不同秸秆污泥堆肥施用土壤-植物效应研究

【摘要】：本课题旨在通过研究不同秸秆污泥农地利用时土壤系统氮、磷和钾的转化规律,及其对作物生长和环境影响效应的探讨,从正负效应中找出不同秸秆污泥堆肥与化肥配施的最佳比例,从而为城市污泥的大规模土地利用提供理论和实践支持。 本研究选择重庆市北碚区某污水处理厂的脱水污泥经高温好氧堆肥得到的污泥堆肥产品为研究对象,通过室内土壤培养研究了不同秸秆污泥堆肥对十壤氮矿化的影响,并挑选2种秸秆污泥堆肥与化肥以1：3,1：1和3：1混配,进行了玉米的田间试验。 室内土壤培养试验表明：作物秸秆污泥堆肥可促进土壤氮的矿化,显著提高土壤中氨态氮和硝态氮的含量,提高幅度油菜秸秆和小麦秸秆堆肥大于水稻秸秆堆肥和玉米秸秆堆肥,因而当污泥堆肥施用于农地时,油菜秸秆堆肥和小麦秸秆污泥堆肥的用量应较水稻秸秆堆肥和玉米秸秆污泥堆肥低。一级动力学方程拟合结果表明,污泥堆肥的施入可显著提高土壤氮的潜在矿化势,其中油菜秸秆污泥堆肥施入石灰性紫色十和黄壤、小麦秸秆污泥堆肥施入酸性紫色土和石灰性紫色土氮的潜在矿化势提高幅度最大。根据土壤氮的矿化特征,建议将秸秆污泥堆肥用作基肥施用于黄壤时,30d左右应适当补施氮肥,以满足作物后期生长对氮素的需求,而将秸秆污泥堆肥用作基肥施用于酸性紫色十和石灰性紫色十时,应配合速效氮肥,以满足植物生长前期对氮素的需求。 田间试验表明： (1)秸秆污泥堆肥与化肥不同比例配施均可促进十壤氮素的矿化,显著提高土壤氨态氮和硝态氮含量,化肥与玉米秸秆污泥堆肥按1：3配施,化肥与水稻秸秆污泥堆肥按1：1配施提高幅度最大。 (2)秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施均可促进土壤磷素的矿化,显著提高土壤速效磷含量,化肥与秸秆污泥配施时要考虑土壤性质和堆肥秸秆类型,黄壤中,两种秸秆污泥堆肥与化肥按1：1比例配施速效磷提高幅度最大,在酸性紫色土中,化肥与玉米秸秆污泥堆肥按3：1配施、与水稻秸秆污泥堆肥按1：3配施十壤速效磷提高幅度最大。 (3)秸秆污泥堆肥与化肥不同比例配施均可促进十壤钾素的矿化,提高速效钾含量,秸秆污泥堆肥与化肥混施时主要考虑十壤性质。在黄壤中,化肥与玉米秸秆和水稻秸秆污泥均按1：1配施可达最佳施肥效果,紫色土其配施比例为1：3。 (4)秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施可降低土壤pH值,提高有机质含量,堆肥施加量与土壤pH缓冲性和有机质含量呈正比关系。 (5)秸秆污泥与化肥混合配比施用,黄壤条件下化肥与玉米秸秆污泥堆肥按3：1混配,化肥与水稻秸秆按1：1配施可获得最大产量,紫色土中,化肥与将玉米秸秆污泥堆肥按1：3混配,化肥与水稻秸秆按3：1配施,可获得最大产量。(6)污泥堆肥施入土地后植物对不同重金属的吸收能力大小黄壤为CdPbCr,紫色土为PbCdCr。黄壤环境中,植物体内重金属含量与秸秆污泥堆肥的施加量呈正比关系,紫色土环境中,秸秆污泥堆肥与化肥以1：1混配施入使植物体内重金属含量达最大值。 最后,从氮磷钾及重金属方面探讨分析不同比例秸秆污泥堆肥土地利用过程中的正负效应,由效应平衡最终确定土壤类型为黄壤时,化肥与水稻秸秆堆肥最佳配比为1：1；紫色土中化肥与玉米秸秆堆肥最佳配比为1：3。 【关键词】：污泥堆肥 不同比例 农地利用 氮磷钾 重金属
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 文献综述12-21
• 1.1 污泥资源化研究现状12-18
• 1.1.1 污泥现状及资源化前景12
• 1.1.2 污泥常用处置方法及现状12-14
• 1.1.2.1 污泥填埋13
• 1.1.2.2 污泥焚烧13
• 1.1.2.3 土地利用13-14
• 1.2.1 污泥堆肥土地利用技术14-16
• 1.2.1.1 污泥堆肥化处理概述14-15
• 1.2.1.2 污泥堆肥的土地利用15-16
• 1.2.3 污泥堆肥土地利用研究现状16-18
• 1.2.3.1 污泥堆肥土地利用过程中的重金属研究16
• 1.2.3.2 污泥堆肥土地利用的有机物危害研究16
• 1.2.3.3 污泥堆肥土地利用的养分元素变化研究16-18
• 1.3 污泥堆肥土地利用的环境效应18-19
• 1.3.1 对土壤环境及生物生长的影响18
• 1.3.2 对土壤理化性质的影响18
• 1.3.3 对土壤中重金属的影响18-19
• 1.4 污泥堆肥施用技术的研究19-20
• 1.4.1 污泥堆肥直接施用19
• 1.4.2 污泥复合肥料19
• 1.4.3 污泥堆肥与化肥配合施用19-20
• 1.5 课题研究的目的、意义和内容20-21
• 1.5.1 课题研究的目的和意义20
• 1.5.2 课题研究的内容20-21
• 第二章 材料与方法21-24
• 2.1 室内培养试验21-22
• 2.1.1 试验材料21
• 2.1.2 试验设计21
• 2.1.3 测试项目与方法21
• 2.1.4 数据处理方法21-22
• 2.2 田间试验22-24
• 2.2.1 试验设计22
• 2.2.2 供试材料22
• 2.2.3 取样及样品处理22
• 2.2.4 测定方法22-23
• 2.2.5 数据处理方法23-24
• 第三章 结果与分析24-48
• 3.1 室内培养试验研究结果分析24-28
• 3.1.1 作物秸秆污泥堆肥的基本性质24
• 3.1.2 不同秸秆污泥堆肥对土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量的影响24-26
• 3.1.3 不同秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化量的影响26-27
• 3.1.4 不同秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化常数的影响27-28
• 3.1.5 小结28
• 3.2 田间试验研究结果28-40
• 3.2.1 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例配施对土壤PH值的影响28-30
• 3.2.2 秸秆污泥堆肥与化肥配施比例对土壤氮的影响30-35
• 3.2.2.1 土壤全氮含量的变化30
• 3.2.2.2 秸秆污泥堆肥与化肥配施比例对土壤NH_4~+-N含量的影响30-32
• 3.2.2.3 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤NO_3~--N含量的影响32-34
• 3.2.2.4 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤氮矿化量的影响34-35
• 3.2.3 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤磷的影响35-37
• 3.2.3.1 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤全磷的影响35-36
• 3.2.3.2 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤速效磷的影响36-37
• 3.2.4 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤钾的影响37-39
• 3.2.4.1 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤全钾含量的影响37-38
• 3.2.4.2 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤速效钾含最的影响38-39
• 3.2.5 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对土壤有机质含量的影响39-40
• 3.3 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例配施对土壤重金属的影响40-42
• 3.4 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对作物的影响42-48
• 3.4.1 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例配施对玉米产最的影响42-43
• 3.4.2 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对营养元素利用效率的影响43-46
• 3.4.3 秸秆污泥堆肥与化肥不同比例混施对植物重金属的影响46-48
• 第四章 结论和建议48-50
• 4.1 结论48-49
• 4.2 建议49-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-55
• 发表论文55

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