馬蘭濤

(漳州市速生豐產(chǎn)林基地管理中心，福建 漳州 363000)

木耳是我國重要的栽培食用菌，味道鮮美、營養(yǎng)豐富，深受全國各地群眾喜愛，尤其是素有“樹上海蜇皮”之稱的白背毛木耳(Auriculariapolytricha)，子實體脆滑爽口，營養(yǎng)成分豐富，是我國多地重要的木耳栽培品種。20世紀80年代臺商在福建漳州大量辦場栽培白背毛木耳以來，漳州的栽培數(shù)量迅速擴大，逐漸成為主要的食用菌栽培品種。在毛木耳栽培實踐中，人們普遍認為桉樹和雜木等木屑中含油脂和芳香類等不利于食用菌生長的物質(zhì)，所以栽培木屑往往提前3～6個月購買并堆放室外反復噴水淋洗，直至木屑堆流出的水由醬油色變淡后才作為毛木耳的栽培原料。這種做法產(chǎn)生了大量木屑淋洗廢水，對環(huán)境衛(wèi)生和地表水安全造成了很大影響，從而影響了木耳栽培行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

木屑淋洗廢水屬有機廢水，其養(yǎng)分和水分可以被土壤和植物吸收利用，成為農(nóng)林灌溉水資源，從而實現(xiàn)廢物資源化利用。利用農(nóng)田和林地土壤可以凈化生活污水和養(yǎng)殖污水[1-3]，還能明顯促進作物和樹木生長[4-5]，達到雙贏的目的。項目組在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有林農(nóng)將木屑淋洗廢水引入農(nóng)田或果園用于灌溉，但關(guān)于木屑淋洗廢水對土壤及植被的影響卻未見報道，本研究通過測定廢水流經(jīng)區(qū)域的土壤理化性質(zhì)變化，為將木屑淋洗廢水引入林地或農(nóng)地土壤實現(xiàn)資源化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 取樣點選擇及概況

取樣點選擇白背毛木耳栽培較為集中的漳州市龍文區(qū)朝陽鎮(zhèn)和相鄰的薌城區(qū)浦南鎮(zhèn)，2018年2月木屑備料淋洗期，在朝陽鎮(zhèn)西洋村錦華家庭農(nóng)場木屑淋洗堆旁取廢水，在農(nóng)場附近有廢水排放的區(qū)域選擇3個土壤取樣點，并選取相鄰土壤條件一致且沒有廢水流經(jīng)的地塊為對照，各取樣點具體情況見表1。

表1 各土壤取樣點情況

1.2 取樣及檢測方法

取木屑淋洗廢水送廈門華測檢測技術(shù)有限公司檢測pH、化學需氧量(COD)等7項指標。pH測定用玻璃電極法[6]，COD測定用重鉻酸鹽法[7]，BOD5測定用稀釋與接種法[8]，氨氮測定用納氏試劑分光光度法[9]，總磷測定用鉬酸銨分光光度法[10]，總氮測定用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[11]，鉀測定用火焰原子吸收分光光度法[12]。

在各取樣點及對照(CK)各挖取3個土壤剖面，用100 cm3環(huán)刀分層采集(每層中部取樣1個)0～20 cm(上層)、20～40 cm(中層)、40～60 cm(下層)的原狀土用于測定土壤物理性質(zhì)(容重、非毛管孔隙、毛管孔隙、總孔隙、通氣度等)。同時每層取約1 kg混合土樣用于測定土壤化學性質(zhì)(pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀)。

土壤物理性質(zhì)按LY/T 1215—1999森林土壤水分—物理性質(zhì)的測定[13]的有關(guān)技術(shù)規(guī)定，由課題組自行測定。土壤化學性質(zhì)委托漳州市農(nóng)業(yè)檢驗監(jiān)測中心測定，土壤pH值采用電位法，有機質(zhì)采用重鉻酸鉀法，全N采用凱氏蒸餾法，全P和有效P采用鉬銻抗比色法，全K和速效K采用火焰光度計法，堿解N采用堿解擴散法[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 桉樹木屑淋洗廢水水質(zhì)狀況

木屑淋洗廢水中的污染物質(zhì)主要為水浸泡木屑溶出的天然有機物和無機物等成分，對水體的主要污染風險是導致水體富營養(yǎng)化。由表2可知，木屑淋洗廢水為棕色渾濁有異味的廢水，pH值為6.48，呈弱酸性，有機物含量偏高，但較養(yǎng)豬污水有機物濃度低得多[3]。對照農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準，只有COD超標，BOD5、總磷符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準。對照地表水環(huán)境質(zhì)量標準，除氨氮達到Ⅱ類水質(zhì)標準外，BOD5、COD、總氮、總磷等指標均超過Ⅴ類水質(zhì)標準，因此直接排入地表水體可引起水環(huán)境的富營養(yǎng)化。

表2 桉樹木屑淋洗廢水檢測結(jié)果

2.2 廢水澆灌對土壤物理性質(zhì)的影響

2.2.1 對土壤容重的影響 由圖1可知，上層土壤容重取樣點1處理小于對照，樣點2和樣點3處理則大于對照，規(guī)律性較差，可能與土壤表層受人為影響較大有關(guān)。中層土壤容重各樣點處理均小于對照，下層土壤容重處理均大于對照，但處理與對照間總體差異不大。木屑淋洗廢水澆灌對土壤容重的影響總體不大，可小幅降低中層(20～40 cm)土壤容重，增加下層(40～60 cm)土壤容重。

圖1 各樣點土壤容重

2.2.2 對土壤孔隙度和通氣度的影響 由圖2可知，廢水澆灌土壤后，樣點1上層、中層土壤和樣點3中層、下層土壤總孔隙度有所提高，其它各層土壤總孔隙度均表現(xiàn)為下降趨勢，特別是樣點2，每層土壤的總孔隙度均低于對照，且主要是由于毛管孔隙的下降所致，可能與樣點2的砂土結(jié)構(gòu)較差，廢水的連續(xù)澆灌更易導致毛管孔隙度的下降有關(guān)。土壤的通氣狀況主要由非毛管孔隙決定，由圖3可知，土壤的通氣度與非毛管孔隙所占比例的變化規(guī)律基本一致。廢水澆灌提高了樣點1、2各層土壤和樣點3下層土壤的通氣度。

2.2.3 對土壤持水量的影響 由圖4可知，木屑淋洗廢水澆灌情況下，樣點1上層、中層，樣點3中層土壤最大持水量增大；樣點1下層、樣點3上層、下層，樣點2所有土層土壤最大持水量均下降；樣點1中層和樣點3上層、中層土壤最小持水量增大；樣點1上層、下層，樣點3下層和樣點2各層土壤最小持水量均下降?？傮w而言，較短時間(2 a)的廢水澆灌導致各層土壤持水能力的普遍下降，而較長時間(15 a)的廢水澆灌提高了20～40 cm土層的持水能力。

圖3 各樣點土壤通氣度

圖4 各取樣點土壤持水量

2.3 廢水澆灌對土壤化學性質(zhì)的影響

2.3.1 對pH和有機質(zhì)的影響 由表3可知，樣點1、2各層土壤pH均略有下降，樣點3則明顯升高。木屑淋洗廢水pH為6.48，與取樣點土壤pH相近或略高，澆灌本身不會對土壤pH產(chǎn)生明顯影響，樣點3處理pH升高可能是由于淋洗廢水的澆灌使上層覆蓋的石灰下滲影響到取樣層所致。除樣點3中層、下層土壤外，其它各層土壤有機質(zhì)含量均較對照下降，可能與廢水灌溉導致土壤有機質(zhì)分解速度快于有機質(zhì)的補充速度所致，李阿池[15]在研究養(yǎng)豬污水澆灌森林土壤時也發(fā)現(xiàn)同樣的變化趨勢。

2.3.2 對全氮、全磷、全鉀的影響 氮磷鉀是植物生長必需的大量元素，土壤氮磷鉀含量是重要的肥力指標，也是速效養(yǎng)分的重要來源[16]，能有效反映土壤養(yǎng)分總體狀況。由圖5可知，利用木屑淋洗廢水澆灌土壤后，土壤全氮和全磷含量有增有減，規(guī)律性不明顯。樣點1上層和樣點3中層、下層土壤全氮和全磷含量增加。除樣點2中層和樣點3下層土壤外，大多數(shù)土層全鉀含量提高。淋洗廢水澆灌對土壤全氮和全磷含量的影響規(guī)律性不明顯，但普遍提高了土壤全鉀的含量。

表3 各取樣點土壤pH值和有機質(zhì)含量

圖5 各取樣點土壤全氮、全磷、全鉀含量

圖6 各取樣點土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量

2.3.3 對堿解氮、有效磷和速效鉀的影響 土壤堿解氮、有效磷和速效鉀能很好地反映短期內(nèi)土壤氮磷鉀元素的供應狀況，在生產(chǎn)上具有重要意義。由圖6可知，木屑淋洗廢水灌溉后，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀變化明顯，澆灌時間較長的樣點1和樣點3，3種速效養(yǎng)分含量均明顯升高，堿解氮分別提高151.4%和45.5%，有效磷分別提高82.2%和204.0%，速效鉀分別提高833.3%和4221.1%。澆灌時間較短的樣點2，3種速效養(yǎng)分含量則略有下降，這可能與養(yǎng)分消耗的短期效應有關(guān)。長期使用木屑淋洗廢水灌溉導致的土壤速效養(yǎng)分含量明顯增加對土壤生產(chǎn)功能的發(fā)揮具有重要作用，特別是有效磷的增加，對普遍缺乏有效磷的南方土壤更為有益。

3 結(jié)論與討論

桉樹木屑淋洗廢水澆灌對土壤物理和化學性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，雖然各樣點之間規(guī)律不盡相同，但總體而言，較長時間的澆灌(15 a)改善了20～40 cm土層的物理狀況，明顯提高了各層土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量。由于本文取樣點木屑淋洗廢水的澆灌方式為自然排放，對土壤理化性質(zhì)可產(chǎn)生一定的不利影響，如果澆灌方式改為有目的地進行開溝引流、按需澆灌，可能會有更好的土壤改良效果。

合理處理木屑淋洗廢水，減少因廢水直接排入地表水體引起的富營養(yǎng)化問題，對毛木耳栽培的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前污水農(nóng)業(yè)施用已成為全球污水資源再生的一個重要途徑[17]，既可以有效處理污水，還可以充分利用水資源和污水中的養(yǎng)分，在生活污水和養(yǎng)殖污水澆灌農(nóng)田方面應用較多[2，18-21]，但也存在養(yǎng)殖或生活污水中重金屬和鹽分進入土壤的風險[22]。相對而言，木屑淋洗廢水的污染物主要是木材的天然浸出物，且濃度較低，用于農(nóng)田和林地灌溉的風險更低，是簡單有效的木屑淋洗廢水處理方式。