50%,
稻壳50%。根系活力的大小会直接影响到马尼拉
地上部分的生长,也会影响其地上、地下生物量的大
小。
2.3.7 密度 不同处理间的密度差异显著(P<
0.05)。其中F处理的密度最大,约为57.89枝·dm-2,
对应的配方是:污泥80%,沙子20%;B处理的密度
最小,约为34.22枝·dm-2,对应配方为:污泥
50%,稻壳50%。
2.4 综合品质评价
2.4.1 综合隶属函数 综合隶属度最大的为F处
理,为0.86,最小的为B处理,为0.115,综合隶属度
由大到小排序为:F>D>H>L>I>J>K>A>C
>G>E>B。因此,F处理的综合性状最好,而B处
理的综合性状最差。
表5 不同坪用性状的隶属度
Table5 Gradeofmembershipofsodperformances
处理号
Treat
ments
隶属度Gradeofmembership
成坪时间
Turf-establish
mentdays
成卷时间
Sod-forming
days
地上生物量
Overground
biomass
地下生物量
Underground
biomass
草皮质量
Sod
weight
叶绿素
Chlorophyl
根系活力
Rootsystem
activity
密度
Density
综合隶属度
Comprehensive
gradeof
membership
A 0.891 0.864 0.000 0.000 0.691 0.325 0.480 0.395 0.627
B 0.000 0.000 0.092 0.133 1.000 0.000 0.000 0.000 0.115
C 0.859 0.849 0.083 0.387 0.000 0.699 1.000 0.427 0.623
D 0.969 1.000 1.000 0.724 0.156 0.867 0.023 0.873 0.830
E 0.516 0.500 0.350 0.392 0.664 0.831 0.132 0.531 0.498
F 1.000 1.000 0.900 1.000 0.037 1.000 0.346 1.000 0.860
G 0.563 0.545 0.292 0.547 0.626 0.639 0.200 0.573 0.519
H 0.859 0.818 0.917 0.862 0.288 0.928 0.222 0.873 0.762
I 0.766 0.879 0.342 0.851 0.381 0.506 0.417 0.479 0.681
J 0.672 0.773 0.442 0.862 0.512 0.518 0.617 0.568 0.667
K 0.656 0.773 0.442 0.652 0.611 0.506 0.448 0.535 0.653
L 0.703 0.803 0.458 0.834 0.391 0.651 0.695 0.591 0.684
2.4.2 回归模型的建立 本文以综合隶属度作为
y,应用最小二乘法建立与各配方之间的回归模型
为:y=0.701-1.521x22-1.480x23-1.793x24+
1.222x1x2-0.863x1x3+1.477x1x4+0.185x2x3-
7.739x2x4+0.422x3x4。回归模型的相关系数r=
0.999,F(9,2)=213.571,P=0.005,回归方程极显
著。
2.4.3 回归模型的优化分析 回归模型的最优解:
以0.02为步长,在50%≤x1≤80%,0≤x2≤50%,
0≤x3≤50%,0≤x4≤50%配方区间中进行计算机
模拟优化,得到综合隶属度的最大值为0.868,最小
值为0.115,其中最大值对应的配方为污泥78%和
沙子22%,最小值对应的配方为污泥50%和稻壳
50%。
配方的模拟优化:以0.02为步长,通过计算机
共模拟出3056套方案组合。由表6可知,0.55~
0.65区段的方案数最大为988个,较为稳定,但综
合隶属度值较低;>0.85区段的综合隶属度值最
大,但方案数较小,不稳定,不利于生产;而0.75~
0.85区段仅小于最大区段,但方案数却远远大于最
大区段的方案数,因此比较适合马尼拉无土草皮的
实际生产,对应的优化配方方案为:污泥71.75%~
72.85%,蘑菇渣9.7%~11.7%,稻壳3.13%~
3.67%,沙子12.54%~14.66%。
2.5 环境效应分析
收获后草皮卷土样及草样的重金属含量如表7
所示。不同处理间的土样和草样中重金属含量差异
均显著(P<0.05)。结果表明,收获后草皮土样中
只有Cd元素和Cu元素部分超标,但含量均不同程
456
第4期 邢亚萍等:污泥生产马尼拉无土草皮基质配方优化研究
表6 不同区段隶属度优化方案
Table6 Theoptimalmixingschemeofgradeofmembershipindifferentsections
性状区段
Propertiessection
方案数
Number
95%置信区间Rangofconfidence
x1 x2 x3 x4
<0.45 247 0.5385~0.5515 0.0757~0.1003 0.2634~0.3026 0.0717~0.0963
0.45~0.55 566 0.5449~0.5551 0.1320~0.1480 0.1718~0.1902 0.1222~0.1378
0.55~0.65 988 0.5751~0.5829 0.1375~0.1505 0.1353~0.1447 0.1337~0.1403
0.65~0.75 882 0.6407~0.6493 0.1257~0.1403 0.0837~0.0903 0.1315~0.1385
0.75~0.85 366 0.7175~0.7285 0.0970~0.1170 0.0313~0.0367 0.1254~0.1466
>0.85 5 0.7353~0.7847 0.0000~0.0000 0.0000~0.0000 0.2153~0.2647
表7 收获草皮的土样及草样的重金属含量
Table7 Heavymetalcontentsofsoilandgrasssamplesafterharvestingmanilagrasssod
处理号
Treatments
土样Soilsamples/mg·kg-1 草样 Grasssamples/mg·kg-1
Zn Cd Cu Pb Ni Zn Cd Cu Pb Ni
A 29.43de 0.35b 133.19a* 27.12b 3.33ab 33.06d 0.15cd 27.47d 1.96h 3.10g
B 27.44ef 0.37b 64.46de 28.11a 3.12b 44.47abc 0.19bcd 53.19a 4.63bc 5.26c
C 26.69f 0.32b 41.03g 22.48g 3.75a 39.40c 0.15cd 42.99b 2.75g 4.12e
D 28.16ef 0.56a* 115.36b* 26.67bc 3.44ab 45.92ab 0.22bcd 37.37c 4.04cd 4.83d
E 27.54ef 0.58a* 99.22c 26.48c 3.32ab 45.39abc 0.30ab 53.08a 4.69b 5.61c
F 46.94c 0.55a* 69.05d 23.43ef 1.75d 47.03a 0.26abc 47.13b 3.87de 6.23b
G 45.76c 0.29b 57.99ef 23.89e 1.34de 23.11e 0.12d 36.66c 1.79h 3.67f
H 30.40d 0.55a* 117.63b* 25.71d 2.57c 44.48abc 0.37a 52.14a 5.86a 6.65a
I 58.31a 0.13c 59.70def 23.94e 1.33de 43.95abc 0.25abcd 35.84c 4.04cd 4.41e
J 54.52b 0.34b 50.39f 22.86fg 1.05e 46.78a 0.24abcd 37.95c 3.41ef 5.62c
K 27.08f 0.33b 108.41bc* 26.37c 3.01b 40.04bc 0.30ab 30.30d 2.84fg 3.58f
L 52.69b 0.35b 53.31f 23.89e 1.45de 43.94abc 0.23bcd 34.81c 2.93fg 3.61f
注:*表示重金属含量超过2006年国家标准的食用农产品产地环境质量评价标准[30]
Note:* meansthatheavymetalexceedsthefarmlandenvironmentalqualityevaluationstandardsforedibleagriculturalproducts[30]
度的下降了,其他元素全部达到了2006年国家食用
农产品产地环境质量评价标准[30]。其中Cd元素下
降最多的为A处理和D处理,分别下降了55.7%
和47.7%,平均下降比例为26.7%;Cu元素下降最
多的为I处理和J处理,分别为39.3%和41.4%,
平均下降比例为27.3%;D处理和E处理Zn元素
下降值均达到了80%,平均下降比例为66.4%;各
处理中Pb元素降低的平均值为44.3%;F处理中
Ni元素降低最多为71.1%,平均下降了55.5%,由
此可见,马尼拉对重金属有较强的富集功能,其中对
Zn,Ni和Pb的富集作用最强。
3 讨论与结论
城市污泥用于无土草皮的生产可以处理城市中
大量的污泥,达到废物的合理利用,变废为宝,美化
环境;而且可以大大降低无土草皮的生产成本,因此
具有一定的环境效益和经济效益,值得推广使用。
但单一的城市污泥用作无土草皮的生产因其含有大
量的重金属元素而存在使用风险,并且草皮较重,污
泥含量过高还会降低出苗率,因此以污泥为主要基
质,与其他废弃物进行混配处理就会更加科学,可以
大大降低污泥的使用风险。对试验前的配方基质重
金属含量测定发现:所有配方重金属含量均达到了
2009年城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质
标准[29],但Cd,Cu和Pb元素部分超过了2006年
食用农产品产地环境质量评价标准[30]。本试验结
果表明:收获后土样中Cd,Cu,Zn,Pb和Ni元素分
别降低了26.7%,27.3%,6.4%,44.3%和55.5%,
说明马尼拉对Zn,Ni和Pb的富集作用较强。而朱
淑霞等[18]的研究结果表明,狗牙根(Cynodondac-
tylon)对Cd和Ni元素的富集作用较强,收获后的
土样中Cd和Ni分别降低了72.22%和52.53%,因
此不同草种对重金属的富集效应需进一步深入研
究。通过对收获后草皮中土样的检测,发现部分污
泥含量较高的处理中重金属含量仍超过2006年食
用农产品产地环境质量评价标准[30],而通过草皮的
综合质量模型筛选出的最优配方中污泥含量
556
草 地 学 报 第20卷
71.75%~72.85%,虽然污泥含量较高,但在园林绿
地使用不存在风险,因此可用于实际的草皮生产。
本试验结果表明:不同配方基质的草皮坪用性状差
异显著,说明不同配方基质显著地影响了马尼拉草
坪草的生长。用隶属函数法和最小二乘法建立了草
皮综合质量与各配方成分的回归模型,通过对模型
的优化分析,筛选出优化基质配方方案为:污泥
71.75%~72.85%,蘑菇渣9.7%~11.7%,稻壳
3.13%~3.67%,沙子12.54%~14.66%。
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(责任编辑 李美娟)
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