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本文作者：王楠1,2王帥2,3李新江1作者單位：1.吉林農業科技學院植物科學學院2.吉林農業大學資源與環境學院3.吉林市農業技術推廣中心

0引言

造紙工業若要發展，污泥處置就是一個不可回避的話題。據悉，造紙污泥含水量可高達75%~80%，有機質含量高且含N、P、K等養分，易腐爛、有惡臭氣味、不易運輸和施用，因此必須對其進行穩定化、無害化處理才可農用。杜偉等[1]研究認為，造紙污泥土地利用不會導致重金屬、有機污染物和硝酸鹽淋失等污染，將其堆肥無害化處理后可作為一種優質的有機肥料。董克鋒等[2]也認為，土地利用是比較理想的造紙污泥處置方法，其研究表明：造紙污泥有機肥中重金屬含量低于雞糞，更遠低于農用污泥控制標準，對土壤-植物系統無重金屬污染風險。可見，造紙污泥經堆肥后可作為有機無機復混肥中的有機原料，這也是合理解決造紙污泥的主要途徑，但目前，國內相關研究尚處起步階段，對造紙污泥的農用更是謹慎。眾所周知，有機無機復混肥能夠改良土壤、增強土壤保水性能、減少板結、改良作物品質及提高肥效等作用[3]，將有機無機組分按照一定比例混合，可確保養分供應平衡，改善土壤環境，活化土壤養分且具有生理調節作用。基于有機無機復混肥的優點，近年來，有機無機復合肥在中國施用量逐年增大，代表肥料發展的方向之一。馬光輝[4]通過研究有機無機復混肥對冬小麥的施用效果，發現其對小麥生育性狀有促進作用（增產幅度在6%左右），且供肥穩定、肥效持久，能增加土壤有機質含量，活化土壤遲效養分，改善土壤理化性狀，培肥地力。陳光偉[5]分別在水稻和蔬菜上應用有機無機復混肥（N-P2O5-K2O12-6-9，有機質30%），結果表明：每公頃施800kg可增產水稻10%，若施1000kg則增產25.9%，同時，該復混肥的施入可增產白菜約20%。何騰兵等[6]采用田間小區和盆栽試驗方法，研究了城市生活垃圾配制的有機無機復混肥對玉米生產和土壤理化性質的影響，結果表明，該復混肥對玉米具有顯著增產效果，長期施用可提高土壤有機質和養分含量，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力。付錫臣等[7]研究認為，施用有機無機復混肥對玉米株高、干物質積累和葉綠素含量等方面均有促進作用，且玉米產量隨復混肥施用量的增加而增加。鑒于有機無機復混肥的顯著特點，結合造紙污泥堆肥無害化處理的可行性，筆者將造紙污泥堆腐物料制成有機無機復混肥并將其在玉米上施用的效果進行分析，旨在為造紙污泥合理化處置提供理論參考和現實依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

尿素(N46%)、磷酸二銨(N18%，P2O546%)、氯化鉀(K2O60%)、腐殖酸(OC>60%)、草炭土(OC>45%)、木屑等。造紙污泥于2010年2月經風干后測定，其基本性質為：pH7.95，有機碳47.2%，N13.2g/kg，P2O55.48g/kg，K2O2.45g/kg。供試玉米品種為‘先玉335’。田間試驗于2011年4月在吉林市經開區三臺子鎮進行，供試土壤屬白漿土，其成土母質主要是第四紀河湖粘土沉積物，質地粘重。為確保施肥處理純養分一致，經測土配方施肥軟件計算，將玉米目標產量定為10000kg/hm2，需補充養分純量（N、P2O5、K2O）分別為154、75、53kg/hm2。

1.2有機無機復混肥生產方法

1.2.1有機物料預處理

造紙污泥和木屑混合物經有機肥激活機攪拌，擠壓發熱，然后堆積發酵，在有益生物的作用下，使堆肥溫度達到65~70℃保持72h，每24h翻料一次（殺死致病菌），使其具有生物活性。完成發酵后，物料顏色為深褐色、無臭味、水質量分數在20%左右，發酵物存放1天后，進行篩選，然后與草炭土、腐殖酸按比例混合，備用。

1.2.2生產工藝

將已粉碎成細顆粒狀的各類無機肥料（尿素、二銨和氯化鉀）和經無害化處理后的有機物料，按配方要求計量，經混料器攪拌均勻后，送入造粒機中造粒，當顆粒達到要求后送入回轉干燥機中，將干燥好的粒肥送入回轉冷卻機中，冷卻到30℃以下，經篩分機篩分，合格顆粒計量后包裝為成品。

1.3實驗方法

試驗共設3個處理。處理1：不施肥(CK)；處理2：底肥一次性施入磷酸二銨163.0kg/hm2，氯化鉀88.3kg/hm2和尿素271.0kg/hm2；處理3：底肥一次性施入有機無機復混肥(N-P2O5-K2O11-6-8)662.5kg/hm2，尿素146.4kg/hm2和磷酸二銨76.6kg/hm2。處理2和處理3肥料投入量采用純養分等量原則進行。各處理均進行3次重復，小區隨機排列，每個區組垂直于壟向排列，小區面積約6.5m×9.3m，玉米種植密度均為48000株/hm2，試驗地地勢平坦，肥力均勻，其他田間管理措施一致。土壤理化性質測定方法參照文獻[8]進行。

2結果與分析

2.1肥料成品檢驗結果

經檢驗（表1），造紙污泥經堆肥、無害化處理后可生產有機無機復混肥，且產品質量符合GB18877—2002標準，屬合格產品，可以投入大面積推廣、施用。

2.2各處理對玉米生育時期、性狀和產量的影響

2.2.1對玉米生育時期的影響

如表2所示，各處理于4月26日統一進行播種、施肥。從玉米生育期來看，與處理1(CK)相比，處理2和處理3均可有效提早拔節、抽雄、灌漿及成熟期，處理2和處理3可分別提早3天和7天使玉米成熟，可見，從促早熟作用來看，處理3>處理2，即表明施用造紙污泥有機無機復混肥在玉米促早熟方面優勢大于單純施用等量化肥。

2.2.2對玉米性狀和產量的影響

從玉米性狀和產量結果來看，比照CK，處理2和處理3玉米株高分別增加了3、7cm，穗粒數增加了63.3個和86.4個，百粒重增加了4g和5g，處理2和處理3可有效減少禿尖長0.7、1.2cm，在玉米產量上，處理2和處理3優勢也表現明顯，分別增加了2179.43、2151.14kg/hm2（表3）。可見，無論是株高、穗粒數、百粒重、禿尖長等性狀還是玉米產量，處理2和處理3均優于CK處理，換言之，CK處理玉米生育期延遲，性狀和產量均最差。比照處理2的數據可知，結合測土配方施肥技術，處理3不僅在玉米性狀上優于處理2，其產量在處理2的基礎之上仍可增加6.16%（表3）。可見，在等養分的前提下，有機無機復混肥結合速效肥的施用效果要優于僅施速效化肥處理，造紙污泥有機無機復混肥的增產效果顯著。

2.3各處理對土壤理化性質的影響

干旱是影響試驗區農業生產和糧食豐缺的直接因素。表4中結果表明，施用有機無機復混肥后耕層土壤含水量有所提高，比原土含水量增加了1.6%，而處理1、2的土壤含水量幾乎沒有變化。另外，處理3的土壤容重也有所增加，比原土容重減少了0.15g/cm3，土壤容重是由土壤孔隙和土壤固體數量來決定的，可作為土壤熟化程度指標之一，熟化程度較高的土壤，其容重常較小，即土壤容重越小，表明土壤結構、透氣透水性能越好。實驗數據表明，造紙污泥有機無機復混肥具有改良土壤物理性狀、蓄水保墑的特點。

表4中養分含量數據（有機質、速效和全量養分）均表明一致的規律：處理3>處理2>原土>處理1，可以看出，施用造紙污泥有機無機復混肥不但使當季玉米長勢良好、產量增高，且能有效提高土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀和全氮、磷、鉀的含量。馬光輝[4]研究認為，施用有機無機復混肥試驗區土壤有機質、堿解氮、速效磷及速效鉀均有不同程度提高，這與本研究有相似之處。

處理2的肥料施用量是測土配方施肥技術所推薦的用量，通過研究可發現，該處理不僅能夠增加作物產量，且能很好的限制土壤中全量氮、磷、鉀和有機質的降低幅度，在速效養分含量上，堿解氮和速效磷含量還略有增加，但其培肥、改土效果要低于有機無機復混肥處理。具體來看，比照處理2，處理3土壤的有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮、全磷和全鉀可分別提高16.54%、7.45%、11.28%、12.09%、18.38%、15.12%和14.19%（表4）。王德漢等[9]研究結果表明，與等養分化肥相比，施用造紙污泥堆肥后，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀分別較施用等養分化肥的處理高32.4%、24.2%和34.9%。杜偉等[1]在其報道中指出，施用造紙污泥及其堆肥，可增加土壤有機質含量，降低土壤容重，促進團粒結構形成，改善土壤結構，提高土壤孔隙度和保水、保肥能力。另外，施用造紙污泥還可改善土壤的養分狀況，且具有一定的增產效果和后效，這與筆者所得結論一致。呂子文等[10]認為有機復混肥中含有一定量的腐殖質（高分子有機膠體），其結構中含有多種活性基團（如羧基和酚羥基等），這些活性基團均有利于改善土壤的理化性質。

可見，造紙污泥有機無機復混肥能夠起到培肥、改土的作用，真正做到“用地養地結合”，符合農業生產可持續發展戰略。

3結論與討論

污泥是造紙過程廢水處理的終端產物，其生物質含量豐富，有機物含量40%~50%，主要含纖維素、半纖維素和木質素等高分子有機物及填料、凝聚劑等，是一種理想的生物質資源。其經微生物轉化、堆腐、無害化處理后可成為有機肥料的優質原材料之一，經加工后的有機無機復混肥符合GB18877—2002，且應用于玉米生產具有較為明顯的優勢，具有廣泛的推廣和應用價值。

在等養分前提下，施用造紙污泥有機無機復混肥在玉米促早熟方面優勢大于速效化肥，此外，前者可促進玉米株高、穗粒數和百粒重增加，禿尖長度減少，且增產效果優于后者。實踐證明，造紙污泥有機無機復混肥不僅具有改良土壤物理性狀、蓄水保墑的特點，且可有效提高土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀和全氮、全磷、全鉀的含量。Calace等[11]研究認為，添加造紙污泥有助于土壤中重金屬元素的保留，可避免其遷移到植物中，不會威脅人類食物鏈，在土壤中施用造紙污泥確可起到改良土壤的作用。另外，作為土壤改良劑，王德漢等[9]將其應用于玉米盆栽試驗中，認為施用少量造紙污泥可顯著增加玉米生物量。

污泥農用必須遵守一個前提，即只有經過熱干化或生物堆肥、化學穩定化處理的污泥才能施用[12]。盡管造紙廠的造紙工藝經常會有所變化，但Maia等[13]認為造紙污泥的結構并未發生明顯變化，仍可用于堆肥使用。另外，重金屬元素是造紙污泥資源化利用所需考慮的首選因素，劉賢淼等[14]在其研究中認為造紙污泥重金屬元素含量低于國家標準GB/4284—84《農用污泥中污染物控制標準》。而林云琴等[15]認為，添加污泥堆肥前后的土壤中Cu、Ni、Cr、Pb主要以殘渣態形式存在，Zn主要以Fe-Mn氧化態形式存在，這2種形態的重金屬的生物有效性均較小，而Cd主要以可交換態和碳酸結合態存在，生物有效性較大。可見，造紙污泥的施用雖可有效降低土壤中重金屬的生物有效性，但長期施用不可避免會增加土壤重金屬污染的風險，這就要求廣大學者對造紙污泥施用后土壤和植株重金屬污染的風險進行大量研究、分析和評估，以期為造紙污泥堆肥安全農用提供基礎數據。

綜上，農用資源化是解決日益增多的造紙污泥問題的有效途徑，其農用資源化既可使之轉化為一種良好的緊缺有機肥源，且可解決二次污染的問題，不僅有利于農業生產和化肥工業，更有利于生態環境保護，是一種值得探討和深入研究的課題。