长期施用马铃薯淀粉加工废水后土壤的氮磷累积与分配特征

【目的】研究长期施用马铃薯淀粉加工废水土壤的氮磷累积与分配特征,为指导马铃薯淀粉加工废水科学还田提供依据。【方法】测定马铃薯淀粉加工废水中全氮、全磷和总有机碳含量,并依据农田中废水施用量计算氮、磷和有机碳的年均投入量。采集连续施用8年马铃薯淀粉加工废水地块(还田地块)和未施用废水地块(对照地块)的土壤样品,分析其垂直剖面水解氮、硝态氮、有效磷累积与分配特征及氮磷淋失风险。【结果】还田地块随马铃薯淀粉加工废水年均施入的氮(以N计)、磷(以P_2O_5计)分别高达2 823和708 kg/hm~2,分别是对照地块氮、磷投入量的10.8和4.1倍;还田地块随马铃薯淀粉加工废水年均施入的总有机碳为14.04 t/hm~2,对照地块未投入有机碳。长期施用马铃薯淀粉加工废水后,还田地块0～250 cm土层土壤水解氮、硝态氮、有效磷含量分别为48.9～140.0,37.6～53.0和0.8～35.4 mg/kg,极显著高于对照地块的水解氮(10.8～73.2 mg/kg)、硝态氮(1.82～7.34 mg/kg)及有效磷(0.2～22.2 mg/kg)含量。还田地块和对照地块水解氮含量均随土壤剖面深度增加呈近似线性下降趋势;还田地块土壤硝态氮和有效磷含量随土壤剖面深度增加呈缓慢下降趋势,而对照地块土壤硝态氮和有效磷含量急剧下降至40～60 cm土层后缓慢下降。相比0～20 cm土层,还田地块200～250 cm土层中水解氮、硝态氮和有效磷含量降幅分别为65.07%,29.06%和97.74%,对照地块分别为85.24%,75.20%和99.10%。【结论】在宁夏固原气候条件下,长期、大量施用马铃薯淀粉加工废水后,农田土壤氮、磷淋失风险仍较小,但造成了水、肥资源的严重浪费,应根据《测土配方施肥技术规程》科学确定废水还田总量,避免造成废水养分浪费及环境污染风险。     

马铃薯淀粉加工废水还田利用对土壤养分及重金属的影响

为了研究马铃薯淀粉加工废水还田利用对农田土壤养分及重金属的影响，选取宁夏固原市6家马铃薯淀粉生产企业，分别采集施用与未施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤样品，通过配对样本t检验和综合指数评价分析土壤养分及土壤重金属含量的变化。结果表明：农田土壤各项重金属指标配对样本t检验结果P>0.05，表明施用与未施用马铃薯淀粉加工废水的各企业农田土壤中各项重金属含量无显著差异；各企业土壤环境综合指数配对样本t检验结果P>0.05，表明施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤整体环境质量与未施用的相比无显著差异，与土壤各项重金属配对样本t检验分析结论相互印证。土壤养分配对样本t检验结果P<0.05，施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤各项养分含量显著提高，参考北京市土壤养分分等定级标准的综合指数评价法分析，农田土壤养分由未施用马铃薯淀粉加工废水时的中级（土壤养分综合指数I=53）水平提升到施用后的高级（I=83）水平。研究表明，马铃薯淀粉加工废水还田利用在增加土壤肥力的同时不会造成农田土壤重金属含量的显著变化。