本课题旨在通过研究污泥堆肥园林利用时土壤-植物系统氮、磷的平衡和迁移转化,及其对环境影响效应的探讨,从正负效应平衡中找出污泥堆肥园林利用的合适施加量,从而为城市污泥的大规模园林绿化提供理论和实践支持。 本研究选择上海市曲阳水质净化厂的脱水污泥(含水率80%)经快速好氧堆肥得到的污泥堆肥产品为研究对象,将其与滩涂土以0%、5%、10%和20%(干重比)混配,进行了高羊茅和万寿菊两种植物的盆栽实验和淋溶实验。 盆栽实验表明:污泥堆肥施加量与植物种子发芽及生长之间存在剂量-效应关系。滩涂土中营养物质缺乏,植物长势不良,当施加5%～10%(干重比)污泥堆肥时,植物发芽率高,植株生长健壮,而施加20%(干重比)时植物发芽率低(甚至不发芽),植株生长受到一定的抑制作用。因此,20%施加量已成为污泥堆肥施加的上限,而5%～10%施加量利于植物生长。而从植物生长过程看,污泥堆肥对草本植物的抑制影响比花卉植物小,且植株越大适应环境的能力越强。 滩涂土氮、磷养分严重缺乏,污泥堆肥的施加可以显著提高滩涂土壤的肥力。盆栽实验的氮迁移转化规律研究得出:混配土中原有的氨态氮及有机氮转化成的氨态氮,有将近一半被植物所吸收,其余的很快就转化为硝态氮,因此氨态氮含量很短时间内就已降至零;硝态氮一部分被植物吸收,但大部分通过反硝化作用转变成气态氮而损失,一段时间后硝态氮也降至很低含量。从氮的迁移转化可以看出,污泥堆肥中无机速效氮以植物吸收和气态损失为主,在土壤中累积少,因而对环境的潜在污染不大。磷迁移转化规律研究可知:而混配土壤中易活化的无机磷先被释放并转为微生物体磷,磷得到暂时固定。随着微生物的新陈代谢,微生物体磷又被重新释放出来并不断矿化成速效磷,同时混配土中还会有一部分有机磷受微生物和土壤中酶(磷酸酯酶)的作用,逐渐分解释放成为速效磷,因此施加污泥堆肥后混配土中速效磷养分充足,利于植物生长。 10%配比混配土壤柱淋溶实验表明,混配土中全氮、全磷和速效磷随淋溶液迁移到地下0～5cm层,而氨态氮没有往下迁移,硝态氮则已迁移到地下0～10cm层。淋出液中硝态氮、氨态氮、全磷和重金属的含量未超过地表水Ⅲ类,地下水Ⅳ类标准,所以10%(干重比)污泥堆肥的施加不会造成环境污染。