污泥制有机营养土养分释放规律及对国槐的效应_祁文俊.pdf

第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 20231)国家发改委环境污染第三方治理“北京市污泥资源化苗圃种植 项 目”;北 京 排 水 集 团 污 泥 资 源 化 苗 圃 种 植 项 目(2017HXFWLXY023)。第一作者简介:祁文俊，男，1995 年 4 月生，北京林业大学林学院，硕士研究生。Email:2428487784 qqcom。通信作者:彭祚登，北京林业大学林学院，教授。Email:zuo-deng sinacom。收稿日期:2022 年 2 月 26 日。责任编辑:段柯羽。污泥制有机营养土养分释放规律及对国槐的效应1)祁文俊彭祚登王凯孙昱王海东于凌霄(北京林业大学，北京，100083)(北京市大兴区林业站)摘要为探究污泥制有机营养土养分释放特征及其施用后对国槐的养分作用效果，以污泥制有机营养土为试验材料，采用尼龙网袋法，对土壤深度(h)为 0h20 cm 和 20 cmh40 cm 的 2 个土层取样，定期监测袋内物质及成分的变化。同时，以国槐人工林为对象，采用完全随机区组试验设计，选设 6 个施用量水平(CK(0)、T1(15kg株1)、T2(30 kg株1)、T3(45 kg株1)、T4(60 kg株1)、T5(75 kg株1)，监测国槐生长效果。结果表明:污泥制有机营养土在 2 个土层分解速率规律均为先快后慢，埋放在 20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土分解速率更快。0h20 cm 和 20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土有机质经过 6 个月的分解后，残留率分别为 2672%和 2353%。N 元素在污泥制有机营养土埋放后的 6 个月内大量释放，释放规律为先快后慢;P 元素残留率在最初的 15 个月大幅度上升，半年的生长期内 P 元素残留率均高于初始;K 元素释放最为彻底，15 个月时分解了约 7000%。T3、T4 处理对国槐胸径、材积生长促进效果比较明显;T4、T5 处理有利于国槐叶片叶绿素的合成。施用污泥制有机营养土 1 a 后，国槐叶片的氮、磷、钾元素质量分数没有明显上升，N 元素和 K 元素质量分数甚至均低于对照。2 个土层的污泥制有机营养土分解速率均为先快后慢，埋放在 20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土分解速率更快。适量施用污泥制有机营养土有利于国槐胸径、材积生长和叶绿素积累，但对叶片养分元素积累无促进作用。关键词污泥制有机营养土;养分释放;国槐;养分作用分类号S79226Nutrient elease of Organic Nutrient Soil from Sludge and Its Effect on Sophora japonica/Qi Wenjun，Peng Zuo-deng，Wang Kai，Sun Yu，Wang Haidong(Beijing Forestry University，Beijing 100083，P China);Yu Lingxiao(For-estry Station of Daxing District，Beijing)/Journal of Northeast Forestry University，2023，51(3):97102，135This study was conducted to explore the nutrient release characteristics of the sludge organic nutrient soil and its effecton Sophora japonica after application Sludge organic nutrient soil was used as test material and nylon mesh bag method wasused to take samples from the soil depth(h)0h20 cm and 20 cmh40 cm soil layers，and the changes of substancesand components in the bags were monitored regularly;six application levels were selected in a randomized block experi-ment design to monitor the growth effect of S japonica plantation The decomposition rate of the sludge organic nutrient soilin both soil layers was first fast，and then slow，and the decomposition rate of the sludge organic nutrient soil buried in thesoil depth(h)20 cmh40 cm soil layer was faster，and the residual rates of organic matter in the two soil layers were2672%and 2353%after 6-month decomposition，respectively N element was released in large quantities within 6 monthsafter the sludge organic nutrient soil was buried，and the release pattern was fast first and then slow The residual rate of Pelement increased greatly in the first 15 months，and was higher than the initial rate in half a year K element was releasedmost completely，decomposed by about 70%within 15 months The treatments of 45 and 60 kg ind1had obvious promo-ting effect on the growth of DBH and volume of S japonica，and the treatments of 60 and 75 kg ind1were beneficial to thesynthesis of chlorophyll in S japonica leaves After one year of application of the sludge organic nutrient，the contents ofN，P and K in S japonica leaves did not increase significantly，and the contents of N and K were even lower than those ofthe control Thus，the decomposition rate of the sludge organic nutrient in both soil layers was first fast and then slow，andthe decomposition rate of the sludge organic nutrient buried in 2040 cm soil layer was faster The release law of N elementfirst increases and then slows down The residual rate of P element is always higher than the initial value Appropriate ap-plication of the sludge organic nutrient was beneficial to the growth of DBH，volume and chlorophyll accumulation of S ja-ponica，but had no effect on the accumulation of nutrient elements in leavesKeywordsSludge organic nutrient soil;Nutrient release;Sophora japonica;ole of nutrients污泥制有机营养土(SONS)是城镇污水处理厂、再生水厂和净化水厂产生的污泥经高温厌氧消化和板框脱水处理后，达到稳定化、无害化要求且可替代有机肥施用林地的污泥产品，是城市污泥资源化利用过程中获得的重要产物。污泥处理是城市在解决环境问题时面临的重要任务之一，预计 2025 年我国污泥产量将会突破 9 000 万 t1。城市污泥中同时含有林木生长所需的营养元素和对环境不利的重金属等毒害物质，如果得到合理利用，可以有效化解其对环境造成的危害2。污泥经过热水解加高级厌氧消化处理后，满足了无害化要求，更加适合林地利用3。污泥制有机营养土施用林地后的过程包括养分释放和养分作用 2 个部分，养分释放特征与应用效DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.001率是判别其可利用前景的重要因素，也是人们在污泥产品研究中关注的重点问题。目前国内外对污泥产品林地施用效果进行了广泛的研究，大量研究结果表明，适量施用污泥产品对林木或苗木的存活率、生长、养分积累等存在明显促进作用49。然而，目前关于污泥类产品养分释放规律的研究还未见有报道，也没有将污泥产品的释放机制和施用后养分作用效果结合的研究。在污泥制有机营养土施用林地产生分解后，如不能及时有效进行补充，后续将达不到促进林木生长的效果;如一次性施用过多，则会因为重 金 属 等 毒 害 物 质 过 量 而 抑 制 林 木 生长4，67，1012，因此，探究污泥制有机营养土养分释放机制十分重要。国槐(Sophora japonica)是北京地区重要的乡土树种，也是北京平原生态景观林营造的首选树种，在北京城市森林中占地面积非常大，养护管理的任务量多。本研究选取 5 年生的国槐幼林，通过养分释放试验和养分作用试验，研究污泥制有机营养土养分释放特征及其在林地施用的效果，在此基础上确定合理的林地施用量和施用频率，以期为污泥制有机营养土在北京平原林养护中的施用提供参考。1试验地概况试验地点位于北京大兴区北臧村镇永定河畔林地(1161311614E，39393940N)，暖温带季风气候，年均温116，年均降水量 556 mm，降水主要集中在 7、8 月份。该试验林地为永定河中游冲积河滩沙地，地势平坦，砂质壤土，土壤结构性较差，保水保肥能力低。试验地的表层土壤主要理化性质:有机质质量分数为 558 gkg1，pH 值 735，电导率为 14853 Scm1，阳离子交换量为 632 molkg1，土壤密度为 146 gcm3。2研究方法21供试材料试验用的污泥制有机营养土来自北京排水集团高碑店污水处理厂生产的高级厌氧消化污泥产品，养分质量分数为:有机质质量分数 24934 gkg1，总氮 154%，总磷 074%，总钾 456%。22试验设计养分释放试验:采用尼龙网袋法，称取 50 g 污泥制有机营养土(以烘干后干物质质量为准)，装入20 cm15 cm，300 目的尼龙网袋。在国槐试验区林木行间中部，划设 10 个 2 m2 m 的试验样方，每个样方埋设 4 个污泥制有机营养土样袋。每 5 个样方为 1 个处理组，共分为 2 个处理组，其中 1 个处理组为在土壤深度(h)0h20 cm 土层埋放污泥制有机营养土样品;另外 1 个处理组为在 20 cmh40 cm土层埋放样品。试验设计共包括 2 个土层，每层 5个样方，每个样方 4 个尼龙网袋，共计254=40 个尼龙网袋。埋放样袋时，样袋间距离 1 m，防止互相影响。同时，将尼龙网袋 45倾斜放置土层中，再进行覆土，以保证其和土壤接触良好。试验于 2021 年3 月 1 日布置，之后每间隔 15 个月取样 1 次，每次取样在每个样方取 1 袋，10 个样方计 10 袋，前后共取样 4 次，至 2021 年 9 月 1 日取样结束。养分作用试验:选取北京平原沙地 5 年生国槐人工林，所选林分林木生长情况基本一致。采用完全随机区组试验设计，参照 CJ/T 362城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质 中的相关规定，将污泥制有机营养土按照施用量 CK(0)、T1(15 kg株1)、T2(30 kg株1)、T3(45 kg株1)、T4(60kg株1)、T5(75 kg株1)进行梯度设置，计 6 个处理 3 次重复，共 18 个小区。于 2017 年 7 月，在每个小区挑选 10 株相近林木进行试验。根据树冠投影，在待测树木距离树根 50 cm 处两侧各挖 1 个深30 cm，长、宽均为 40 cm 的施肥穴，施完污泥制有机营养土后立即覆盖并浇水灌溉。经过 1 a 生长期后于第 2 年首次对林木生长生理情况进行调查，以后逐年调查 1 次，共调查 3 a。23取样与指标测定将尼龙网袋从土壤中取出，去除杂物并用蒸馏水清洗干净表面，然后放在烘箱中以 80 烘干至恒质量。称取烘干后污泥制有机营养土质量，计算出样品干物质残留率。再利用烘干的污泥制有机营养土测量有机质、全 N、全 P 和全 K 质量分数，并计算出其残留率。相关计算公式如下:d=(Wt/W0)100%;e=(WtMt)/(W0M0)100%。式中:d为干物质残留率;e为养分物质残留率;Wt为分解 t 月后干物质残留量;W0为初始干物质量;Mt为分解 t 月后养分质量分数;M0为初始养分质量分数。用胸径尺进行胸径测定，用测高杆进行树高测定，查阅材积表进行材积测定。采样时，各小区选取3 株平均树木，按东西南北 4 个方向及相同树高位置处采集 1 年生新生枝叶进行叶片的叶绿素和养分元素质量分数测定。叶绿素采用 95%乙醇浸泡提取。对叶片养分元素进行测定时，先将试验叶片105 下杀青 30 min，烘干至恒质量，磨碎过筛后再对有机质、全 N、全 P、全 K 质量分数进行测量，其中，重铬酸钾外加热法测定有机质质量分数;Smart-89东北林业大学学报第 51 卷chem 450 型全自动间断化学分析仪测定全 N 及全P 质量分数;火焰光度计法测定全 K 质量分数。24数据处理数据采用 Excel2019 进行统计，Origin2018 进行画图，SPSS220 软件进行数据分析，单因素方差分析和独立样本 T 检验进行显著性分析(P005)，邓肯检验法进行多重比较。3结果与分析31污泥制有机营养土的养分释放动态特征311干物质残留率的动态变化由表 1 可知，处在不同土层深度的污泥制有机营养土干物质残留率随入土时间推移表现出相同的变化规律，总体表现为持续下降，但在不同阶段其下降趋势存在显著差异(P005)。其干物质残留率在初埋后 15 个月时快速下降，在 1545 个月间下降趋势放缓，45 个月后又出现快速下降趋势，6个月后 0h20 cm 和 20 cmh40 cm 2 个土层的干物质残留率分别为 7918%和 7834%。在分解期内，20 cmh40 cm 土层的干物质残留率均较 0h20 cm 土层低，表明在相同时间污泥制有机营养土的迁移速度快。同时，分析表明，埋放 15 个月时20 cmh40 cm 土层干物质残留率显著低于 0h20 cm 土层(P005)。表 1污泥制有机营养土在砂质土壤中干物质残留率的时间变化土层(h)/cm土壤干物质残留率/%0 个月15 个月30 个月45 个月60 个月0h20(100000)a(8838132)b*(8539342)c(8267063)c(7918195)d20h40(100000)a(8325148)b*(8320293)b(8220282)b(7834278)c注:表中数据为平均值标准误，同行不同小写字母表示差异显著(P005)，*表示同列数据独立样本 T 检验差异显著(P005)。312有机质残留率的动态变化由表 2 可知，埋放在不同土层深度的污泥制有机营养土有机质残留率随着时间推移表现出相同的变化规律，总体表现为持续下降，且在不同阶段其下降趋势存在显著差异(P005)。其中，埋放 345个月时下降最快，45 个月后下降趋势放缓，6 个月后 0h20 cm 和 20 cmh40 cm 2 个土层的污泥制有机营养土有机质残留率分别为 26 72%和2353%。不同土层间有机质残留率有差异，在各时间段 20 cmh40 cm 土层有机质残留率均较 0h20 cm 土层低，表明为相同时间 20 cmh40 cm土层的污泥制有机营养土有机质迁移速度快。埋放15、6 个月时，20 cmh40 cm 土层有机质残留率显著低于 0h20 cm 土层(P005)。表 2污泥制有机营养土在砂质土壤中有机质残留率的时间变化土层(h)/cm土壤有机质残留率/%0 个月15 个月30 个月45 个月60 个月0h20(100000)a(8660218)b*(7251290)c(3069327)d(2672048)d*20h40(100000)a(7921102)b*(7000050)c(2681180)d(2353092)e*注:表中数据为平均值标准误，同行不同小写字母表示差异显著(P005)，*表示同列数据独立样本 T 检验差异显著(P005)。313N、P、K 元素残留率的动态变化N、P、K 元素残留率是表征污泥制有机营养土样品中有益植物生长的营养成分在土壤中迁移状态的重要指标。由表 3 可知，不同土层深度的污泥制有机营养土 N 元素残留率随时间推移表现出相同的变化规律，总体表现为持续下降，但在不同阶段其下降趋势存在显著差异(P005)。6 个月后 0h20 cm 和 20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土N 元素残留率分别为 5375%和 3799%。整个试验期内，20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土 N元素残留率均低于 0h20 cm 土层。埋放 3、45、6个月时，20 cmh40 cm 土层的 N 元素残留率显著低于 0h20 cm 土层(P005)。表 3污泥制有机营养土在砂质土壤中 N 元素残留率的时间变化土层(h)/cm土壤 N 元素残留率/%0 个月15 个月30 个月45 个月60 个月0h20(100000)a(8237189)b(6912040)c*(6038184)d*(5375302)e*20h40(100000)a(7681533)b(6267047)c*(4905070)d*(3799056)e*注:表中数据为平均值标准误，同行不同小写字母表示差异显著(P005)，*表示同列数据独立样本 T 检验差异显著(P005)。不同土层深度的污泥制有机营养土 P 元素残留率随着时间表现出类似的变化规律。由表 4 可知，随着时间推移，2 个土层的污泥制有机营养土 P元素残留率均出现了一定程度增加，各时间段 P 元素残留率显著高于初始阶段(P005)。在埋放相同时间下，2 个土层的污泥制有机营养土 P 元素残99第 3 期祁文俊，等:污泥制有机营养土养分释放规律及对国槐的效应留率并无显著差异。0h20 cm 土层的污泥制有机营养土 P 元素残留率在 15 个月时达到最大，为14263%;20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土P 元素残留率在 45 个月时达到最大，为 13434%。表 4污泥制有机营养土在砂质土壤中 P 元素残留率的时间变化土层(h)/cm土壤 P 元素残留率/%0 个月15 个月30 个月45 个月60 个月0h20(100000)e(14263186)a(13606085)b(13108124)c(12304217)d20h40(100000)d(13161136)ab(13104122)b(13434108)a(10953300)c注:表中数据为平均值标准误，同行不同小写字母表示差异显著(P005)。不同土层深度的污泥制有机营养土 K 元素残留率随着时间推移表现出相同的变化规律，总体表现为持续下降，但在不同阶段其下降趋势存在显著差异(P005)。由表 5 可知，在初埋后 15 个月内K 元素残留率下降速度最快。0h20 cm 和20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土在埋放 15 个月后 K 元素残留率仅剩 2981%和 2975%。在各时间段内，20 cmh40 cm 土层的污泥制有机营养土 K元素残留率略低于 0h20 cm 土层，但埋放相同时间时，2 个土层的污泥制有机营养土 K 元素残留率并无显著差异。表 5污泥制有机营养土在砂质土壤中 K 元素残留率的时间变化土层(h)/cm土壤 K 元素残留率/%0 个月15 个月30 个月45 个月60 个月0h20(100000)a(2981071)b(2773126)bc(2634219)c(2054149)d20h40(100000)a(2975219)b(2651169)c(2410189)c(2006066)d注:表中数据为平均值标准误，同行不同小写字母表示差异显著(P005)。32施用污泥制有机营养土对国槐的影响321施用污泥制有机营养土1 a 后国槐生长的变化由表 6 可知，国槐各施用量处理时胸径增长率均高于对照 CK，其中 T1、T3、T4、T5 处理的胸径增长率显著高于 CK(P005)，T3 处理时胸径增长率最大，为 855%，是 CK 的 150 倍。国槐各处理的树高增长率均无显著差异(P005)，但国槐各施用量处理的树高增长率均高于对照 CK。国槐 T2 和 T4处理的材积增长率均显著高于对照(P005)，其中T4 处理的国槐材积增长率达到最大，为 4203%，是CK 的 143 倍。表 6不同施用量处理的国槐生长变化处理胸径增长率/%树高增长率/%材积增长率/%CK(571040)c(472068)a(2937114)bT1(773056)ab(657094)a(3580265)abT2(650038)bc(559113)a(4037336)aT3(855041)a(559071)a(3758308)abT4(831086)a(703090)a(4203406)aT5(777064)ab(492048)a(3445270)ab注:表中数据为平均值标准误，同列不同小写字母表示差异显著(P005)。322施用污泥制有机营养土 1 a 后国槐叶片养分元素质量分数的变化由表 7 可知，国槐不同污泥制有机营养土施用量处理的叶片 N 质量分数无显著差异。T4 和 T5 处理的国槐叶片 P 质量分数显著低于 CK(P005)，其中，T1 处理的叶片 P 质量分数达到最大，为 594gkg1。T3 和 T5 处理的国槐叶片 K 质量分数显著低于 CK(P005)，其中 CK 处理 K 质量分数最高，达到 1411 gkg1。表 7不同施用量处理的国槐叶片养分元素质量分数变化处理总氮质量分数/gkg1总磷质量分数/gkg1总钾质量分数/gkg1CK(2281108)a(578099)a(1411097)aT1(2180260)a(594052)a(1015090)abT2(1922187)a(441047)ab(1181021)abT3(1804131)a(424069)abc(915053)bT4(1856220)a(235011)c(1022189)abT5(1863207)a(326043)bc(810207)b注:表中数据为平均值标准误，同列不同小写字母表示差异显著(P005)。323施用污泥制有机营养土 1 a 后国槐叶片叶绿素质量分数的变化由表 8 可知，5 月和 6 月，各施用量处理的国槐叶片叶绿素 a 质量分数相比对照无显著差异，均在T3 处理时达到最大。7 月，各施用量处理的国槐叶片叶绿素 a 质量分数均显著高于对照 CK(P 005)，其中 T4 处理时达到最大，为187 mgg1，相比 CK 提高了 2721%。5 月，各处理的国槐叶片叶绿素 b 质量分数无显著差异;6 月和 7 月，所有施用量处理的叶片叶绿素 b 质量分数均高于 CK。6 月，T3、T4、T5 处理时叶片叶绿素 b 质量分数显著高于 CK(P005)，T4处理时最高，为 177 mgg1，是 CK 的 177 倍;7月，T4 和 T5 处理时叶绿素 b 质量分数显著高于 CK(P005)，T5 处理时最高，为 122 mgg1，是 CK的 188 倍。5 月，各施用量处理的国槐叶片叶绿素(a+b)质001东北林业大学学报第 51 卷量分数无显著差异;6 月和 7 月，所有施用量处理的国槐叶片叶绿素(a+b)质量分数均高于 CK。6 月，T3、T4、T5 处理时叶片叶绿素(a+b)质量分数显著高于 CK(P005)，T4 处理时达到最高，为 362 mgg1，比 CK 高出 2837%;7 月，T4 及 T5 处理时叶片叶绿素(a+b)质量分数显著高于 CK(P005)，T5处理时达到最高，为 308 mgg1，比 CK 高出了4528%。表 8不同施用量处理的国槐叶绿素质量分数月份处理叶绿素 a 质量分数/mgg1叶绿素 b 质量分数/mgg1叶绿素(a+b)质量分数/mgg15 月份CK(161002)ab(076002)a(237003)aT1(158011)b(077013)a(235025)aT2(163006)ab(074004)a(237010)aT3(173003)a(090003)a(263006)aT4(168009)ab(086010)a(255018)aT5(169009)ab(088015)a(256023)a6 月份CK(182015)a(100025)c(283039)cT1(187004)a(112021)bc(299025)bcT2(188007)a(122023)bc(310030)bcT3(190002)a(147027)ab(337025)abT4(184005)a(177019)a(362014)aT5(189001)a(173013)a(361014)a7 月份CK(147021)b(065017)b(212038)bT1(173022)a(097029)ab(270050)abT2(174014)a(094023)ab(268037)abT3(177004)a(094001)ab(271003)abT4(187003)a(113010)a(301013)aT5(186007)a(122027)a(308033)a注:表中数据为平均值标准误，同列不同小写字母表示同一月份不同处理间差异显著(P005)。4讨论41污泥制有机营养土施入林地土壤后的养分释放规律本研究与许多有机物分解试验研究结果类似1315，试验期内，污泥制有机营养土干物质、有机质和各种养分元素在 20 cmh40 cm 土层分解释放速率快于 0h20 cm 土层。主要是因为该试验林地为河漫沙地，砂质土，保水性差，表层较为干燥，而较深土层土壤中的水热条件相对稍好，利于微生物参与有机质的分解16，进而提高了土壤肥力。此外，随着土层深度增加，土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性增大，提高了有机质分解速率17，促进植物生长发育。从这个方面来看，污泥制有机营养土所含有机物特征明显，可以当做有机肥来施用。在本研究中，污泥制有机营养土埋放布置后，分解速率前快后慢，在 2 个土层的分解速度都是在 15 个月内最快，之后下降趋势减缓，这与前人对茶叶短期分解的研究结果类似18。这主要由于在腐解前期，污泥制有机营养土中易分解的物质较多，其中含有大量的碳源可供微生物利用，使得污泥制有机营养土分解速度比较快，后期碳源减少导致微生物活性降低，分解速率趋缓1920。本研究结果与匡恩俊等13 和孔伟等21 的研究结果相类似，N 元素释放速率规律为先快后慢。这是因为污泥制有机营养土样品中的有机 N 质量分数起始阶段高，底物充足，所以分解较快，释放速率较高。伴随着试验的进行，样品中的有机 N 已被分解，含量降低，底物减少，所以其分解释放速率也逐渐下降。另外，起始阶段也可能存在激发效应，从而导致试验开始时 N 释放速率较高。在许多有机物养分释放的研究中，P 元素质量分数趋势均为逐渐下降13，2224。而本研究中，开始的 15 个月内，P 元素残留率不仅没有下降，反而大幅度上升，各月份 P元素残留率均超过了初始值，原因是污泥制有机营养土分解过程中产生的有机酸活化了周围土壤中难溶性磷，使得 P 元素在污泥制有机营养土样品周围富集25。在本研究中，K 元素释放规律为先快后慢，相比较 N 元素和 P 元素，K 元素分解释放最为迅速和彻底。大量相关的研究也验证了这一结果或与之类似2223，25。出现该现象的原因是 K 元素主要以离子的形式存在，容易被浸提，因而较容易释放22。42施用污泥制有机营养土对国槐林木生长和养分积累的影响林木生长指标变化是判断污泥产品施用量是否合适的重要依据6。一些研究结果表明，适量施用排水污泥产品会对林木或苗木的生长产生明显促进作用67，26。在本研究中，施用林地的污泥制有机营养土在 1 a 生长期内有机质大量分解，T3 处理显著促进国槐的胸径生长，T4 处理显著促进国槐的材积生长。出现该现象的原因是由于污泥制有机营养土分解时向周围土壤中释放养分元素，提高了土壤肥力27。但当污泥制有机营养土施用量继续增加时，对国槐生长的促进效果会出现下降，这与孙昱等6 的研究结果类似，出现该现象的原因是因为污泥制有机营养土中既含有林木所需营养元素，又有一些重金属等毒害物质，施用后对树木同时存在促进和抑制作用。当污泥制有机营养土施用量继续增加时，抑制作用增强4，10，另外养分的吸收存在某个阈值，过量增加污泥制有机营养土的施用量会出现养分过奢现象，反而起不到促进效果12，2829。林木叶片的养分质量分数一定程度可以反映树木养分吸收状况，因此可以作为评判污泥产品林地101第 3 期祁文俊，等:污泥制有机营养土养分释放规律及对国槐的效应施用效果的指标6。污泥制有机营养土在施用林地后的 1 a 间，会向土壤释放大量的 N 元素和 K 元素，而各施肥处理国槐叶片中 N、K 元素质量分数在施用污泥制有机营养土后反而均低于 CK，这是因为叶片中的 N、P、K 营养元素在生长期快速大量转移以供应林木快速生长的需求30。此外，林木在 1a生长期内生长所需的 N 元素很大一部分来自内循环，对土壤中养分的依赖性不高3134。后续研究应该结合施用污泥制有机营养土对土壤的作用效果，进行综合评价分析，确定其在不同树种的最佳施用量。43施用污泥制有机营养土对国槐叶片叶绿素质量分数的影响叶绿素与树木光合能力及生长发育情况密切相关35。叶绿素 a 是决定光合作用活性的中心色素分子，叶绿素 b 具有吸收和传递光能的作用36。6月份，T4 处理的国槐叶片叶绿素 b 和叶绿素(a+b)质量分数达到最大，显著高于对照;7 月份，T5 处理的国槐叶片叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素(a+b)质量分数达到最大，显著高于对照。这是因为，施用林地的污泥制有机营养土在 1a 生长期内大量分解，向林木根系周围土壤释放了大量与光合作用关系密切的N 元素37，6 月和 7 月林木生长十分旺盛，更加有利于叶绿素的合成6。N 元素是构成叶绿素的重要成分38。本研究中，CK 处理的国槐叶片 N 元素质量分数最高，但是叶绿素质量分数却很低，这是因为试验林地为砂质土，保水性差，干旱条件会降低叶绿素质量分数39。施用污泥制有机营养土后提高了土壤有机质质量分数，增加的有机质与粘粒组成有机无机胶体复合体，利于团粒结构的形成，从而增加了总孔隙度同时降低了土壤密度40，进而增加了土壤保水性，而增加的水分有利于叶绿素质量分数的提高。施用污泥制有机营养土后，国槐叶片叶绿素质量分数明显上升，但不是施用量越大叶绿素质量分数就越高，有时随着施用量上升叶绿素质量分数甚至出现下降，这与石小红等41 研究结果相似。出现该现象的主要原因是污泥制有机营养土施用量增加后，重金属抑制作用加强，根系吸收的养分向上运输受阻，影响了叶绿素的合成42。5结论污泥制有机营养土埋放土壤后，在半年内大量分解并向土壤释放养分元素。2 个土层污泥制有机营养土的分解速率都是 15 个月内最快，之后分解速率放缓，其中 20 cmh40 cm 土层污泥制有机营养土分解速率快于 0h20 cm 土层。6 个月的试验结束时，0h20 cm 和20 cmh40 cm 土层的有机质残留率分别为 2672%和 2353%。N 元素在污泥制有机营养土埋放后的 6 个月内大量释放，释放规律为先快后慢;P 元素残留率始终高于初始值，埋放后最初 15 个月内 P 元素残留率甚至大幅度上升;K 元素释放最为彻底，2 个土层的污泥制有机营养土埋放 15 个月后 K 元素释放均超过了 70%。因此，建议在林地施用污泥制有机营养土时进行翻土覆盖处理，从而加快其分解速度，使其更容易被林木吸收利用，另外，在污泥制有机营养土施用林地后，每年都进行 1 次补充，避免肥效出现下降。施用污泥制有机营养土经 1 a 生长期后，T4、T5处理有利于国槐胸径和材积生长，T5、T6 处理有利于国槐叶片叶绿素的合成。1 a 生长期后，污泥制有机营养土对国槐叶片中的 N、P、K 元素积累并没有起到显著促进作用，其中国槐各施用处理的叶片 N、K 元素质量分数甚至均低于对照。参考文献 1戴晓虎我国污泥处理处置现状及发展趋势J 科学，2020，72(6):3034，4 2王雅婷城市污水厂污泥的处理处置与综合利用 J 环境科学与管理，2011，36(1):9094 3杜强强，戴明华，张晏，等热水解厌氧消化工艺用于污水厂泥区升级改造 J 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