大慶市擁有天然草原 69 萬 hm2,草原構成了大慶市生態環境的主體.50 多年來,隨著大慶石油開采和石油化工業的發展[1],城市建設、人口和牲畜數量的增加,盲目開墾草原,使草原面積銳減,特別是因落地原油、落地泥漿、井噴和含油污水對地面水環境和土壤造成不同程度的污染[2].油田重污染區土壤表層\\( 0 ~20 cm\\) 的含油量達 30% ~ 50%,被污染土壤中 石 油 總 烴、芳 烴 總 量 達 到 土 壤 臨 界 值\\( 500 mg/kg\\) 的 2 ~ 20 倍,被污染的草原土壤約有16. 8 萬 hm2,占全市草原面積的 24. 3%,油田開采面積的擴大對草原植被破壞日益加重,導致大慶油田生態環境不斷惡化,土壤板結,鹽堿化加重,也影響了當地人們的生存質量,影響了經濟和社會的可持續發展,治理土壤污染[3]、加強油田植被建設、恢復草原生態已迫在眉睫.為此,在采油五廠作業區選取有代表性的草原,通過選用抗旱、耐鹽堿的披堿草、老芒麥、星星草、野大麥、無芒雀麥和苜蓿等植物,實施生物措施、化學措施和農藝措施,對鹽堿草原土壤石油污染進行了治理改良,現報道如下.

1 試驗地自然概況

試驗地設在黑龍江省大慶市紅崗區采油五廠作業區內,地理位置為東經 124°78'、北緯 46°29'.試驗區域屬中溫帶大陸性季風氣候.試驗區域年平均降水量為 350 mm,年平均氣溫為 3. 5 ℃,年平均活動積溫為 2 883 ℃,年平均日照時數為 2 810 h,無霜期一般在 150 d 左右.土壤為碳酸鹽草甸土,鹽土和堿土分布在草原內,呈斑狀分布,植被少,有的是不毛之地\\( 約占總面積的 20%\\) .土壤 pH 值為 7. 81 ~10. 37.

2 材料與方法

2. 1 供試草種

牧草草種的選擇不僅要考慮其對鹽堿地土壤和區域氣候的適應,同時要考慮牧草的生長速度、蒸騰量的大小和根系的發達程度.小區試驗選用抗鹽堿牧草野大麥\\( Hordeum spontaneum C. Koch. \\) 、披堿草\\( Elymus dahuricus Turcz\\) 、無芒雀麥\\( Bromus inermisLayss. \\) 、苜蓿 \\( Medicago sativa Linn. \\) 、老芒麥 \\( Ely-mus sibiricus Linn. \\) 、星 星 草 \\( Puccinellia tenuifloraTurcz. Scribn. et Merr. \\) 6 種牧草[4 -5].

2. 2 添加物

有機肥\\( 即發酵后的牛糞\\) ,由基點農戶提供; 鹽堿微生物制劑,購自北京名木成森生物技術有限公司; 微生物有機肥,購自大慶鮑斯生物科技有限公司;石膏粉,市購; 磷酸二銨\\( 含 N 18%、P 46%\\) ,購自肥料專營市場.

2. 3 試驗設計

有機肥 + 鹽堿微生物制劑\\( 處理 1\\) 、石膏粉 + 微生物有機肥\\( 處理 2\\) 、石膏粉 + 有機肥\\( 處理 3\\) 、微生物有機肥 + 磷酸二銨\\( 處理 4\\) 、鹽堿微生物制劑 +磷酸二銨\\( 處理 1\\) ,外加對照\\( 單播植物作為生物治理措施\\) ,共 6 個處理,每個處理 6 個小區,3 次重復,隨機區組排列,苜蓿播種量為 15 kg/hm2,野大麥、星星草播種量為 20 kg/hm2,披堿草、老芒麥和無芒雀麥播種量為 30 kg/hm2.小區面積為8 m2\\( 2 m ×4 m\\) ,行距為 40 cm,5 行區,區組間設1 m 觀察道.于 2010 年 7 月 21-23 日人工播種.

2. 4 測定項目

株高: 每次測產時隨機選取 10 株測定株高,重復3 次.每米枝條數: 試驗區隨機選取 1 m 長測定枝條數量.

干草產量: 試驗區全部刈割,測定風干重,2010年播種當年干草產量為一茬草干草產量,2011 年干草產量為兩茬草干草產量之和.

土壤石油含量: 取0 ~30 cm 土壤混合樣,以三氯甲烷作為提取劑,采用超聲 - 紫外法測定土壤中石油類物質含量.土壤 pH 值: 使用精密 pH 計直接測量 pH 值.

2. 5 數據的統計分析

試驗數據采用 SAS9. 0 軟件進行方差分析.

3 結果與分析

3. 1 不同處理米間枝條數的變化\\( 見表 1\\)

不同草種處理以野大麥枝條數\\( 209. 72 個/m2\\)為最高,比星星草、苜蓿、老芒麥、無芒雀麥和披堿草分別多 133. 39,123. 55,109. 28,94. 28,90. 50 個/m2,即增加 174. 75% ~75. 91%,差異極顯著\\( P <0. 01\\) .

不同處理以處理 2 枝條數為最高,分別比對照、處理5,4,1,3 增加 60. 06 \\( P < 0. 05\\) 、53. 39 \\( P < 0. 05\\) 、34. 06、32. 67、23. 83 個 / m2.

3. 2 不同處理植株高度的變化\\( 見表 2\\)

從表 2 可見,不同牧草品種間以野大麥株高\\( 78. 52 cm\\) 為最高,其次為老芒麥\\( 75. 36 cm\\) ,披堿草、無芒雀麥、苜蓿、星星草株高分別為 74. 92 cm、74. 89 cm、56. 99 cm、28. 93 cm,野大麥、老芒麥、披堿草和無芒雀麥個品種間差異不顯著\\( P <0. 05\\) ,這 4個品種與苜蓿、星星草相比差異顯著\\( P < 0. 05\\) ,苜蓿與星星草相比差異顯著\\( P <0. 05\\) ; 不同土壤處理間以處理 1 \\( 有機肥 + 鹽堿微生物制劑\\) 的株高\\( 75. 16 cm\\) 為最高,比對照\\( 48. 98 cm\\) 高 26. 18 cm,增高53.45%; 其次為處理 5\\( 鹽堿微生物制劑 + 磷酸二銨\\) \\( 75.12 m\\) 和處理 2\\( 石膏粉 + 微生物有機肥\\)\\( 73.37 cm\\) ,分別比對照\\( 48. 98 cm\\) 高 26. 14 cm、24. 39 cm,增高 53. 37% 、49. 80% ; 處理 4\\( 微生物有機肥 +磷酸二銨\\) 和處理 3\\( 石膏粉 + 有機肥\\) 株高分別為58.82 cm、58. 15 cm,比對照\\( 48. 98 cm\\) 高 9. 84,9. 17 cm,增高 20. 10% 、18. 72% ,處理 1,2,5 與處理 3,4相比差異不顯著\\( P <0.05\\) 、與對照相比差異顯著\\( P <0. 05\\) ,處理 3,4 與對照相比差異不顯著\\( P <0. 05\\) .

3. 3 不同處理產草\\( 干草\\) 量變化\\( 見表 3\\)

從產草量測定結果可以看出,不同牧草品種間產草量 最 高 者 為 披 堿 草,每 公 頃 平 均 產 干 草3 715. 3 kg,比苜蓿、野大麥、無芒雀麥、老芒麥和星星草分別增產 441. 8,1 194. 6,1 565. 1,1 745. 5,2 499. 8 kg,即分別增產 13. 50% 、47. 39% 、72. 80% 、88. 61% 、205. 66% ,披堿草與星星草相比增產表現差異極顯著\\( P <0. 01\\) ,披堿草與無芒雀麥和老芒麥相比增產表現差異顯著\\( P <0. 05\\) .其次為苜蓿,每公頃平均產干草 3 273. 5 kg,比野大麥、無芒雀麥、老芒麥和星星草分別增產 29. 87%、52. 24%、66. 18%、169. 31% ,與星星草相比差異極顯著\\( P < 0. 01\\) .以處理 5\\( 鹽堿微生物制劑 + 磷酸二銨\\) 平均產干草\\( 3 586. 8 kg\\) 最高,比處理 4,2,1,3 和對照分別增產干草378. 7,1 283. 2,1 374. 9,1 476. 9,2 162. 0 kg,即分別 增 產 11. 81%、55. 70%、62. 16%、70. 00%、151. 75% ,與處理 1,3 相比差異顯著\\( P < 0. 05\\) ,與對照相比差異極顯著\\( P <0. 01\\) .其次為處理 4\\( 微生物有機肥 + 磷酸二銨\\) 平均產干草 3 208. 1 kg,比其他處理增產 39. 27% ~125. 16%,與對照相比增產表現差異顯著\\( P < 0. 05\\) .其余處理間差異不顯著\\( P > 0. 05\\) .各 處 理 均 比 對 照 表 現 增 產,增 產48. 08% ~ 151. 75% .

3. 4 不同處理土壤石油含量和 pH 值變化\\( 見表 4\\)

6 種牧草均有降解石油的作用,其中以披堿草較好,降解率平均為 96. 60%; 其次為野大麥和星星草,降解率平均分別為 85. 95%、85. 93%; 其余降解率為66. 56% ~ 72. 95% .磷酸二銨 + 微生物有機肥處理土壤石油降解率在 70. 78% ~ 96. 60%,以披堿草降解率\\( 96. 60%\\) 為最高,其次為野大麥\\( 88. 48%\\) ,其他降解率在 85. 34% ~70. 78% 之間.石膏 + 微生物有機肥處理土壤石油降解率在 58. 70% ~89. 30% 之間.在該項處理中星星草降解率較高\\( 89. 30%\\) ,披堿草次之 \\( 85. 19%\\) ,其余降解率在 83. 42% ~58. 70% 之間.距離油井越近土壤石油含量較高,距達土壤臨界值\\( 500 mg/kg\\) 相差就越大.處理后的土壤 pH 值均有降低,平均降低土壤 pH 值為 0. 18 ~0. 57,其中以苜蓿和披堿草處理土壤 pH 值分別降低0. 57 和 0. 56,好于其他處理.

4 結論

1\\) 本試驗結果表明,采用生物措施\\( 披堿草、苜蓿、無芒雀麥草、星星草、野大麥、老芒麥等植物種\\)和化學方法\\( 生化改良劑、微生物有機肥、化肥、石膏粉\\) 與農藝技術措施\\( 機械耕翻、耙、松土、灌水等處理\\) 相結合的綜合治理技術,治理石油污染草原獲得顯著 效 果,土 壤 石 油 含 量 平 均 降 解 66. 56% ~90. 90% ,其中以披堿草較好,降解率平均為90. 90% ;其次為野大麥和星星草,平均降解率分別為85. 95%、85. 93% .

2\\) 從不同處理土壤 pH 值測定結果可見,處理后的土壤 pH 值均有下降,土壤 pH 值平均降低 0. 18 ~0. 57,其中苜蓿和披堿草處理土壤 pH 值分別降低0. 57和 0. 56,好于其他處理.

3\\) 從產草量測定結果可以看出,不同牧草品種間產草量最高者為披堿草,每公頃平均產干草3 715. 3 kg; 其 次 為 苜 蓿,每 公 頃 平 均 產 干 草3 273. 5 kg.不同處理間以處理 5\\( 鹽堿微生物制劑 +磷酸二銨,平均產干草 3 586. 8 kg\\) 為最高,其次為處理 4 \\( 微 生 物 有 機 肥 + 磷 酸 二 銨,平 均 產 干 草3 208. 1 kg\\) .綜合不同品種和不同處理間的產草量,初步得出披堿草 + 處理 5\\( 鹽堿微生物制劑 + 磷酸二銨\\) 和苜蓿 + 處理 4\\( 微生物有機肥 + 磷酸二銨\\) 2 個治理組合較好,產草量分別為 6 462. 9 kg/hm2和5 666. 5 kg / hm2.

參考文獻:

[1] 劉曉艷,史鵬飛,孫德智,等. 大慶土壤石油類污染物遷移模擬[J]. 中國石油大學學報,2006\\( 2\\) : 120 -124.

[2] 劉五星,駱永明,滕應,等. 我國部分油田土壤及油泥的石油污染初步研究[J]. 土壤,2007\\( 2\\) : 247 -251.

[3] 孫景欣. 植物對大慶地區油污土壤降解能力的研究[D]. 大慶:大慶石油學院,2008.

[4] 柴鳳久,劉澤東,尤海洋,等. 松嫩鹽堿草原禾本科牧草引種試驗[J]. 黑龍江畜牧獸醫,2011\\( 03 上\\) : 91 -93.

[5] 柴鳳久,劉澤東,尤海洋,等. 松嫩鹽堿草原豆科牧草引種試驗[J]. 黑龍江畜牧獸醫,2011\\( 10 上\\) : 83 -85.