徐 敏 ,成官文 ,岳遠(yuǎn)隋 ,徐曉宇 ,杜誠(chéng)豪 ,王云龍 ,曾玉輝,馮 杰,農(nóng)國(guó)武,黃振藝

(1.桂林理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣西 桂林 541006;2.中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司 廣西分公司,廣西 平果 531400)

赤泥是鋁土礦提煉氧化鋁后排出的鋁工業(yè)大宗固廢,而提煉1 t 氧化鋁產(chǎn)生1～2 t 赤泥[1-2],2018年,赤泥全球庫(kù)存達(dá)到46 ×108t,年均增長(zhǎng)約2 ×108t,我國(guó)赤泥年產(chǎn)量達(dá)到6 900 ×104t[3];礦泥是洗礦中產(chǎn)生的礦業(yè)固體廢物以漿狀形式排出后形成的沉淀物[4],我國(guó)礦泥堆存量已超過(guò)3.5 ×108t,利用率不足4%,赤泥、礦泥的堆存為環(huán)境與安全帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)[5]。

目前,礦泥資源化的主要途徑是制備氧化鐵紅、聚合氯化鋁鐵、高鋁水泥、煤矸石磚等[6];赤泥綜合利用的主要途徑是用于制備生產(chǎn)建筑材料、陶瓷和吸附材料,還可以提取有價(jià)金屬等[7],但受技術(shù)可操作性、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)成本、物理費(fèi)用以及放射性等局限,難以推廣和實(shí)施[8],因而赤泥土壤化修復(fù)的技術(shù)思路逐漸引起學(xué)者的關(guān)注。COURTNEY和薛生國(guó)[9]研究發(fā)現(xiàn)利用石膏無(wú)機(jī)礦物材料作為改良劑,可以在一定程度上改善赤泥的土壤性質(zhì),有效降低可交換鈉比例,促進(jìn)植物生長(zhǎng);胡樹(shù)翔等[10]發(fā)現(xiàn)添加生物質(zhì)可大幅度提升赤泥基質(zhì)中微生物群落的活性和多樣性,并增強(qiáng)土壤酶活性。但目前為止尚沒(méi)有成熟的推廣技術(shù)方法。經(jīng)課題組初步探究,張宇玲等[11]研究發(fā)現(xiàn)黑麥草種子發(fā)芽率在控堿赤泥與脫水礦泥組合成的赤礦泥基質(zhì)達(dá)到99.67%;段紹彥等[12]研究發(fā)現(xiàn),礦坑周邊坡耕地土壤理化性質(zhì)與赤泥-礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)特性較為互補(bǔ),能夠?yàn)槌嗄?礦泥土壤化處置提供適宜環(huán)境空間。在此研究基礎(chǔ)上,課題組進(jìn)行了實(shí)際生態(tài)處置工程應(yīng)用,開(kāi)展赤泥-礦泥土壤化礦坑原位生態(tài)復(fù)墾研究,要考察外源施加污泥及不同種類(lèi)的植物下赤礦泥基質(zhì)的鹽堿、養(yǎng)分、酶活、微生物多樣性的變化特征及相互關(guān)系,以期為赤泥、礦泥土壤化處置和規(guī)模化消納提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地及材料

赤泥和脫水礦泥取自中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司。赤泥pH 值為11.12～11.18;脫水礦泥pH 值為7.01～7.06。赤泥和脫水礦泥主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 赤泥、脫水礦泥的化學(xué)組分Table 1 Chemical compositions of red mud and dehydrated mineral slime %

示范研究場(chǎng)地位于北緯23°22′52″、東經(jīng)107°30′57″,屬于中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司礦山采空區(qū)。根據(jù)前期研究成果[11,13],赤泥按3.3 g·kg-1石膏粉、5 g·kg-1FeCl3、3.3 g·kg-1MgCl2配比控堿,陳化90 d 后與脫水礦泥按1∶4(干重比)在采礦礦坑進(jìn)行土壤化處置:混勻、攤平、壓實(shí)后,再表層覆蓋10 cm 場(chǎng)地整理雜土,選取其中長(zhǎng)16 m、寬3.5 m的示范研究場(chǎng)地作為污泥-五種植物協(xié)同作用對(duì)控堿赤泥、脫水礦泥土壤化礦坑原位生態(tài)復(fù)墾進(jìn)行研究。試驗(yàn)選擇經(jīng)小試初步篩選的翠蘆綠(R)、鬼針草(S)、狗牙根(B)3 種草本植物和桑樹(shù)(M)、桉樹(shù)(E)2 種喬木植物,分別種植在5 塊同等大小的樣區(qū)(每塊樣區(qū)面積:2.8 m×3.5 m=9.8 m2),且植物種類(lèi)區(qū)域間隔為0.5 m。在2021 年4 月施加一次污泥肥料。

場(chǎng)地土壤化處置覆土前赤礦泥基質(zhì)鹽堿及其養(yǎng)分指標(biāo):pH 值8.86,全鹽5.02 g·kg-1,有機(jī)質(zhì)2.23 g·kg-1,全氮0.62 g·kg-1,全磷0.73 g·kg-1,速效鉀269.33 mg·kg-1。與正常耕地土相比,試驗(yàn)場(chǎng)地赤礦泥基質(zhì)具有高鹽堿,除速效鉀外其他養(yǎng)分含量呈現(xiàn)較低的特征。

1.2 試驗(yàn)方法與分析

按“S”形選取5 個(gè)采樣點(diǎn),采集20 cm 處赤泥-礦泥處置赤礦泥基質(zhì)樣品,等量混勻?yàn)? 個(gè)混合樣。將取回的土樣分成4 部分:其一烘箱烘干后過(guò)10 目(孔徑約1.65 mm)篩測(cè)定pH 值;其二室內(nèi)自然風(fēng)干(全干狀態(tài))后過(guò)100 目(孔徑約0.165 mm)篩測(cè)定水溶性鹽分和養(yǎng)分;其三室內(nèi)自然風(fēng)干(半濕半干狀態(tài))后過(guò)10 目篩,存于4 ℃冰箱內(nèi)用于測(cè)定赤礦泥基質(zhì)酶活性;其四保存于裝有干冰的保溫箱中用于土壤微生物群落分析。

本文微生物多樣性采用16SRNA 擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù);對(duì)赤礦泥基質(zhì)的脲酶活性、堿性磷酸酶活性分別用苯酚-次氯酸鈉比色法、磷酸苯二鈉比色法進(jìn)行測(cè)定;赤礦泥基質(zhì)pH 值、全鹽含量、有機(jī)質(zhì)、全磷、速效鉀分別用電位法、殘?jiān)娓少|(zhì)量法、水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法、酸溶-鉬銻抗比色法、乙酸銨提取法進(jìn)行測(cè)定;全氮用元素分析儀測(cè)定。赤礦泥基質(zhì)養(yǎng)分基于第二次全國(guó)土壤普查養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估[14]。采用Excel 與SPSS22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析,用QIIME2(2019.4)和R 語(yǔ)言ggplot2 進(jìn)行微生物物種組成分析,用皮爾森(Person)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 污泥-五種植物協(xié)同作用對(duì)赤礦泥基質(zhì)鹽堿的影響

污泥-五種植物作用下礦泥土壤化處置20 cm處赤礦泥基質(zhì)的鹽、堿測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 污泥-五種植物協(xié)同下赤礦泥基質(zhì)的鹽堿變化Fig.1 Saline-alkali change of red mineral mud substrate under the coordination of sludge and five kinds of plants

2021 年,施加污泥利于植物生長(zhǎng),強(qiáng)化了植物的蒸騰作用及其全鹽的遷移,并隨地表徑流而減少,不同植物種類(lèi)赤礦泥基質(zhì)全鹽含量下降大小排序?yàn)?B ＞S ＞R ＞E ＞M。其中,種植B 赤礦泥基質(zhì)全鹽含量下降了2.07 g·kg-1,低于輕度鹽漬化標(biāo)準(zhǔn),其他植物類(lèi)型也降到了輕度鹽漬化區(qū)間,五種植物都有較好的去鹽效果,其中植物B 效果顯著。進(jìn)入2021 年、2022 年季節(jié)輪替時(shí),植物進(jìn)入休眠期,氣候變得較為干旱,毛細(xì)管及水分蒸發(fā)作用導(dǎo)致全鹽向表層遷移進(jìn)入冬春年輪更替,全鹽含量明顯增加;進(jìn)入夏季,植物生長(zhǎng)旺盛,除R 植物組外,其他S、M、B、E 植物組全鹽含量又分別減少了0.02、0.96、0.33、1.88 g·kg-1,顯示植物生長(zhǎng)能不同程度地消減赤礦泥基質(zhì)全鹽量。植物能通過(guò)擴(kuò)散過(guò)程或載體、離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)鹽離子進(jìn)行吸收,后利用莖葉中的鹽腺排出,推進(jìn)了赤礦泥基質(zhì)全鹽量的降低[15]。

赤礦泥基質(zhì)的pH 值在2021 年呈現(xiàn)下降趨勢(shì),pH 值達(dá)到了礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范的要求,2021 年R、S、M、B、E 各種類(lèi)赤礦泥基質(zhì)pH 值分別下降了1.83、0.70、0.75、1.42、0.88,均有不同程度的控堿作用,2022 年伴隨全鹽的運(yùn)移轉(zhuǎn)化,赤礦泥基質(zhì)的pH 值呈現(xiàn)類(lèi)似上升趨勢(shì),除M、B 植物組外pH 值仍低于8.50。污泥提供養(yǎng)分維持植物正常生長(zhǎng),植物產(chǎn)生的根系分泌物中的草酸、氨基酸、乳酸等有機(jī)酸[16],降低赤礦泥基質(zhì)中的pH 值。

赤礦泥基質(zhì)鹽、堿顯示類(lèi)似的年度變化規(guī)律,說(shuō)明其鹽、堿物質(zhì)具有類(lèi)似的遷移轉(zhuǎn)化或變化規(guī)律:污泥促進(jìn)了植物生長(zhǎng),植物生長(zhǎng)強(qiáng)化了鹽、堿物質(zhì)的遷移,二者的協(xié)同作用使赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)的鹽、堿達(dá)到了正常范圍,也表明污泥-植物的協(xié)同作用更利于赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)的控鹽與控堿。

2.2 污泥-五種植物協(xié)同作用下赤礦泥基質(zhì)養(yǎng)分的變化

施加污泥后五種不同植物作用下的赤泥礦泥土壤化處置20 cm 處赤礦泥基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖2 和圖3。

圖3 污泥-五種植物協(xié)同下赤礦泥基質(zhì)全磷、速效鉀的變化Fig.3 Changes of total phosphorus and available potassiumin red mineral mud substrate under the coordination of sludge and five kinds of plants

赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量的變化見(jiàn)圖2(a)。污泥有機(jī)質(zhì)較高,施加污泥后的赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量從2.23 g·kg-1增加到了20.00 g·kg-1,達(dá)到了全國(guó)第二次土壤普查第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上[14]。2021 年,不同植物的生長(zhǎng)周期、生長(zhǎng)特性、凋落物及其分解過(guò)程的差異導(dǎo)致各植物在赤泥礦泥土壤化處置中的有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)較大差異,R、S、M、B、E 組赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量分別增加了20.08、15.39、8.41、-3.28、5.09 g·kg-1,一年生植物R、S 進(jìn)入冬季整株枯萎腐爛,而多年生植物M、B、E 進(jìn)入休眠期,僅葉子凋落腐爛,使得種植植物R、S 的赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)增加量明顯高于M、B、E 組赤礦泥基質(zhì),低矮草本植物B 因生物量低、根系作用淺,對(duì)取樣深度范圍內(nèi)赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)的補(bǔ)償少。進(jìn)入來(lái)年,為研究植物生長(zhǎng)對(duì)赤礦泥基質(zhì)肥分及其赤礦泥基質(zhì)的改良效果,未追加污泥。2022 年,種植多年生植物M、B、E 赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)下降量為:11.93、3.46、7.71 g·kg-1,小于種植一年生植物R、S 赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)的下降量:20.84、16.86 g·kg-1,表明一年生植物在春季枝葉復(fù)蘇對(duì)有機(jī)質(zhì)需求量大。

不同植物種類(lèi)的全氮、全磷、速效鉀含量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖2(b)和圖3(a)、圖3(b)。赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)在施加污泥后的全氮含量均在1 g·kg-1及以上(圖2(b)),達(dá)到了全國(guó)第二次土壤普查第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上,全磷含量均在1 g·kg-1及以上(圖3(a)),達(dá)到了全國(guó)第二次土壤普查第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上,速效鉀含量均在50 mg·kg-1及以上(圖3(b)),處于全國(guó)第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)第三級(jí)中等以上[14],達(dá)到了植物正常生長(zhǎng)需求范圍。從不同植物類(lèi)型看,氮磷鉀含量發(fā)生了較大差異。土壤氮以有機(jī)態(tài)氮為主[17],有機(jī)氮的升高直接增加全氮含量,2021 年7 月為控堿赤泥、脫水礦泥土壤化礦坑原位生態(tài)復(fù)墾初期,剛施加的污泥能為赤礦泥基質(zhì)提供大量有機(jī)氮,污泥對(duì)全氮的供應(yīng)量大于植物生長(zhǎng)吸收量,此時(shí)全氮含量較高;2022 年7 月輸入赤礦泥基質(zhì)的有機(jī)殘茬量減少的累積效應(yīng)降低了有機(jī)質(zhì)生成,導(dǎo)致有機(jī)態(tài)氮減少,此外植物處于生長(zhǎng)期對(duì)氮的需求量也增加,全氮的供應(yīng)量低于植物生長(zhǎng)吸收量,致使2022 年7 月時(shí)的五種不同植物類(lèi)型的赤礦泥基質(zhì)中全氮含量均低于2021 年7 月的同期水平土壤全氮降低。除植物R 外,種植植物S、M、B、E 赤礦泥基質(zhì)全氮含量變化趨勢(shì)一樣,全氮含量在2021年10 月、2022 年呈現(xiàn)下降,究其原因可能與植物生長(zhǎng)有關(guān)。氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)和葉綠素的主要成分,植物快速生長(zhǎng)對(duì)氮的吸收導(dǎo)致土壤中的全氮含量下降。2022 年5 月,E 地塊赤礦泥基質(zhì)全氮含量為1.14 g·kg-1,低于其他植物,這是因?yàn)殍駱?shù)生長(zhǎng)的生物量大,且一直吸收氮素用于細(xì)胞的增長(zhǎng)和分裂。2021 年種植S、M、B、E 植物組赤礦泥基質(zhì)全磷含量一直增加,植物B 赤礦泥基質(zhì)全磷增加量為1.14 g·kg-1,高于其他植物組的增加量,磷元素主要促進(jìn)植物發(fā)芽和生根,植物B 的生物量最小,對(duì)全磷的吸收量較少,使得全磷積累量最大。由圖3(b)可知赤礦泥基質(zhì)速效鉀含量處于較缺狀態(tài),是因?yàn)樗傩р浭强杀蛔魑镏苯游绽玫拟浰夭糠諿18],再加上水溶性鉀、可交換性鉀是速效鉀主要形態(tài),也是土壤中鉀流失的主要形態(tài)[19],區(qū)域強(qiáng)烈的淋溶作用使其受到耗損,共同導(dǎo)致赤礦泥基質(zhì)速效鉀含量處于較缺狀態(tài)。2021 年7 月,種植S 后赤礦泥基質(zhì)速效鉀含量為47.03 mg·kg-1,明顯低于其他植物組,表明草本植物S 的快速生長(zhǎng)對(duì)速效鉀需求量大。

節(jié)點(diǎn)安全連通度能夠反映網(wǎng)絡(luò)安全性能的高低,節(jié)點(diǎn)的安全連通度越大節(jié)點(diǎn)與更多的鄰居節(jié)點(diǎn)存在共享密鑰,網(wǎng)絡(luò)的安全性能越高。

2.3 污泥-五種植物協(xié)同作用下赤礦泥基質(zhì)微生物多樣性與酶活性

土壤酶作為土壤中各種生物化學(xué)反應(yīng)的重要催化劑,其能反映土壤中各種生化過(guò)程的動(dòng)向與強(qiáng)度,其活性還在一定程度上表征了土壤中微生物的狀態(tài)、土壤理化性質(zhì)及肥力狀況[20-21]。表2、圖4 為2022 年7 月赤礦泥基質(zhì)的多樣性指數(shù)和細(xì)菌門(mén)水平下物種豐富度統(tǒng)計(jì)。表明群落豐富度的Chao 指數(shù)和物種指數(shù)分別在3 000、2 800 以上,綜合考慮群落的豐富度和均勻度的香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)分別在8.7、0.99 以上,與純赤泥的Chao 指數(shù)、香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)934.05、7.83、0.99[22]相比,污泥-植物協(xié)同下赤礦泥基質(zhì)的Chao 指數(shù)、香農(nóng)指數(shù)明顯大于純赤泥,辛普森指數(shù)無(wú)變化。OTUs 歸類(lèi)結(jié)果顯示,赤礦泥基質(zhì)中相對(duì)豐度大于1%的菌門(mén)共有5個(gè),分別為變形菌門(mén)(Roeobacteria) 34.08%～49.44%、放線菌(Atinbaternr)27.14%～41.44%、酸桿菌門(mén)(Aidobacteral)6.97%～11.15%,綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)4.11%～7.03%、芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes)1.92%～4.40%,這5 種菌門(mén)相對(duì)豐度占細(xì)菌總OTUs 的90.17%～95.44%。說(shuō)明污泥-植物協(xié)同作用為微生物提供了良好的生存環(huán)境,致使赤礦泥基質(zhì)微生物多樣性、豐富度發(fā)生了明顯提升。污泥的添加和植物的生長(zhǎng)有效地促進(jìn)了微生物在赤泥礦泥土壤化處置過(guò)程中大量定殖擴(kuò)增及優(yōu)勢(shì)種群的建立。

圖4 2022 年7 月份赤礦泥基質(zhì)細(xì)菌門(mén)水平的群落組成Fig.4 Community composition at the level of matrix bacteria phylum in red mineral mud in July 2022

表2 2022 年7 月份赤礦泥基質(zhì)細(xì)菌的生物多樣性指數(shù)Table 2 Biodiversity index of red mineral mud matrix bacteria in sludge area in July 2022

微生物和土壤酶之間存在共代謝效應(yīng),土壤微生物多樣性的提升對(duì)應(yīng)著酶活性的提升。圖5 為試驗(yàn)場(chǎng)地施加污泥后不同植物協(xié)同作用下的赤泥礦泥土壤化處置20 cm 處赤礦泥基質(zhì)的酶活性測(cè)定結(jié)果。

圖5 污泥-五種植物協(xié)同下赤礦泥基質(zhì)的酶活性變化Fig.5 Changes ofenzyme activityin red mineral mud substrate under the coordination of sludge and five kinds of plants

2021 年施加污泥后各植物組赤礦泥基質(zhì)堿性磷酸酶、脲酶的酶活性呈增加趨勢(shì),酶活與植物生長(zhǎng)、植物根際范圍內(nèi)赤礦泥基質(zhì)養(yǎng)分及微生物豐富度之間關(guān)系密切[23],污泥施加使得基質(zhì)肥力、微生物豐富度增加致使酶活性增強(qiáng)。各植物屬性及生物量存在明顯差異,導(dǎo)致各植物組赤礦泥基質(zhì)酶濃度也存在著較大區(qū)別。圖5(a)顯示各植物組赤礦泥基質(zhì)堿性磷酸酶活性在2022 年5 月達(dá)到最高值,后經(jīng)夏季生長(zhǎng),而在2022 年7 月又降到低值;圖5(b)顯示脲酶活性在當(dāng)年12 月達(dá)到最高值,來(lái)年5 月有所降低,但7 月又有所抬升。堿性磷酸酶的積累滯后脲酶活性,并在來(lái)年5 月彼此分別處于峰頂與峰谷,出現(xiàn)時(shí)空差,產(chǎn)生這種差異在于赤礦泥基質(zhì)酶活性是由赤礦泥基質(zhì)性質(zhì)、水熱條件、赤礦泥基質(zhì)生物種類(lèi)及數(shù)量以及植物物種組成等多種因素決定的,同時(shí)不同種類(lèi)酶的活性對(duì)環(huán)境變化的敏感程度也不完全相同[24]。從植物類(lèi)別看E 組的堿性磷酸酶、脲酶活性均偏低,而S、R 組的堿性磷酸酶、脲酶活性高于E 組。出現(xiàn)這一現(xiàn)象可能與植物根系深度作用范圍有關(guān),S 為一年生草本植物,生物量大、覆蓋度較高,赤礦泥基質(zhì)中根系發(fā)達(dá),其分泌物和脫落細(xì)胞提高了酶活性,地表植物枯枝落葉的分解又使赤礦泥基質(zhì)酶活性得到不同程度增強(qiáng)。

2.4 赤礦泥基質(zhì)鹽堿、養(yǎng)分、酶活性的相關(guān)性分析

圖6 為赤礦泥基質(zhì)鹽堿、養(yǎng)分、酶活性之間的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)。赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)的鹽堿與速效鉀呈極顯著正相關(guān),與其他養(yǎng)分、酶活指標(biāo)之間呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明污泥中速效鉀含量能使赤礦泥基質(zhì)的鹽堿變高,而投加污泥或赤礦泥基質(zhì)有機(jī)質(zhì)和氮磷元素的增加、酶活性的提升能促進(jìn)赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)鹽堿調(diào)控效果,促進(jìn)土壤化處置赤礦泥基質(zhì)改良或者生態(tài)修復(fù)。

圖6 赤礦泥基質(zhì)鹽堿、養(yǎng)分、酶活性的相關(guān)性Fig.6 Correlation of salt,alkali,nutrient and enzyme activity in red mineral mud substrate

脲酶與有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷呈極顯著正相關(guān),與速效鉀呈極顯著負(fù)相關(guān);堿性磷酸酶與有機(jī)質(zhì)、全氮呈極顯著正相關(guān),與速效鉀、全磷呈極顯著負(fù)相關(guān)。可見(jiàn)酶活性與養(yǎng)分之間具有一定的相互作用,赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)施加或補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷有助于植物及其根際微生物的生長(zhǎng)繁殖,從而促進(jìn)或影響脲酶與堿性磷酸酶的活性;與此同時(shí),赤礦泥基質(zhì)中的脲酶、堿性磷酸酶活性反過(guò)來(lái)又參與植物和微生物殘?bào)w的分解、污泥物質(zhì)組分的轉(zhuǎn)化,以及赤礦泥基質(zhì)養(yǎng)分固定與釋放,如磷酸酶為適應(yīng)性酶,在赤礦泥基質(zhì)有效磷含量低時(shí)磷酸酶活性增強(qiáng)[25]?？梢?jiàn),對(duì)于營(yíng)養(yǎng)組分匱乏的赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì),適量補(bǔ)充含有有機(jī)質(zhì)、氮、磷的肥料利于植物生長(zhǎng)及其根系的發(fā)育、植物根際土壤微生物系統(tǒng)的構(gòu)建與土壤酶活性的提高,但鉀的增加具有負(fù)面影響。

脲酶、堿性磷酸酶間存在顯著正相關(guān),表明在赤泥礦泥土壤化處置生態(tài)修復(fù)過(guò)程中,當(dāng)同一底物被多種酶同時(shí)作用時(shí),幾種酶之間既能相互釋放多種信號(hào)物質(zhì)刺激對(duì)方,影響赤礦泥基質(zhì)的生物活性與肥力,進(jìn)而改良赤礦泥基質(zhì)的理化性質(zhì)、肥力狀況與微生物群落[20],又維持自身相對(duì)獨(dú)立的酶促反應(yīng)。

3 結(jié)論

2)污泥-植物協(xié)同作用一個(gè)生長(zhǎng)周期后,赤泥礦泥土壤化處置赤礦泥基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量達(dá)到了全國(guó)第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)中三級(jí)水平。

3)施加污泥有助于植物生長(zhǎng)、根系分泌物的脫落及其根際微生物的生長(zhǎng)與繁殖,使得脲酶與堿性磷酸酶的活性得到明顯提升。

4)污泥-耐鹽堿植物協(xié)同是赤泥礦泥土壤化處置規(guī)?；簧鷳B(tài)修復(fù)的有效方法。