全 文 ：第 8卷　第 2期　　　　　　　　　　　　草地学报　　　　　　　　　　2000年　6月
Vo l. 8　No. 2　　　　　　　　　　ACT A AGREST IA SINICA　　　　　　June　2000
施用污泥对无芒雀麦生育的影响
周志宇　付华　张洪荣　左秀娟　李雪瑞
(甘肃草原生态研究所,兰州 730020)
摘要: 污泥是污水处理和水体沉积的产物, 含有较多的有机质和一定量的氮、磷、钾及微量
元素, 经合理处置后可转化为可利用资源。为此, 笔者于 1996～1998 年将兰州市七里河区污水
处理厂生活污泥施于无芒雀麦人工草地。3年来对无芒雀麦和土壤进行多项监测,结果表明, 施
用适量污泥对无芒雀麦地上生物量增产幅度显著, 1996 年为 163%～203% ; 1998 年为 41%～
120%。1996 年总根量比对照高 35%～106%。施用污泥使 0～20cm 土壤的有机质、全氮、全磷和
全钾含量显著增加。土壤容重随着污泥量的增加而减小。结果表明, 七里河污水处理厂污泥的营
养元素含量高, 有害元素低于控制标准,是一种可利用的生物资源。
关键词: 污泥; 无芒雀麦; 土壤; 土物量
中图分类号: S543. 9　　文献标识码: A　　文章编号: 1007-0435( 2000) 02-0144-07
污泥是一种十分有效的生物资源,含有丰富而有益于植物生长的养分和大量有机物质。
但污泥中也含有一定量的重金属和难降解的有机毒物, 因此至今没有很好地开发利用(郭
眉阝兰, 1993; 内贝尔, 1987)。为了合理开发利用污泥, 变废为宝,笔者将污泥施于无芒雀麦
( B romus inermis leyss)人工草地,探讨不同施用量对无芒雀麦生育的影响。对于施用污泥后
各种重金属元素及其对无芒雀麦和土壤的影响,则有待另文报道。
1　材料和方法
1. 1　试验于 1996年 5月至 1998年 10月在兰州进行。供试草种为武威黄羊镇生产的无芒
雀麦种子。供试污泥为兰州七里河区污水处理厂的生活污泥。
1. 2　试验处理
1. 2. 1　试验设 6个处理: CK、0. 5、1. 0、2. 0、4. 0和 8. 0kg / m2干污泥。
1. 2. 2　同时设置与供试污泥施用量中 N、P 等量的 0. 016、0. 033、0. 066、0. 131 和 0.
262kg / m
2 磷酸二铵和尿素处理,各重复 3次,随机排列。
1. 2. 3　无芒雀麦于 1996年 5月 28日播种, 条播, 行距 10cm , 小区面积 1m×1m ,播种量
10g / m
2。在生长季节,每月中旬灌水 1次。
1. 2. 4　上述未经处理的干污泥和化肥在播种前作为基肥一次施入,施后立即耕翻。
1. 3　测试项目
1. 3. 1　1996年从 6月 13日起每隔 15d测 1次株高。
1. 3. 2　8月下旬测盖度和密度　盖度采用样点法,密度为分蘖数。
1. 3. 3　每年 9月中旬在无芒雀麦成熟期测试地上生物量,全小区刈割后称重。并留出分析
　　收稿日期: 1999-01-18; 修回日期: 1999-08-12
样品经 65℃烘干后,用不锈钢粉碎机粉碎后供分析用。
1. 3. 4　地下生物量用直径 2. 2cm 的土壤钻分层取根样,每个样方按对角线取 3点, 分 0～
5、5～10、10～20和 20～30cm 4个层次,重复 3次。将同层样品混合后待分析。用同样方法
取 0～20cm 的土壤样品。
1. 3. 5　全氮和有机质含量采用土壤农化常规方法分析。
1. 3. 6　土壤容重用环刀法测试。
1. 3. 7　Zn、Cu、K、P、Cr、Cd、As、Hg、Pb、N i等 10种元素含量用硝酸、高氯酸和硫酸(按 8∶
1∶1)消解后,用美国 ARL 公司生产的 3520型等离子光谱仪测定。
2　结果与分析
2. 1　污泥养分及重金属元素含量
2. 1. 1　对兰州市七里河污水处理厂的生活污泥进行资源开发与合理利用前, 于 1996年分
3次测定成分, 并与我国和国外农用污泥控制标准进行比较(山东省农业环境保护监测站,
1996; Kacatukob, 1992) (见表 1)。
表 1　污泥养分及重金属含量与施用标准比较
Table 1　Compar ison o f nut rit ional element s and heavy metal
in sludge and its application standards
采样日期
Samplin g
date
N
( % )
P
( % )
K
( % )
OM
( %)
Cu Zn Cr Cd Pb Hg A s
(m g/ kg)
1996. 4 1. 19 0. 18 0. 24 42. 97 28. 81 361. 54 51. 65 17. 88 0. 00 0. 22 12. 80
1996. 6 1. 16 0. 46 0. 48 50. 59 70. 67 251. 44 49. 71 11. 43 6. 71 0. 00 11. 98
1996. 8 1. 08 0. 44 0. 43 45. 02 77. 91 348. 13 52. 25 16. 77 0. 00 0. 00 11. 64
我国农用污泥污染物控制标准
Cont rol stan dards of rural sludg e fomes in China 250 500 600 5 300 5 75
美国( 1989)非农地污泥施用标准
Slud ge appl ing standard s for 3300 8600 - 380 1600 - -
American non far ming land
原苏联( 1988)对农用城市污水污泥的施用标准
Slud ge appl ing standard s in 1500 4000 1200 30 1000 15 20
form er United U nion( 1988)
2. 1. 2　从表 1可以看出,兰州市七里河区污水处理厂的污泥含有机质 42. 97%～50. 59% ,
全氮 1. 08%～1. 19%, 全磷 0. 18%～0. 46% , 全钾 0. 24%～0. 48% ,其含量均高于牛、羊、
猪厩肥的含量(张耀栋, 1983)。
2. 1. 3　重金属元素除 Cd的含量高于我国农用污泥污染物控制施用标准外,其它各元素均
低于美国、原苏联和我国的农用污泥控制施用标准。
2. 2　对无芒雀麦盖度和密度的影响
2. 2. 1　无芒雀麦的盖度和密度测试结果表明(表 2) ,污泥施用量在 0. 5～4kg / m2 范围内,
随着施用量的增加,盖度与密度显著增加, 其中以 4kg/ m 2增长值最大,施用量达 8kg/ m 2时
145第 2期 周志宇等:施用污泥对无芒雀麦生育的影响
其盖度和密度则显著减小, 但仍高于对照。
2 . 2. 2　当化肥施用量达到相当于1. 0kg / m 2( 0. 033kg / m 2 )污泥量时,密度和盖度达最大
值, 之后随着化肥量的增加,盖度和密度则随之减小,当施用量相当于 8kg / m2 ( 0. 262kg /
m
2
)污泥时,盖度和密度只有对照的 51%和 41%。
2. 3　对无芒雀麦生长的影响
2. 3. 1　无芒雀麦的生长量均随着污泥施用量的增加而增加,其中以施用 4kg / m2 污泥量生
长最快(见图 1) ,该处理在最后一次测定中, 比对照增长 85%。
表 2　施用污泥和化肥对无芒雀麦盖度和密度的影响
T able 2　Effect o f sludge applicat ion and chemical fer tilizer
on the cover and density of B . inermis
处理 污泥 化肥
CK
T retments Slu dge Chem ical fert ilizer
施用量( kg/ m2)
Applin g rate
0. 5 1. 0 2. 0 4. 0 8. 0 0. 016 0. 033 0. 066 0. 131 0. 262 0
盖度( % )
Cover
87 88 93 98 91 93 97 95 91 40 78
密度(株/ m2)
Density
2709 2941 3210 4113 2680 3118 4280 3951 2981 945 2290
图 1　污泥对无芒雀麦生长的影响
F ig . 1　Grow th o f Bromus inermis after sludge application
2. 3. 2　在化肥处理中,以相当于 2kg / m2 污泥施用量( 0. 066kg / m2 )的化肥处理, 无芒雀麦
生长最快,比对照增长 86%, 而相当于 8kg / m2 污泥的化肥量( 0. 262kg/ m 2) ,无芒雀的生长
则比对照减少 7%(见图 2)。
2. 4　对无芒雀麦地上生物量的影响
　　1996～1998年经连续 3年测产, 无芒雀麦的产草量随着污泥量的增加而增加, 施用量
以 2kg / m2和 4kg / m2两个处理为宜,其中第 1年产草量分别比对照增产 163%和 203% ,直
146 草　地　学　报 2000年
到第 3年仍能增产41%和 120%(见表 3)。说明施用污泥不但当年增产效果显著,而且在生
长第 3年仍有明显的增产效果。而施用等量化肥的处理只在当年比对照增产 49. 1%～
429. 6% ,至第 2、3年增产则不显著(见表 4)。
图 2　化肥对无芒雀麦生长的影响
Fig . 2　Grow th o f Bromus inermis after chemical fer tilizing
表 3　污泥对无芒雀麦地上生物量的影响( % )
Table 3　Effect of sludge on the abovegr ound biomass of Bromus inermis
处理( kg/ m2)
T reatment ( kg/ m2)
测定年份　Year
1996 1997 1998
CK 118. 0 149. 9 151. 0
0. 5 231. 7 137. 5 166. 0
1. 0 256. 7 208. 0 155. 0
2. 0 310. 4 220. 0 213. 0
4. 0 357. 9 329. 7 333. 3
8. 0 430. 0 276. 0 298. 7
表 4　化肥对无芒雀麦地上生物量的影响( % )
Table 4　T he effect o f chemical fer tilizer on the abovegr ound biomass of Bromus inermis
处理( kg/ m2)
T reatment ( kg/ m2)
测定年份　Year
1996 1997 1998
CK 118 149. 9 151. 0
0. 016 176 128. 0 127. 6
0. 033 418 137. 0 153. 0
0. 066 613 154. 0 196. 0
0. 131 625 183. 0 171. 0
0. 262 345 173. 0 153. 0
147第 2期 周志宇等:施用污泥对无芒雀麦生育的影响
2. 5　对无芒雀麦地下生物量的影响
2. 5. 1　1996和 1997年地下生物量测定结果见表 5、6。施用污泥促进了无芒雀麦根系的生
长,各处理总根量比对照增加显著,其中以施用 4kg / m2者当年总根量比对照增加 106%,第
2年增加 89. 8%。
2. 5. 2　施用量相当于 0. 5～4kg / m2 污泥的化肥处理的根量比对照增加显著, 而相当于
8kg/ m
2污泥的化肥量( 0. 262kg / m2 )地下部生物量则比对照减少 17～21%。
表 5　污泥对无芒雀麦根量的影响( 1996 和 1997 年) ( % )
Table 5　T he eff ect o f sludge on t he r o ot biomass
in 1996 and 1997
土层( cm )
L ayer of soil( cm)
处理( kg/ m2)
Tream ent ( kg /m 2)
CK 0. 5 1. 0 2. 0 4. 0 8. 0
1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997
0～5 195. 4 275. 5 235. 3 222. 2 265. 1 230. 8 371. 7 298. 1 466. 5 468. 8 405. 3 576. 6
5～10 67. 5 98. 5 92. 5 110. 8 114. 9 105. 2 113. 8 181. 3 148. 5 186. 3 90. 5 120. 1
10～20 61. 3 73. 4 89. 7 93. 4 74. 4 93. 5 115. 2 79. 4 62. 4 97. 6 93. 2 94. 8
20～30 33. 8 29. 6 65. 6 38. 8 71. 3 32. 4 38. 9 44. 5 58. 4 73. 2 48. 3 29. 8
总根量( g)
T otal root ( g)
356. 7 477. 1 483. 2 471. 5 526. 1 461. 9 637. 1 710. 2 735. 8 804. 5 606. 3 821. 3
2. 5. 3　施用适量的污泥可促使无芒雀麦地下生物量增多,根部营养物质贮藏量增大, 有利
于地上生物量的生长。无芒雀麦的根量多集中于0～10cm 表土层, 占总根量的 70%以上,形
成根系网络, 增加了无芒雀麦的抗旱能力。
表 6　化肥对无芒雀麦根量的影响( 1996 和 1997 年) ( % )
T able 6　The effect of chemical fert ilizer on the r oo t biomass
in 1996 and 1997(% )
土壤层( cm )
L ayer of soil( cm)
处理( kg/ m2)
T reatment ( kg/ m2)
CK 0. 016 0. 033 0. 066 0. 131 0. 262
1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997
0～5 195. 4 275. 5 411. 6 624. 7 404. 8 695. 1 415. 8 789. 9 369. 9 549. 7 172. 5 246. 9
5～10 67. 5 98. 5 83. 0 109. 0 99. 7 174. 6 85. 6 103. 4 84. 8 119. 9 41. 1 57. 2
10～20 61. 3 73. 4 118. 1 73. 9 104. 4 114. 1 96. 3 89. 5 88. 7 128. 7 35. 1 60. 7
20～30 33. 8 29. 6 33. 7 58. 9 88. 3 54. 6 78. 6 49. 3 92. 1 54. 6 37. 5 28. 0
总根量( g)
T otal root ( g)
356. 7 477. 1 578. 3 866. 6 697. 4 1038. 4 676. 3 1032. 1 635. 7 852. 9 282. 7 392. 8
148 草　地　学　报 2000年
2. 6　污泥对土壤理化性质的影响
施用污泥经过两个生长季节后, 各小区 0～20cm 土壤中全氮、磷、钾和有机质含量均随
着污泥施用量的增加而增大,而土壤容重则随着污泥施用量的增加而减小。化肥处理小区的
土壤容重与对照相近。该结果与张增强等( 1996)的测定结果一致(表 7)。
表 7　施用污泥对土壤理化性质的影响
Table 7　Change o f soil physical and chemical char acter s aft er sludge application
处理 T reatmen ts N P K OM 容重 Volume w eigh t
( kg/ m 2) 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997 1996 1997
CK 0. 06 0. 05 0. 05 0. 06 0. 76 0. 81 0. 72 0. 71 1. 51 1. 48
0. 5 0. 06 0. 06 0. 06 0. 06 0. 81 0. 96 1. 09 0. 91 1. 52 1. 39
1. 0 0. 07 0. 06 0. 07 0. 08 0. 98 0. 97 0. 95 0. 98 1. 52 1. 47
2. 0 0. 09 0. 08 0. 08 0. 08 0. 99 0. 98 1. 24 0. 97 1. 36 1. 47
4. 0 0. 10 0. 08 0. 09 0. 08 1. 01 0. 97 1. 26 0. 99 1. 39 1. 40
8. 0 0. 09 0. 09 0. 09 0. 09 1. 04 0. 99 1. 30 1. 72 1. 24 1. 23
3　结论
3. 1　对施用不同量的污泥,经连续 3年测试,无芒雀麦地上生物量和地下生物量均随着污
泥施用量的增加而增加,施用量以 2. 0kg / m2和 4. 0kg/ m 2最佳。
3. 2　施用污泥后, 0～20cm 土壤中全氮、全磷、全钾和有机质含量均随着污泥施用量的增加
而增加,而土壤容重则随之减小。
3. 3　兰州市七里河区污水处理厂污泥中 N、P、K、有机质等营养成分的含量丰富, 施入草地
后产草量显著增加。因此建议尽快合理开发利用之。
参 考 文 献
1　山东省农业环境保护监测站. 1996. 农业环境保护指南[ M ] .北京:海洋出版社, 276～317
2　张耀栋,徐光璧, 曹翠玉编著. 1983. 肥料施用知识[ M ] .上海: 上海科学技术出版社, 84～90
3　张增强, 薛澄泽. 1996.几种草本植物对污泥堆肥的生长响应[ J] .西北农业大学学报, 24( 1) : 66～69
4　郭眉阝兰. 1993.太原市污水污泥农业利用研究[ J] . 农业环境保护, 12( 6) : 258～262
5　内贝尔 B J 著. 范淑琴等译. 1987. 环境科学世界存在与发展的途径[ M ] . 北京:科学出版社, 186～296
6　Kacatukob B A . 1992. 城市污水污泥和固体生活废弃物堆肥的利用[ J] .国外农业环境保护, 31( 1) : 42
～43
149第 2期 周志宇等:施用污泥对无芒雀麦生育的影响
Effect of Sludge Utilization on Smooth Brome Growth
Zhou Zhiyu　Fu Hua　Zhang Hongrong　Zuo Xiujuan　Li Xuerui
( Gansu Grass land Ecological Research Ins titute, Lan zhou 730020)
Abstract: Sludge is t he product of sedim ent in the pr ocess o f sew age pur ification. It contents g reat
or g anic m atter and some nitr o gen, phosphor ous, pot assium and micr o elements, w hich turns into useful
resour ce aft er reasonal trea tment. Seaw age sludge from Lanzhou Q ilihe sewadge pur ifica tion factor y w as
applied onto Bromus inermis g rassland dur ing 1996 and 1998 w it h t hree years monitor ing , abovegr ound
yield increase on Bromus g rassland with appropria te sludge application w as 163～203 percent in 1996, 41～
120 per cent in 1998. Roo t biomass incr ease in 1996 was 35～106 per cent higher than the contr ol. T hr ough
sludge application, so il or ganic matter , tot alnit ro gen, pho spho rous and po tassium in 0～20 depth w as
increased significant ly . Volume w eight decreased with sludge increasing . T he result s indicated that, the
nut ritio nal element contents in the sludge from Q ilihe sewadge pur ifica tion factor y w as high, contents o f
harm ful elem ent was 10 w er than standards. It w as usable bio lo gical r esource.
Key words: Sludge; Bromus inermis; Soil; Biomass
150 草　地　学　报 2000年