CN102165865B - 一种利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法。本发明测定方法所述的本土蔬菜种子为油青四九菜心（BrassicaeparachinensisBailey，Var.Youqing-Siqiu）种子，测定的方法为常规方法。由于油青四九菜心种子发芽系数(GI)与国外常用的水堇种子的发芽系数均无显著差异，表明对污泥溶液的毒性响应二者非常相似，而且水堇种子的发芽系数为0.50，即有机堆肥基本腐熟时，油青四九菜心种子发芽系数为0.53。通过本发明测定方法，可以免除进口外国水堇种子的麻烦，给堆肥试验研究及生产应用带来便利，且节约成本，可使城市污泥等有机肥更好地应用于农林业。
Description
技术领域
本发明涉及城市固废处理和农业有机肥领域，具体涉及一种利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法。
背景技术
随着我国城市污泥的快速增长，合理处置污水厂污泥已成为非常紧迫的任务。污泥堆肥化处理后再行土地利用是污泥无害化和资源化的重要途径之一，能较好地克服污泥含水率高、不易燃烧、直接填埋造成的二次污染等弊端。腐熟度(maturity)是衡量堆肥成熟程度的参数，未腐熟的堆肥施入土壤后，对土壤及土壤微生物会产生一系列影响，最终将影响植物的生长。种子发芽系数(germination index，GI)是一种常用的评价堆肥腐熟度的指标，可靠性较好，对实际的应用有很好的指导作用。国际上用水堇(Lepidium sativum. L)种子进行种子发芽系数试验，但在我国由于水堇需要进口，价格较高，从而给堆肥试验研究及生产应用带来了许多不便。如果能筛选出我国常见本土植物种子来代替进口水堇种子，可更好地进行有机肥腐熟度检测与评价，使城市污泥更好地应用于农林业。
发明内容
本发明的目的在于根据现有的城市污泥腐熟度测定中存在的成本高、生产应用研究不便等问题，提供一种实用方便、成本低廉的测定污泥有机肥腐熟度的方法。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
本发明采用我国常见5个科的17种蔬菜种子，检测了不同腐熟度的城市污泥堆肥及经植物处理的城市污泥产品的种子发芽系数，同时以水堇(Lepidium sativum L)种子发芽系数作比较，从而筛选出对有机肥植物毒性物质敏感度与水堇相似、可用于测定处理后的污泥的腐熟度的本土植物种子——油青四九菜心（Brassicae parachinensis Bailey，Var. Youqing-Siqiu）种子，测定的方法为常规方法。
上述城市污泥可以为污泥堆肥或经植物处理的污泥产品。
作为一种优选方案，本发明测定方法可以为如下步骤：
（1）用干燥法测定待测定城市污泥的含水量；
（2）根据含水量称取相当于10g干样的鲜样，加入100ml水，振荡后浸提，过滤得到滤液；
（3）在一容器中放入滤纸，加入滤液，均匀放置本土蔬菜种子；
（4）将容器置于恒温培养箱中培养；
（5）测定种子发芽系数，当发芽系数小于0.5为未腐熟；发芽系数在0.5~0.6之间为基本腐熟；发芽系数在0.6~0.8之间为较腐熟；发芽系数大于0.8为腐熟。
种子发芽系数（GI）=(实验组种子发芽率×实验组平均芽根长)/(对照组种子发芽率×对照组平均芽根长)。
作为一种优选方案，上述测定方法中，步骤（1）中所述干燥法测定含水量时，温度为100~105℃。
作为一种优选方案，上述测定方法中，步骤（2）中的水为蒸馏水；所述振荡的时间为2h；所述浸提是在室温下进行，浸提时间为12h；所述过滤是用慢速滤纸过滤。
作为一种优选方案，上述测定方法中，步骤（3）中的容器为直径为表面皿。
作为一种优选方案，上述测定方法中，步骤（4）中所述恒温培养箱中的温度为25℃，所述培养为暗培养。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过实验证明，油青四九菜心种子发芽系数(GI)与国外常用的水堇种子的发芽系数均无显著差异，表明对污泥溶液的毒性响应二者非常相似，而且水堇种子的发芽系数为0.50，即有机堆肥基本腐熟时，油青四九菜心种子发芽系数为0.53。本发明免除了进口外国水堇种子的麻烦，给堆肥试验研究及生产应用带来便利，且节约成本，可使城市污泥等有机肥更好地应用于农林业。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
种子发芽系数的测定采用如下方法：
先用100~105℃干燥法测定污泥或其处理物的含水量（干燥后的样品不得用于后续试验）。再根据含水量准确称取相当于10.00g干样的湿样，加入100ml蒸馏水，往复振荡2h后，室温下浸提12h，用慢速滤纸过滤，制得滤液。在直径为9cm表面皿中放入滤纸，加入5ml堆肥滤液，均匀放置10粒试验种子。每个实验重复3次。将表面皿置25℃恒温箱中暗培养48h。测定种子的发芽率、根长。当种子的胚芽长度达到种子一半，则认为种子已经发芽。同时，用水堇种子作对照实验，用双蒸镏水代替堆肥滤液。发芽系数的计算公式为：
种子发芽系数(GI)=(实验组种子发芽率×实验组芽根长)/(对照组种子发芽率×对照组芽根长)
目前广泛用来评价堆肥毒性作用的水堇种子发芽系数(Germination Index)的具体指标为：当<0.50为未腐熟，在0.50 ~ 0.60间为基本腐熟，在0.60 ~ 0.80间为较腐熟，>0.80为腐熟。
第一个为污泥堆肥试验，按污泥：木糠(南洋楹Albizia falcataria木糠)重量比=3：1进行混合，3~5天人工翻堆一次，在堆肥12d、26d、40d时取这三种腐熟程度不同的污泥堆肥，按种子发芽系数测定方法中提及的方法制备污泥滤液。
供试的蔬菜种子分属5个科共17个种，其中油青四九菜心、特选黑叶小白菜、青江白菜种子购自广东省农业科学研究院蔬菜研究所，其余的购自东莞市细村农贸市场，水堇种子购自法国，具体实验种子名称见表1。
表1 实验种子的名称
本试验用于种子筛选的三种污泥滤液的水堇种子GI均＜0.50（表2），表明均没有腐熟。同时经初步筛选得到与水堇种子发芽系数相似性极高的4个蔬菜品种，分别是油青四九、京丰一号(甘蓝)、冠星青江白菜、青江白菜。
表2 种子发芽系数筛选实验结果
注：表中发芽系数数据为平均值±标准偏差，带有相同字母的同一列数据间无显著差异，n=3。
另一个为污泥植物处理试验，以生污泥作种植基质，按玉米+东南景天、玉米、东南景天三种方式进行玉米与景天种植处理污泥，同时以不种植植物作对照。只种植玉米的处理中玉米种植的间距为28cm×40㎝(9株/m2)。只种植东南景天处理的景天种植的间距为15cm×15㎝(45株/m2)。玉米+景天处理，按以上玉米与景天种植规格套种。120d后收获植物，取上述三种植物处理后的污泥及不种植物的污泥制备污泥滤液。对上述处理再继续处理240d，然后收取360d的各处理污泥制备污泥滤液。
在三种青江白菜中选择青江白菜做代表，然后将经初步筛选得出的3个蔬菜品种(油青四九、京丰一号(甘蓝)、青江白菜)进行植物处理。经植物处理120天的四种种子平均GI值见表3。表3中水堇种子GI均＜0.50，表明这四种处理的污泥均没有腐熟。油青四九菜心、青江白菜两种种子发芽系数对污泥处理滤液的响应与水堇无显著差异（P值＞0.05），即很相似，但京丰一号(甘蓝)与水堇对四种污泥处理滤液的响应差异达到极显著(P=0.0002)，与水堇不相似。
表3 植物处理120天后的污泥的植物种子发芽系数
注：表中平均发芽系数数据为平均值±标准偏差，n=3。
经植物处理360d的四种种子平均GI值见表4。四种污泥滤液的水堇GI在0.728～0.942之间，其中玉米+景天及玉米处理两组的水堇GI >0.80，说明这两组污泥已腐熟；东南景天及不种植物组GI在0.60～0.80间，表明这两组污泥较腐熟。油青四九、青江白菜、京丰一号(甘蓝)三种种子发芽系数与水堇的种子发芽系数的配对T检验表明，油青四九、京丰一号(甘蓝)与水堇对四种污泥处理滤液的响应没有显著差异(P＞0.05)，但青江白菜与水堇对四种污泥处理滤液的响应有显著差异(P=0.032)，由此可见，油青四九与京丰一号(甘蓝)两种种子对经360天植物处理后的污泥滤液的响应与水堇相似。
表4 植物处理360天后的污泥的植物种子发芽系数
注：表中数据为平均值±标准偏差，n=3。
分别将油青四九菜心、青江白菜、京丰一号(甘蓝)三种种子的三种污泥堆肥(堆肥12d、26d、40d)、植物处理120d没有腐熟的四种污泥、植物处理后360d均腐熟的四种污泥滤液的发芽系数与相应水堇发芽系数做回归方程，回归方程均为线性回归，分别为y=0.8933x+0.0876，R2=0.7465；y=1.0076x+0.2285, R2=0.6033；y=0.5963x+0.3139, R2=0.5503。
由水堇与试验种子的回归方程可以计算出这三种种子评价堆肥分别处于未腐熟、基本腐熟、较腐熟、腐熟状态时的GI值，具体如表5。由结果可知，在三种种子对污泥处理物响应中，油青四九菜心与水堇基本一致，青江白菜比水堇要求更宽松，京丰一号(甘蓝)对于未腐熟和基本腐熟的要求范围相比于水堇也更宽松。结果表明，此次试验的蔬菜种子中，油青四九菜心可以代替目前广泛使用于检验堆肥及其相关产品腐熟度的进口水堇种子。
表5 四种植物在不同腐熟度污泥中的种子发芽系数（GI）
结论：本发明提供的技术方案能够利用本土蔬菜—油青四九菜心种子评价污泥有机肥腐熟度，可代替目前广泛应用的进口水堇种子，对于更经济实用地检验污泥堆肥及其相关产品的腐熟度具有十分积极的意义。
Claims (2)
1.一种利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法，其特征在于所述本土蔬菜种子为油青四九菜心（Brassicae parachinensis Bailey，Var. Youqing-Siqiu）种子，测定的方法包括如下步骤：
（1）用干燥法测定待测定城市污泥的含水量；
（2）根据含水量称取相当于10g干样的鲜样，加入100ml水，振荡后浸提，过滤得到滤液；
（3）在一容器中放入滤纸，加入滤液，均匀放置本土蔬菜种子；
（4）将容器置于恒温培养箱中培养；
（5）测定种子发芽系数，当发芽系数小于0.5为未腐熟；发芽系数在0.5~0.6之间为基本腐熟；发芽系数在0.6~0.8之间为较腐熟；发芽系数大于0.8为腐熟。
2.根据权利要求1所述的利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法，其特征在于所述城市污泥为污泥堆肥或经植物处理的污泥产品。
3. 根据权利要求1所述的利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法，其特征在于步骤（1）中所述干燥法测定含水量时，温度为100~105℃。
4. 根据权利要求1所述的利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法，其特征在于步骤（2）中所述振荡的时间为2h；所述浸提是在室温下进行，浸提时间为12h；所述过滤是用慢速滤纸过滤。
5. 根据权利要求1所述的利用本土蔬菜种子测定城市污泥有机肥腐熟度的方法，其特征在于步骤（4）中所述恒温培养箱中的温度为25℃，所述培养为暗培养。
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