干旱胁迫下多年生黑麦草对污泥处理的生理生化响应

随着我国城市化发展，污泥的产量急剧增加，污泥的处置成为日益受关注的生态热点问题[1]，目前污泥的土地利用是污泥资源化利用的主要途径[2]。污泥中含有丰富的N、P、K等营养元素和有机质，以及植物生长必需的各种微量元素，可改良土壤结构，增加土壤肥力，促进植物的生长[3]。因污泥富含N、P等营养元素[4]，可作为缓效氮肥的来源[5-6]。

除基本的营养物质外，污泥中还含有生物活性物质(biologically active substances，BAS)，已被分离和鉴定出来的有腐殖酸、氨基酸、维生素和生长素[7-9]，腐殖酸和生长素可以促进植物的生长，提高其对逆境的适应能力[9]。生物活性物质可以通过直接调节植物的生长或激活微生物利用激素的活性，提高作物产量[10]；促进草坪草的生长，提高其对非生物胁迫的耐受力[9,11]。

多年生黑麦草(Lolium perenne)是一种广泛应用的冷季型草坪草，容易受到高温和干旱的影响。已有试验研究施用污泥对草坪草生长的影响，但这些研究大多将污泥当肥料施用[12-17]。试验利用1/2无氮霍格兰溶液提供充足的营养，排除污泥中营养元素对多年生黑麦草生长的影响，以此为基础，探究污泥中生物活性物质对干旱胁迫下多年生黑麦草生长的影响，以期为施用污泥提高多年生黑麦草抗旱性提供理论依据。

学术的发展需要不断总结经验，反思教训。学术史研究的意义便在于此，对当下的研究而言具有参照作用和启示意义。2017年度中国艺术人类学研究领域涌现出了较为丰硕的研究成果，主要体现在艺术人类学的学术史研究、基础理论研究、田野个案研究领域。本报告资料主要来源于2017年度公开出版的著作、文集，以及“中国知网”数据库收录的学术刊物和报纸公开发表的艺术人类学研究成果。通过对资料的梳理可以发现，艺术人类学研究关注理论热点问题和社会现实问题，艺术民族志、艺术人类学的中国理论建构、艺术与认同、艺术介入美丽乡村建设等成为年度关键词。

1 材料和方法

1.1 试验用污泥

试验污泥为脱水泥饼，取自北京市朝阳区某污水处理厂(表1)。

1.2 试验材料

2.5.3 叶片APX活性 试验初期黑麦草叶片APX活性降低，随着亏缺灌溉时间的延长，APX活性增大，干旱胁迫后期APX活性降低，27、50 d时全污泥组APX活性分别为9.40、8.62 U/g，对照组为6.87、7.55 U/g，差异显著(P<0.05)。正常水分条件酶活性变化趋势与干旱条件下相似，试验初期对照组APX活性显著高于污泥处理，但试验后期39、50 d全污泥组、半污泥组APX活性显著高于对照组(P<0.05)(表8)。

在“临川四梦”中思想与艺术都居第二位的《邯郸记》传奇，本事虽出自唐人沈既济的小说《枕中记》，但在汤显祖以前，已有多种以“黄粱美梦”为题材的剧本问世。例如元代马致远的杂剧《邯郸道卢生枕中记》、车任远的南杂剧《邯郸梦》、苏汉英的传奇《吕真人黄粱梦境记》等，这些剧本都以汉钟离权度化吕洞宾故事为主线，大多属于神仙道化剧，但或多或少都对汤显祖的创作产生了一定的影响。

表1 供试污泥的主要理化性质 Table 1 Properties of treated biosolids

指标/%含量指标含量指标含量含水量86．00有效NH4+⁃N/(mg·g-1)22．30全镉/(mg·g-1)0．91全氮5．54有效NO3-⁃N/(mg·g-1)155．00全铅/(mg·g-1)14．40全磷(P2O5)/%6．43全镁/%0．424腐殖酸/%26．40全钾(K2O)0．89全铁/(mg·g-1)5688生长素/(μg·g-1)0．095全钙1．01全锰/(mg·g-1)203．00色氨酸/(μg·g-1)1．33全镁0．424全铜/(mg·g-1)106．00

1.3 污泥中黑麦草可利用有效氮测定

两种水分条件下，多年生黑麦草的坪观质量均显著降低，从14 d起，干旱处理草坪坪观质量与正常浇水组出现差异。亏缺灌溉第14 d，与对照相比全污泥处理显著提高了黑麦草的坪观质量(P<0.05)，为7.61分，从27 d开始半污泥处理坪观质量显著高于对照(P<0.05)，干旱50 d时对照组坪观质量最低，仅为4.50分。正常浇水条件下，全污泥处理从27 d开始坪观质量显著高于对照(P<0.05)。

试验采用随机区组试验设计，共设5个处理(表2)。黑麦草生长期间所需氮素由硝酸铵溶液提供，硝酸铵溶液和污泥于播种前均匀混合于10 cm土表煅烧黏土[18]，所有处理除氮以外的元素由1/2无氮霍格兰营养液足量提供[18]。

表2 污泥中黑麦草可利用有效氮试验设计 Table 2 Design of biosolid available N experiment

处理氮素施用/(mg·kg-1)污泥用量/(g·pot-1)1002250350047505015

试验持续8周。收集试验期间剪下的草屑及结束时所有地上部分，65℃烘干。采用凯氏定氮法测定每盆草坪草的全氮含量[19]，求出每个处理平均每盆的氮摄入量。根据以上数据绘制氮摄入量Y(mg/pot)与氮施用量X(mg/kg)的标准曲线(图1)，其回归方程为Y=0.462 2X+8.664 1(R2=0.992)，得出的R2在可接受范围内[18]。为满足植物摄取有效氮75 mg/kg[18]，正式试验时污泥添加量15.4 g/kg。

图1 氮摄入量和氮施用量的标准曲线 Fig.1 Standard curves of N uptake and application rate

1.4 污泥对干旱胁迫下黑麦草生长的影响试验设计

试验采用裂区试验设计，主处理为干旱处理，副处理为污泥处理。每个处理4个重复。主处理包括正常浇水和干旱2个水平，副处理为3水平的污泥施用量(表3)。

黑麦草以30 g/m播种量种于19 cm×19 cm，高17 cm的方形硬质塑料花盆中，每盆含煅烧黏土2.1 kg，试验条件与污泥中黑麦草可利用有效氮的测定相同。

表3 试验设计 Table 3 Design of biosolid effect on perennial ryegrass growth under drought stress

处理水分条件处理名称有效氮施用量/(mg·g-1)污泥用量/(g·pot-1)1正常浇水全污泥032．342半污泥37．516．173对照(CK)750456干旱(亏缺灌溉)全污泥032．34半污泥37．516．17对照750

播种前，污泥与适量水拌匀后，一次性均匀施加在盆上层10 cm煅烧黏土中[18]。硝酸铵溶液浇入盆上层10 cm的煅烧黏土中[18]，拌匀；播种后第15、30 d补充硝酸铵溶液，均用10 mL注射器施加于土表[18]，保证各处理获得同等施氮量。黑麦草需要的氮以外的营养元素由1/2霍格兰溶液足量提供[18]。

硝酸铵施加完毕4周后，进行干旱处理，处理前一天全部浇透水称重，记录质量。正常处理每次补充全部质量差，干旱处理采取30%ET的亏缺灌溉法[20]，每次补水量为称重差值的30%。干旱处理当天记为0 d(90%田间持水量)，每隔14 d(52%田间持水量)、13 d(45%田间持水量)、12 d(36%田间持水量)、11 d(29%田间持水量)取叶样，模拟自然界轻度、中度、重度和极度干旱。试验进行期间，每周修剪1次，维持10 cm高度。

这样移动的妙处在于，通过移动可以得到两个正方形，把两个正方形的边框加上.其中一个正方形的边长为b，另一个正方形的边长为a.为了更加清晰地突出图形之间的关系，将多余信息删除.[14]从而得到c2=a2+b2.图形展示完后，再让学生观看图4⑦，让学生感知原图与复制图形之间的关系.在此课件制作过程中，注意同一图形在每页课件中的位置不变，使选取组织耗用的认知资源降低，减少视觉对图形位置改变的处理，避免分散注意力.

1.5 测试指标及方法

草坪坪观质量采用9分制打分(1分最差，6分为中等，9分最优)[21]；叶片叶绿素含量参照文献[22]方法测定；叶片净光合速率参照文献[23]的方法测定；叶片细胞膜透性参照文献[24]的方法测定；叶片SOD活性参照文献[25]的方法测定；POD和APX活性参照文献[26]的方法测定；CAT活性参照文献[27]的方法测定。

1.6 数据分析

采用SPSS 20.0进行数据分析，统计检验采用LSD检验。

2 结果与分析

2.1 草坪坪观质量

试验材料置于人工气候箱中，昼夜温度20℃/17℃，昼夜湿度70%/65%，昼夜时间14 h/10 h，光合有效辐射400 PAR。花盆尺寸15 cm×12 cm，每盆装煅烧黏土700 g。播种前先将基质用水浇透静置一晚，保证播种时每盆的田间持水量达90%，整个试验进程均保持此田间持水量[18]。

图2 2种水分条件下污泥处理黑麦草的坪观质量 Fig.2 Impact of biosolids on turfgrass quality of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes

2.2 叶片叶绿素含量

在小学信息技术教学中，学生要学会与人相处、与人合作、与人沟通，能在他人的帮助下借助信息工具获取知识。信息的获取大多是在互动中实现的，互动越充分、交流越畅通，他们获取信息的效果就越明显。教师要创设民主、平等的氛围，为学生提供更多表达、交流的机会，加强师生之间、生生之间的互动交流，培养学生的互动能力。

与草坪坪观质量变化趋势相似，不同水分条件下污泥各处理叶片叶绿素含量基本呈下降趋势，试验后期正常叶绿素含量均高于干旱组。亏缺灌溉条件下，0 d时对照组叶片叶绿素含量为2.07 mg/g，显著高于污泥处理的1.84 mg/g(P<0.05)，全污泥和半污泥处理从27 d时叶绿素含量有小幅回升(表4)，但仍与试验初始无显著差异(P<0.05)。从亏缺第39 d可以看出，与对照相比污泥和半污泥处理显著提高了黑麦草叶片的叶绿素含量(P<0.05)，其中，全污泥组叶绿素含量最高，为1.99 mg/g。正常浇水条件下在39、50 d时，全污泥组叶片叶绿素含量分别为1.98、2.66 mg/g，显著高于对照组的1.63、1.2 mg/g(P<0.05)。

表4 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的叶绿素含量 Table 4 Impact of biosolids on total chlorophyll content of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes mg/g

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥2．15aA2．23aA2．31aA1．98aA2．66aA半污泥2．09aAB2．30aA2．10aAB1．94aBC1．69abC对照1．84aAB1．97aA2．07aA1．63bB1．20bC干旱全污泥1．84bAB1．71aB1．99aA0．99aC0．90aC半污泥1．88bA1．88aA1．94aA0．96bB0．88aC对照2．07aA1．86aA1．84bA0．87cB0．88aB

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，同行不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.3 叶片净光合速率

随着试验的进行，正常浇水组黑麦草叶片净光合速率呈先上升后下降的趋势；亏缺灌溉组叶片的净光合速率呈下降的趋势；试验后期正常组叶片净光合速率高于干旱组。亏缺灌溉条件下从27 d开始污泥处理净光合速率均显著高于对照组，27 d时全污泥处理叶片净光合速率最高(表5)，为4.83 μmol/(m2·s)，且全污泥组显著高于半污泥组(P<0.05)；50 d时3组叶片净光合速率分别为2.01，1.26和0.71 μmol/(m2·s)，差异显著(P<0.05)。正常浇水条件下，与对照组相比，全污泥组从27 d开始显著提高了叶片的净光合速率，且与对照组，半污泥组差异显著(P<0.05)。

表5 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的净光合速率 Table 5 Impact of biosolids on photosynthetic rate of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes μmol/(m2·s)

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥8．53aA8．56aA8．54aA8．14aA7．12aB半污泥8．48aA8．55aA8．31bA5．67bB5．62bB对照8．31aA8．52aA8．19bA5．73bB5．41bB干旱全污泥8．30aA5．54aB4．83aC4．23aD2．01aE半污泥8．24aA5．83aB4．56bC4．12bD1．26bE对照8．32aA5．60aB4．32cC2．97cD0．71cE

2.4 叶片电导率

夏天的路磕磕绊绊、坎坎坷坷，可他一样也慢慢长大，他能独自一个人穿过几条马路去菜场买油条，能独自倒两趟车去盲校上学，他甚至还学会了给奶奶修收音机。

图3 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的电导率 Fig.3 Impact of biosolids on electrical conductivity of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes

2.5 叶片抗氧化酶活性

2.5.1 叶片SOD活性 随着干旱胁迫程度的增加，黑麦草叶片SOD活性呈现先上升后下降的趋势，试验后期干旱处理叶片SOD活性高于正常处理。亏缺灌溉27，39和50 d时，全污泥处理SOD活性显著高于对照组(P<0.05)，其中27 d时全污泥处理SOD活性最高，为219.14 U/g，50 d时对照SOD活性最低，为101.52 U/g，干旱27、50 d全污泥和半污泥处理之间也有显著差异(P<0.05)。正常水分条件下，全污泥处理SOD活性均显著高于对照组(P<0.05)其中0 d时全污泥组SOD活性最高，为139.75 U/g，14 d时对照SOD活性最低，为107.33 U/g(表6)。

2.5.2 叶片CAT活性 试验开始至39 d，干旱处理叶片CAT活性均高于正常水分条件组，其中27 d时干旱处理全污泥组CAT活性,为24.24 U/g，达同期最高值。亏缺灌溉下各处理CAT活性呈先升高后降低的趋势，干旱0，14和50 d全污泥组CAT活性显著高于对照组(P<0.05)，50 d时对照组CAT活性达到干旱以来最低值，仅为12.61 U/g。正常水分条件下，各处理CAT活性呈逐渐降低趋势，前期对照CAT活性较高，显著高于半污泥组(P<0.05)，后期污泥处理CAT活性显著高于对照(P<0.05)(表7)。

表6 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的SOD活性 Table 6 Impact of biosolids on SOD activity of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes U/g

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥139．75aA137．75aA128．82aBC124．89aC133．79aAB半污泥127．67aA125．94bA113．94bC117．55bB124．95bA对照110．34bCD107．33cD115．14bB112．63bBC128．15bA干旱全污泥104．09aE148．84aC219．14aA179．32aB124．79aD半污泥104．95aC146．67aB207．03bA150．92bB113．97bC对照113．25aC139．32aB198．07cA133．90bB101．52cD

表7 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的CAT活性 Table 7 Impact of biosolids on CAT activity of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes U/g

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥19．52aA16．48abB13．58bC18．99aA11．98abC半污泥16．33aAB15．78bAB13．86bBC17．61aA12．38aC对照19．21aA18．81aA17．74aA12．22bB11．27bB干旱全污泥19．35aC19．98aBC24．24aA21．11aB15．37aD半污泥16．19bB16．98bB20．76bA17．52bB12．37bC对照17．52abC17．98bC23．84aA20．72aB12．61bD

试验所用草种为多年生黑麦草品种爱神特(Accent)，由北京绿冠草业股份有限公司提供，播种量为30 g/m2。试验盆栽基质为煅烧黏土(Profile Products,Chicago,IL)，是一种质地与沙类似的果岭改良剂，经过高温处理，不含任何营养物质。

根据采购申请、需求合并、采购计划、确定货源、询价报价等多个环节的处理后产生采购订单，向《合格供应目录》内的供应商购买物料；供应商生产备货，发到工厂仓库后进行采购收货质检，并接收供应商开具的采购发票进行合同核销；最后转到存货系统进行存货核算以及转到应付系统进行付款结算。各个功能可相互参照，也可手工录入，减少人工操作的工作量。

表8 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的APX活性 Table 8 Impact of biosolids on APX activity of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes U/g

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥5．19bB3．46bD5．57aB6．66aA4．46bC半污泥4．89bB3．65bC6．43aA5．41bAB4．83aB对照6．47aA4．89aB5．28aB4．87bB4．38bB干旱全污泥5．23aC4．54aC9．40aAB10．01abA8．62aB半污泥4．73aC3．88aC7．00bB9．35bA8．35aA对照5．03aC3．78aD6．87bB10．99aA7．55bB

2.5.4 叶片POD活性 2种水分条件下黑麦草POD活性均呈先降后升再降的变化趋势，干旱后期污泥处理POD活性显著高于对照组(P<0.05)，污泥处理在干旱39 d时POD活性达到最大，为55.51 U/g，对照组在干旱50 d时POD活性最低，为36.55 U/g，39 d时全污泥组和半污泥组间POD活性差异也显著(P<0.05)。充分浇水条件下各处理POD活性差异不大，27、50 d时对照组POD活性显著高于全污泥处理(P<0.05)(表9)。

亏缺灌溉下黑麦草叶片的细胞膜透性增加，电导率升高，且随着时间的延长而增大，27 d时对照组叶片电导率是污泥处理的1.5倍，差异显著(P<0.05)；亏缺灌溉39、50 d时，全污泥处理电导率分别为61.7%、70.49%，对照组电导率为66.46%、84.04%，全污泥处理显著提高了黑麦草叶片的细胞膜稳定性(P<0.05)(图3)。

通知要求，试点省份每年安排一定数量的农业综合开发项目扶持当地农业产业化联合体发展，对农业产业化联合体成员获得符合政策要求的贷款优先安排贴息。农业银行对农业产业化联合体成员相关贷款的利率原则上执行中国人民银行同期同档次基准利率，对地方与农业银行合作建立增信机制的，原则上按照存放在农业银行资金额度的10倍对农业产业化联合体成员进行放贷。同时，农业综合开发出资的财政股权投资基金、农业银行出资的各类产业投资基金，要在农业产业化联合体成员中积极筛选符合条件的项目进行投资。

3 讨论

污泥富含营养元素和生物活性物质，有益于植物的生长[9-11]。通过预试验计算出污泥中黑麦草可利用的有效氮含量，全部处理施用相同的氮量，排除了氮对试验结果的影响；黑麦草生长期间所需其他营养元素由1/2无氮霍格兰溶液足量提供，排除了缺素对黑麦草生长的影响。由此说明，试验中污泥对干旱条件下黑麦草生长和生理的影响，不是营养元素造成的，而是污泥中生物活性物质造成。

表9 2种水分条件下污泥处理黑麦草叶片的POD活性 Table 9 Impact of biosolids on POD activity of perennial ryegrass subjected of two moisture regimes U/g

水分处理污泥处理处理时间/d014273950充分浇水全污泥35．10aB32．60aC37．30bA37．35aA33．98bBC半污泥28．81bB32．91aAB38．55bA37．70aA34．70bA对照32．48aC33．32aC42．06aA37．48aB41．31aAB干旱全污泥35．33aE38．74aD49．85aB55．51aA42．75aC半污泥35．06aD37．95aC49．16aA47．21bA40．51aB对照35．05aD38．12aC48．96aA44．14cB36．55bCD

3.1 污泥能促进干旱胁迫下黑麦草的生长

试验表明污泥的施加可以提高2种水分条件下黑麦草的坪观质量、降低叶片电导率，与禚来强[28]、Chang Z H等[29]研究结果相符。施用污泥可以提高草坪草的叶绿素含量和净光合速率。施用污泥与土比例为1∶7，3∶13和1∶3的高羊茅总叶绿素含量较对照分别高出44.8%，44.8%和54.5%，说明施用污泥可以通过提高草坪草叶绿素含量进而促进其对光能的利用[17]。王杰等[30]研究发现早熟禾(Poa pratensis)和黑麦草叶片净光合速率随污泥用量的增加而升高。干旱胁迫下提高苜蓿(Medicago sativa)光合速率和水分利用效率的方法之一是在基质中混入污泥[31]。试验结果表明，2种水分条件下，全污泥处理均显著提高了黑麦草的叶绿素含量和净光合速率，试验采用的污泥IAA含量为0.095 μg/g，处于能调节植物代谢的激素水平范围[32]，表明污泥中的生物活性物质，也许可以通过提高黑麦草叶片叶绿素含量，进而提高其光合作用，使其在干旱环境下较对照有更好的生长状态。

3.2 干旱胁迫下污泥促进激活黑麦草抗氧化酶活性

污泥的施用不仅可以提高草坪坪观质量、叶绿素含量和净光合速率，还可以激活植物抗氧化酶活性。植物体内保护酶系统主要包括SOD、CAT、POD和APX[33]。SOD将O2-转化为H2O2，CAT，POD或APX将H2O2转化为H2O。植物的抗性及其对环境的适应与体内保护酶含量密切相关[33]。风干污泥基质显著提高了黑麦草和高羊茅CAT和POD活性[17]。干旱胁迫下，污泥处理的草地早熟禾SOD活性出现两次升高，POD、APX活性高于对照[34]。试验结果表明，干旱胁迫下各处理SOD、CAT、POD活性均先升高，APX活性在试验初期有一定程度降低，而后迅速升高。随着干旱胁迫的进行，各处理SOD、CAT、POD活性开始下降，APX活性持续升高。说明胁迫初期SOD、CAT、POD在清除ROS中发挥主要作用，后期APX成为转化H2O2的关键酶。全污泥处理在胁迫后期4个酶活性均显著高于对照，反映出更强的抗氧化防御功能。生物污泥中的生物活性物质可能是提高抗氧化酶系统活性的诱因。Zhang等[18]报道干旱条件下污泥处理的高羊茅有更高的SOD活性以及IAA和CTK水平，而更高的IAA和CTK含量提高了抗氧化酶系统活性的机理仍有待进一步研究[20]。

4 结论

污泥的施用可以降低干旱胁迫对黑麦草的伤害，通过维持其在胁迫环境下的光合作用和抗氧化酶系统活性，提高其抗旱能力。污泥中的生物活性物质提高了黑麦草的抗旱性，可能是由于IAA等激素的调节作用，污泥可通过直接向植物提供激素或向土壤提供有机质(如腐殖酸)，提高土壤微生物活性[35]，通过微生物产生并传输激素给植物[18]。后续试验研究中可以此为切入点进行污泥提高草坪草抗旱性机理的探究。将污泥应用于草坪可视为维持草坪草在干旱胁迫下较好生长状态的处理方法之一。

马铃薯在赤峰农牧科学研究院果园试验地于2017年5月16日播种，试验采用随机区组设计，一次性施入农家肥30 000 kg/hm2做底肥进行翻地，规格为深翻50 cm，旋耕后播种，随播种施入史丹利复合肥1 200 kg/hm2（15-15-15）。种植方式为覆膜滴灌双垄栽培，垄距1.1 m，行长10.0 m，小行距0.4 m，株距 0.3 m，每个小区种3垄，小区面积33 m2，3次重复，环田设保护行。采用机器开沟后，人工用喷雾器喷施50%莠去津4.5 L/hm2，对喷施莠去津除草剂的土壤喷施缓解剂，各不同缓解剂处理如表1所示。

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