污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

第25卷第6期2009年6月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．25No．6Jun．20098l污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响梁丽娜1，黄雅曦2，杨合法3，徐智1，李季蝶(1．中国农业大学资源与环境学院，北京100193：2．黑龙江大学农学院，哈尔滨150080：3．中国农业大学曲剧实验站，曲周057250)摘要：以3a定位试验为基础，比较3种不同处理的污泥肥料(消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥)农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、CA5种重金属的积累以及作物产量的变化情况，以阐明污泥农用对-十壤及作物的影响。研究表明，3种污泥肥料提高了土壤中氮索和有机质的含量；与空白和普通化肥处理相比，3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量，而对土壤交换态重金属含量没有显著影响；3种污泥处理均增加了小麦籽粒中zn的含量：相对普通化肥处理，3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量；污泥肥料施用对十壤重金属有一定累积效应，但短期施用对土壤比较安全。关键词：消化污泥，污泥堆肥，污泥复混肥，土壤重金属，交换态重金属doi：10．3969(i．issn．1002—6819．2009．06．014中国分类号：S141．6文献标识码：A文章编号：1002—6819(2009)-6-008卜06梁丽娜，黄雅曦，杨合法，等．污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响[J]．农业工程学报，2009，25(6)：81-86．LiangLina,HuangYaxi，YangHefa，eta1．Effectsoffarmlandapplicationofsewagesludgeoncropyieldsandheavymetalaccumulationinsoilandcrop[f1．TransactionsoftheCSAE，2009,25(6)：81--86．(inChinesewithEnglishabstract)0引言随着中国城市社会经济的快速发展，污水处理厂的数量迅速增加。目前每年产湿污泥达1．OX108t。农田施用是污泥处理的主要方式，约占到污泥总最的45％／1|。由于污泥富含有机质和N、P等营养成分，施用后可明显提高土壤肥力【2圳，对作物有明显的增产效果【5．61。同时由于污泥含有的锌、铜、铅、镉等重金属，长期施用会导致土壤和作物中重金属含量增加【_卜9】，最终会危害到人体健康【l01。因此，污泥农用后重金属的累积受到人们的广泛关注。本文以华北平原麦玉两熟区不同污泥肥料对比试验为基础，研究长期施用污泥肥料下对土壤养分、土壤和作物重金属含量以及作物产量的影响，为污泥的农业利用提供科学依据。1材料与方法1．1试验设计本研究在中国农业大学曲周实验站进行。实验站位于河北邯郸市曲周县的北部(36052。N，11500l’E)，年平均降水量604mill，7、8月降雨量占全年的60％。年平均气温为13．1℃，最高气温7月26．8℃和最低气温1月一2．9C，全年无霜期为201d。收稿日期：2007．10-27修订日期：2009-02—13作者简介：粱丽娜(1981一)，女。山西晋城人，博士生，主要从事有机肥料长期实验的研究。北京中国农业丈学资源与环境学院，100193．Email：lianglinaeau@163．coin※通讯作者：李季，教授．博士生导师．北京中国农业大学资源与环境学院，100193．Email：liji@eau．edu．∞本试验从2002年10月冬小麦播种开始，至2005年的9月底夏玉米收获结束，种植制度为冬小麦一夏玉米。冬小麦(IO～6月)种植密度为每公顷380～450万株：夏玉米(6～9月)种植密度约每公顷6．4万株。按照当地常规的农业措施进行管理。试验采用完全随机区组设计，设5个处理，3次重复，每个小区面积为40．60m2，肥料全部用作底肥，本试验中消化污泥和污泥堆肥晾干粉碎后均匀施入土壤，其余操作同常规化肥处理一致。具体方案如下：1)CK空白对照(不施肥)；2)化肥对照，碳酸铵1．125t／hm2、过磷酸钙1．125t／hm2、硫酸钾O．15tham2，追施尿素0．375t／hm2；3)消化污泥(含水56％)30t／tun2，追施尿素O．3t／hi'1]2；4)污泥堆JE(含水45％)15t／hnl2，追施尿素O．3t／hm2；5)污泥复混肥(含水14．5％)1．5t／hnl2，追施尿素0．3t／hm2。1．2供试材料供试作物：第一茬口小麦为邯4564；第二茬口玉米为农大108。供试土壤为碱性沙壤土。试验用消化污泥即生污泥取自太原市杨家堡污水处理厂；污泥堆肥是原料为消化污泥+玉米芯+粉煤灰(粉煤灰占堆肥全部物料干质量的10％