用过氧乙酸消毒的牛屠宰场废水施肥后培育的桉树（Corymbia citriodora）和雅托巴树（Hymenaea courbaril）幼苗

《Journal of Water Process Engineering》：Production of Eucalypt (Corymbia citriodora) and Jatobá (Hymenaea courbaril) seedlings fertilized with cattle-slaughter effluent disinfected with peracetic acid

　　Elizangela Alves de Freitas | Thainara Lima Araújo | Jo?o Lucas Ribeiro Alvino Lustosa de Souza | Luiz Fernandes Silva Dionísio | Noé Mitterhofer Eiterer Ponce de Leon da Costa | Cristiano Bueno Moraes | Grasiele Soares Cavallini
巴西托坎廷斯联邦大学（UFT）森林与环境科学研究生项目，Gurupi，TO，77.402-970

**摘要**
在巴西，用于商业用途（桉树）和原始森林恢复（Jatobá树）的苗木生产持续增长。为了在田间获得理想的结果，所生产苗木的质量必须很高。使用商业肥料进行施肥有助于培育健康、茁壮的苗木；然而，也可以应用替代材料（如废水）作为肥料，以实现可持续且经济高效的苗木生产。因此，本研究旨在评估用过氧乙酸消毒后的牛屠宰场废水作为苗木营养来源的潜力，并将其与商业肥料磷酸一铵（MAP）的效果进行比较。我们采用了随机区组设计（RBD），设置了五种处理方式及四次重复实验，研究对象为两种林木：桉树（Corymbia citriodora）和Jatobá树（Hymenaea courbaril）。每隔30天测量一次苗木的株高和茎径，持续150天；实验结束时，对所有处理的基质和苗木（包括地上部分和根部）进行了物理化学分析。此外，还通过使用生物指示剂Eisenia fetida（蚯蚓）进行了基质的生态毒性评估。实验结果表明，应用废水后桉树的高度增加了44%，但显著低于使用商业肥料的情况。虽然Jatobá树在不同处理下的生长情况没有显著差异，但桉树的养分含量更高。此外，种植桉树苗木的基质对蚯蚓更具吸引力，这可能表明其在恢复受污染土壤方面的潜力。不过，苗木对废水处理的耐受性仍有待进一步研究。

**1. 引言**
无论是出于商业目的还是为了恢复和保护天然森林，对苗木的需求持续增加。据《2025–2030年木材和木制品市场》预测，全球木材及木制品市场年增长率将达到4.7% [1]；而在环保领域，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）鼓励通过重新造林和植树来缓解气候变化[2]。Bastin等人估计有0.9亿公顷的土地可用于植树，从而可以种植1.2万亿棵树，从而储存205 Gt的碳[2]。
鉴于对苗木需求的增加，利用工业废水等替代资源提高基质肥力引起了越来越多的关注，这可能有助于实现可持续的林业管理。基质的质量直接影响苗木的生长状况，包括其活力、健康状况和养分状况 [3][4]。根据Terra等人的研究，基质的组成对其物理性质（如密度、阳离子交换能力、保水能力、通气性和排水性）具有直接影响，为苗木的生长和发展提供了有利条件[5]。
利用牛屠宰场产生的废水进行施肥是一种有前景的替代方案，因为其中含有磷和氮等养分 [6][7][8]。不过，这些废水在使用前需要先进行消毒以灭活病原微生物，但植物对氯及其副产品的耐受性较低[9]。过氧乙酸是一种可用于此目的的替代消毒剂[9]。
Lahlou等人指出，再利用废水有助于减少温室气体排放、增加养分供应，并降低对高能耗废水处理的需求[10]，但这需要全面了解其对环境的影响[11]。此外，在温室等封闭环境中处置这些废水可以实现更可控的再利用，因为可以精确控制使用量，避免地表径流和地下水渗透[11]。Estimé等人研究了不同剂量的过氧乙酸在牛屠宰场废水消毒中的应用效果，发现10 mg·L^-1的过氧乙酸能有效灭活1.69个大肠杆菌菌落和2.74个粪便大肠菌群菌落，但剂量增加五倍后效果提升不明显[12]。他们认为，即使在有机负荷较高的废水中也能实现消毒，但在消毒前必须确保处理过程有效，以确保废水能安全施用于土壤[11]。在这种情况下，土壤中植物的存在有助于稳定经过消毒的废水，因为植物根系和微生物活动能加速有机物向更稳定形式的转化[13][14]。
本研究旨在探讨定期（每20天一次）使用过氧乙酸消毒后的牛屠宰场废水对桉树（Corymbia citriodora）和Jatobá树（Hymenaea courbaril）苗木生长及基质生态毒性的影响。共设置了五种处理方式：三种使用过氧乙酸消毒的废水，一种使用商业磷酸一铵（MAP）肥料，以及对照组。磷酸一铵在苗木生产中应用广泛，因为它在植物初期生长阶段起着关键作用[15]。本研究还能观察具有不同特性的两种植物的表现：一种是常规桉树，另一种是难以种植的Jatobá树。Jatobá树种子体积较大，养分储备也更丰富，在巴西被广泛用于受损地区的恢复工作[16]。本研究探讨了种子特性与其对废水肥化的耐受性及其在土壤保护中的作用。

**2. 材料与方法**
**2.1. 废水收集与特性分析**
废水来自位于托坎廷斯州南部的牛屠宰场，该屠宰场每月宰杀1200头牛。公司的处理系统包括格栅分离装置、油脂分离箱以及三个沉淀池。实验中使用的是处理后的最终废水，通过桶和绳索从最后一个沉淀池中收集。废水储存在带盖的容器中，保持室温，共收集了100升。在将废水施用于苗木前一天，用10 mg·L^-1的过氧乙酸对其进行消毒，并对其物理化学、微生物学和生态毒性参数进行了检测[17]。
物理化学分析包括元素分析（K-7904 Chemetrics?分光光度法）、固体含量（2540B比重法）、pH值（4500-H+电位法）、电导率（2510B电导率法）、碱度（2320B滴定法）、浊度（2130B浊度计法）、溶解氧（4500-OG氧化法）、化学需氧量（COD）（5220C分光光度法）、生化需氧量（BOD）（5210B呼吸量法）及微生物检测（大肠杆菌和总大肠菌群，9222 J滤膜法）。
首先用5%硝酸酸化10毫升废水样本，然后通过0.45微米膜过滤。根据《水和废水检测标准方法》[17]进行多组分分析。
生态毒性评估采用了Vibrio fischeri这种发光细菌作为生物指示剂，其发光强度可反映废水的毒性。实验过程按照制造商说明进行，先在含有Vibrio fischeri细菌干粉（NRRL-B 11177）和Monitox?真空包装液的比色皿中混合样品，30分钟后使用发光仪测量发光强度[18]。

**2.2. 温室实验设置**
实验在托坎廷斯联邦大学（UFT）环境监测与火灾管理中心（CeMAF）的苗圃温室中进行，位于Gurupi校区（坐标11° 43′ 45″ S, 49° 04′ 07″ W）。该地区属于阿沃（Aw）型热带气候，冬季干燥，夏季多雨，年平均气温约为27°C，年降水量约1800毫米[19]。实验采用随机区组设计，每种处理重复四次。
为保证良好发芽，选择了健康、完整的种子并妥善保存。桉树种子由森林研究机构（IPEF）提供；播种时每个培养皿放置三粒种子，发芽后仅保留最健壮的苗木。Jatobá树种子于2024年8月至9月在Gurupi收集，共使用了12个采样点（城市和农村地区）。采集果实后用锤子破壳取仁。为便于种子分离，将果肉浸泡在水中24小时，这有助于软化种皮、促进发芽。播种前用修枝剪对种子进行刻伤处理以打破休眠期。
喷灌在发芽期间自动进行，每天四次（7、11、14和17点），使用自流水。井水pH值为6.8±0.2，浊度<5 NTU，对苗木营养影响不大。每次灌溉每株苗木提供5毫升水，每天总计20毫升。灌溉时间和水量根据试验期间的当地气候条件调整，确保基质湿度始终保持在50%以上。温室装有50%的遮阳网。使用装有商业Bioflora?基质的聚丙烯容器（容量290立方厘米），基质为松树皮和纤维混合料，并添加了矿物肥料。
播种30天后开始处理，每20天施用一次废水，共七次。实验持续150天。苗木按随机区组设计排列（表1）。桉树处理每组15株，共300株；Jatobá树处理每组12株，共240株。

**表1. 桉树（Corymbia citriodora）和Jatobá树（Hymenaea courbaril）苗木处理的详细信息**
| 处理方式 | 磷酸一铵（MAP）剂量（mg/L） | 废水用量（mL） | 给水量（mL） |
|--------------|-----------------|-----------|---------|
| T1 | 0 | 100 | 50 |
| T2 | 10 | 0 | 50 |
| T3 | 30 | 30 | 30 |
| T4 | 0 | 10 | 30 |
| T5 | 30 | 20 | a |
注：a = 磷酸一铵（MAP）

施用当天，苗木接受喷灌直至上午11点，下午4点根据表1中的处理方式将MAP和废水直接施用于基质。为确保废水与水混合比例适当（避免对植物产生急性毒性），调整了加入水的体积。MAP处理代表了最佳的营养条件，预期能促进苗木更好生长。该研究的应用为未来结合施肥与废水和MAP（MMAP）的工作提供了重要信息。150天后，根据以下特征对幼苗进行了评估：高度（厘米），即从基质表面到顶端芽的距离；茎直径（毫米），使用数字卡尺测量；枝条和根的新鲜质量及干质量（克）；Dickson质量指数（DQI）（公式（1）[20]，基于Dickson等人（1960年）的方法）；以及总叶绿素含量（使用ClorofiLOG1030?仪器测定）。DQI的计算公式如下：

$$DQI = \frac{\text{总干质量}}{\text{茎直径} + \text{枝条干质量} + \text{根干质量}}$$

DQI（幼苗质量指数）的解释如下：指数越高，表明幼苗的质量越好，代表着地上部分与根系之间的平衡性越好。生物量评估通过对五个随机选取的样本进行，这些样本从基质中取出并清洗后，分别测定叶片和茎的面积以及根的长度等特征。评估的特征包括：绿色质量和枝条干质量（MSPA）、根干质量（MSR）、总枝条质量（MST）、MSPA/MSR比率等。这些样本在65°C的烤箱中干燥24小时后，在四位小数的分析天平上称重。同时，还考虑了根系分布的均匀性和根系体积等特征。

每种处理的基质和植物样本都被送往专业实验室（Laboratório Terra Análises para Agropecuária）进行物理化学分析。基质分析按照Embrapa的《基质分析方法手册》[21]中的推荐方法进行，植物分析则依据农业与畜牧业部的《官方分析方法手册》[22]进行。在植物分析中，结果显示的是叶片和根的总量。

2.3 统计分析
用于栽培过程中评估特征的方差分析的统计模型为：
$$yijk = \mu + \alpha_i + \beta_j + \alpha \beta_j + \epsilon_{ijk}$$
其中 $yijk$ 是响应变量，$\mu$ 是总体平均效应，$\alpha_i$ 是第 $i$ 个处理水平的效应（$i = 1, 2, 3, 4, 5$），$\beta_j$ 是第 $j$ 个时间水平的效应（$j = 1, 2, 3, 4, 5$），$\alpha \beta_j$ 是处理与时间之间的交互效应，$\epsilon_{ijk}$ 是随机误差效应。当交互效应显著时，使用Scott-Knott检验[23]来研究每个时间水平内的处理效应，并调整回归模型以研究每个处理水平内的时间效应。回归模型使用R软件[24]的lm函数生成。

栽培后特征方差分析的统计模型为：
$$yijk = \mu + \alpha_i + \epsilon_{ijk}$$
其中 $yijk$ 是响应变量，$\mu$ 是总体平均效应，$\alpha_i$ 是第 $i$ 个处理水平的效应（$i = 1, 2, 3, 4, 5$），$\epsilon_{ijk$ 是随机误差效应。当处理效应显著时，也使用Scott-Knott检验[23]。变异系数（CV%）的计算公式为：
$$CV\% = \frac{Q_{\text{残差}}{\bar{y}} \times 100\%$$
其中 $Q_{\text{残差}}$ 是方差分析中的残差平方和，$\bar{y}$ 是评估特征的整体平均值。

所有分析均使用R软件[11]进行，图表制作使用ggplot2包[25]。

2.4 基质的生态毒性评估
基质的生态毒性评估采用蚯蚓（Eisenia fetida）的逃逸试验，依据NBR/ISO 17512–1标准（ABNT，2011年）进行，该方法用于评估基质的质量以及化学物质对蚯蚓行为的影响。处理组T3、T4和T5事先用过氧乙酸（10 mg·L?1）进行了消毒。容器被可拆卸的分隔物分成两部分，每个部分的组成为：对照/对照、对照/MAP、对照/T3、对照/T4和对照/T5，每组重复五次实验，共计25个容器。移除分隔物后，将10只蚯蚓小心放置在每个容器的分界线上。48小时后重新放置分隔物并记录每个部分中的蚯蚓数量。被分隔物分开的蚯蚓计为0.5只个体。逃逸试验的数据使用Student's t检验（双均值）[26]进行显著性分析。

3. 结果与讨论
3.1 过氧乙酸消毒后废水的物理化学特性
消毒后废水的成分见表2。

表2. 用过氧乙酸（10 mg·L?1）消毒的屠宰废水物理化学特性
| 参数 | 值 | 参考值 [27] |
|----------------|---------------------------|----------------------|
| 钴 (mg·L?1) | 0.00 ± 0.00 | N/L |
| 铜 (mg·L?1) | 0.09 ± 0.00 | 1.0 |
| 铁 (mg·L?1) | 0.89 ± 0.00 | 15.0 |
| 钾 (mg·L?1) | 74.16 ± 0.26 | N/L |
| 锂 (mg·L?1) | 0.01 ± 0.00 | N/L |
| 锰 (mg·L?1) | 0.71 ± 0.00 | 1.0 |
| 钼 (mg·L?1) | 0.00 ± 0.00 | N/L |
| 钠 (mg·L?1) | 356.99 ± 1.06 | N/L |
| 镍 (mg·L?1) | 0.02 ± 0.00 | 2.0 |
| 锌 (mg·L?1) | 0.83 ± 0.01 | 5.0 |
| 钙 (mg·L?1) | 51.01 ± 0.31 | N/L |
| 硼 (mg·L?1) | 0.06 ± 0.00 | 5.0 |
| 镁 (mg·L?1) | 12.85 ± 0.01 | N/L |
| 磷 (mg·L?1) | 16.95 ± 0.07 | N/L |
| 总氮 (mg·L?1) | 128.8 ± 19.0 | W/L |
| 总COD (mg·L?1) | 555 ± 35 | W/L |
| 过氧乙酸残余 (mg·L?1) | <0.1 | 无适用值 |
| 总固体 (mg·L?1) | 815 ± 82 | W/L |
| 总悬浮固体 (mg·L?1) | 129 ± 14 | W/L |
| 总溶解固体 (mg·L?1) | 686 ± 37 | W/L |
| pH | 7.6 ± 0.3 | 5.0–9.0 |
| 电导率 (μs·cm?1) | 1884 ± 95 | W/L |
| 碱度 (mg·L?1) | 882 ± 23 | W/L |
| BOD (mg·L?1) | 142 ± 12 | W/L |
| 浑浊度 (NTU) | 105 ± 18 | W/L |
| 溶解氧 (mg·L?1) | 3.9 ± 0.5 | W/L |
| N/L = 无限，表示该参数无特定限制，仅表示无强制性的最大值。 |

a SAR = 钠吸附比，根据计算结果，钠吸附比（SAR = 11.6）表明盐碱化风险中等。

表3展示了过氧乙酸（10 mg·L?1）应用前后废水的消毒效率和毒性以及对Vibrio fischeri的毒性影响。
表3. 过氧乙酸（10 mg·L?1）应用前后废水中总大肠菌群和大肠杆菌的消毒效率以及对Vibrio fischeri的毒性

从废水的物理化学特性评估中可以看出，其中含有磷、钾和氮等大量营养物质。然而，如表3所示，由于存在病原微生物，因此需要进行消毒处理。根据巴西环境、农业和城市部（CONAMA）第503/2021号决议[27]的规定，用于农业的废水中的大肠杆菌最大允许浓度（MPV）为：用于直接食用的作物且其可食用部分接触基质的废水为1000 CFU·100 mL?1；用于其他作物和牧场的废水为10,000 CFU·100 mL?1。因此，所提出的处理方法符合所有类型作物的微生物质量要求。

考虑到废水的生态毒性，我们观察到过氧乙酸的应用增加了其毒性，这一结论基于水生生物指标Vibrio fischeri的反应。此外，过氧乙酸消毒后废水毒性的增加表明产生了有毒副产物，而此时废水中已没有过氧乙酸的残留浓度。这一结果与使用相同废水和过氧乙酸剂量的平面虫（planaria）研究结果一致[9]。

3.2 幼苗质量
关于幼苗的生长情况，不同物种在施肥方面的表现存在差异（见表4）。对于C. citriodora而言，处理与时间之间的交互作用对整个栽培过程中的高度和茎直径具有显著性，而对于H. courbaril，这种交互作用在两个特征上均不显著（表4）。然而，对于H. courbaril，幼苗高度同时受到施肥和栽培时间的影响（表4）。相反，H. courbaril的茎直径仅受时间的影响显著（表4）。我们还观察到，H. courbaril的幼苗最大高度、平均值和最小高度以及茎直径均高于C. citriodora（表4）。

表4. Corymbia citriodora和Hymenaea courbaril的高度（厘米）和茎直径（毫米）特征随时间、处理以及时间×处理交互作用的方差分析总结
| 来源 | 均方 | 平均值 – C. citriodora | 平均值 – H. courbaril |
|----------------|-----------------|-------------------|------------------|
| 块 | 311.19?? | <0.01 | 7.75?? |
| 时间 (T) | 439 | 814.66?? | <0.01 |
| 处理 (Tr) | 414 | 169.2 | <0.01 |
| T × Tr | 162 | 1.49 | <0.01 |
| 残差 | 72 | 1.13 | <0.01 |
| CV (%) | –14.6 | 0.06 | 0.10 |
| 最大值 | –25.0 | 0.08 | 36.5 |
| 平均值 | –7.7 | 0.03 | 28.06 |
| 最小值 | –2.7 | 0.01 | 17.3 |

* 根据F检验，在1%的概率下表示显著性。*

对于C. citriodora，在每个时间水平内进行了处理间的比较，因为该物种的两个特征在时间-处理交互作用上显著（图1A和B）。对于H. courbaril，无论时间如何，处理间的比较均不显著，因为其两个特征在交互作用上不显著（图1C和D）。

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图1. 不同处理下Corymbia citriodora（A和B）和Hymenaea courbaril（C和D）幼苗的高度和茎直径的均值及标准差。同一小写字母的处理组根据Scott-Knott检验（p < 0.05）无显著差异。

均值比较分析使用Scott-Knott检验进行。在图A和B中，比较是在每个时间水平内进行的，相同标签的处理组在统计上无差异（p > 0.05）。在图C和D中，由于因素间的交互作用不显著，处理组均值独立于时间水平进行比较，相同标签的处理组均值之间也无差异（p > 0.05）。

对于C. citriodora，T2处理（MAP）在60天后显著提高了幼苗高度（图1A），而相同处理在90天后显示出更高的茎直径均值（图1B）。使用废水进行施肥的处理组T3和T5在120天和150天时的幼苗高度均值均高于对照组（T1）（图1A）。T3处理在150天时比T1高44%。此外，T3和T5处理在150天时的茎直径均值也高于对照组。T4处理在评估的任何时间点上与对照组均无显著差异（图1A和B）。在T4处理中，30毫升废水与10毫升水混合后施肥，即与其他处理相比稀释程度较低，这可能限制了养分在土壤中的分布。这种趋势表明，加入废水中的水量越大，幼苗的高度和茎直径值越高。需要注意的是，T3处理加入的水量最多，其次是T5和T4处理（表1）。

在研究时间对C. citriodora的影响时，二次回归模型的决定系数（R2）高于一次回归模型。所有二次模型的R2值均超过0.95，表明模型拟合良好[28]。所有针对C. citriodora的模型均显示出凹陷趋势，表明生长随时间加速（图2A和B）。

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图2. Corymbia citriodora（A和B）和Hymenaea courbaril（C和D）在整个栽培期内的高度和茎直径均值及标准差。绘制的回归模型显示二次回归模型的决定系数（R2）最高。

对于H. courbaril，无论施肥方式如何，T2处理的幼苗高度均值最高，其次是T3处理（图1C）。对于茎直径，处理间无统计学差异。我们还观察到，时间的影响更适合用二次回归模型来描述，其R2值超过0.95（图2C和D）。H. courbaril的曲线显示初期生长较快，但在120天后增速放缓，表明植物开始将养分分配到结构过程，如木质化和根系发育（图2C和D）。与H. courbaril相比，C. citriodora的施肥对枝条和根的质量、叶绿素含量以及DQI的影响更大（图3，图4）。比较两个物种时，C. citriodora的曲线向上凹陷，而H. courbaril的曲线向下凹陷。不同处理下Corymbia citriodora幼苗在150天后的鲜嫩枝条质量、总鲜质量、干嫩枝条质量、总干质量、根长、鲜根质量、干根质量、叶绿素-a、叶绿素-b以及Dickson品质指数。标有相同标签的平均值通过Scott-Knott检验在统计上没有差异（p值>0.05）。下载：下载高分辨率图片（362KB）下载：下载全尺寸图片

图4. 不同处理下Hymenaea courbaril幼苗在150天后的鲜嫩枝条质量、总鲜质量、干嫩枝条质量、总干质量、根长、鲜根质量、干根质量、叶绿素-a、叶绿素-b以及Dickson品质指数。标有相同标签的平均值通过Scott-Knott检验在统计上没有差异（p值>0.05）。

对于这两种物种，T2处理的结果表明，MAP可以与废水结合使用以促进幼苗的生长，补充大量营养元素磷和氮的浓度。

在评估C. citriodora的鲜嫩枝条质量和干嫩枝条质量时（图3A和C），废水处理组的平均值与对照组相当。考虑到鲜根质量，T2和T3处理组在统计上优于对照组（图3F和G）。这一结果也反映在总鲜重上（图3B），其中T2和T3处理的平均值也高于其他处理组。在根长方面，废水处理组的平均值与T2处理组相当，但略低（图3E）。叶绿素-a的含量在各处理组之间没有差异；相反，T2处理组的叶绿素-b含量较高，这增加了其对453纳米和642纳米波长的光吸收能力，这种特性常见于适应阴暗或低光环境的植物[29]。因此，T2处理的DQI指数优于其他处理组，因为其高度、茎干直径以及干质量和鲜质量都更优，而使用废水进行施肥的BHEI指数与对照组相当。

T2处理效果的改善可能归因于向基质中添加了更高浓度的磷，因为30毫升的废水中仅含有0.5毫克的总磷，而添加100毫克的MAP则提供了大约21.8毫克的磷，增加了40倍。根据Hassanzadeh [30] 的研究，磷缺乏是限制植物生长的最常见因素之一。

对H. courbaril的嫩枝条和根系质量、叶绿素-a和叶绿素-b含量以及DQI的评估显示，各处理组之间没有统计学差异，表明在150天期间，幼苗主要依赖种子储备进行生长。根据de Kerwer等人的研究[31]，大种子含有更多资源，从而实现更快生长和更好的幼苗建立与存活率。在顽固性种子中，如碳水化合物、蛋白质和油脂等储备化合物可以大量积累，因此它们成为植物初始生长阶段的主要营养来源[32]。

根据Rocha等人的研究[16]，两种物种的干质量差异与其形态和生理特性有关。Jatobá种子和幼苗比桉树属植物的种子和幼苗大得多，这种差异与木材密度和生长速率有关，Jatobá是一种密度更大、生长较慢的物种，而桉树则密度较小、生长较快。

3.2.1 150天后幼苗的化学分析
幼苗的元素分析结果如表5所示。处理方法并未改变植物的营养成分，变化幅度低于3%，C. citriodora的微量营养元素铁和锌除外。T4和T5处理组的铁含量分别比对照组（T1）减少了14%和30%。相反，T2、T4和T5处理组的锌含量减少了约18%。

表5. 150天后Corymbia citriodora和Hymenaea courbaril幼苗（根和枝条）的化学分析

参数 | Corymbia citriodora | Hymenaea courbaril |
| --- | --- | --- |
| N (%) | 1.50 | 1.40 | 1.40 | 1.50 | 1.40 | 0.80 | 0.90 | 0.90 | 0.90 | 0.90 |
| P (%) | 0.40 | 0.36 | 0.40 | 0.40 | 0.38 | 0.36 | 0.36 | 0.38 | 0.34 |
| K (%) | 1.16 | 1.16 | 1.20 | 1.18 | 1.18 | 0.88 | 0.84 | 0.88 | 0.88 | 0.84 |
| Ca (%) | 1.54 | 1.58 | 1.65 | 1.56 | 1.48 | 0.92 | 0.96 | 0.95 | 0.98 | 0.99 |
| Mg (%) | 0.21 | 0.25 | 0.24 | 0.26 | 0.22 | 0.20 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.20 |
| S (%) | 0.24 | 0.23 | 0.22 | 0.25 | 0.23 | 0.23 | 0.21 | 0.24 | 0.23 | 0.26 |
| Cu (mg·kg?1) | 95 | 96 | 98 | 96 | 94 | 18 | 16 | 13 | 18 | 15 |
| Fe (mg·kg?1) | 300 | 295 | 292 | 258 | 208 | 15 | 215 | 41 | 46 |
| Mn (mg·kg?1) | 54 | 49 | 48 | 45 | 44 | 24 | 23 | 25 | 26 | 25 |
| Zn (mg·kg?1) | 128 | 105 | 164 | 103 | 103 | 68 | 56 | 58 | 62 |

然而，两种物种之间的比较显示，C. citriodora对氮、钾、钙、铜、铁、锰和锌的营养需求高于H. courbaril，这解释了在没有添加磷酸盐肥料（T2）的情况下C. citriodora生长受抑制的原因。通过比较两种物种的对照样本（T1）的营养成分，我们观察到C. citriodor所需氮（高出46%），以及钾（<24%）、钙（<40%）、铜（<81%）、铁（<49%）、锰（<55%）和锌（<46%）的需求量也更高。

Jatobá种子的较大体积和重量使其积累了更高的磷浓度，以满足其生长初期的营养需求[33]。此外，针对桉树品种进行的遗传改良增强了其营养储存能力，从而实现了快速生长和更高的生产力[34]。

3.2.2 150天后基质的化学分析
与幼苗不同，基质在评估结束时的化学成分没有变化，如表6所示。每种物种的各种处理方法使用的是相同的基质。

表6. 实验150天后Corymbia citriodora和Hymenaea courbaril种植基质的分析

参数 | Corymbia citriodora | Hymenaea courbaril |
| --- | --- | --- |
| pH | 5.9 | 5.9 | 6.1 | 6.1 | 5.6 | 5.6 | 5.8 | 5.9 |
| Ca (cmolc·dm?3) | 10.9 | 11.1 | 9.6 | 10.7 | 10.2 | 9.9 | 11.1 | 10.8 | 10.7 |
| Mg (cmolc·dm?3) | 2.3 | 2.1 | 1.4 | 2.2 | 2.3 | 2.1 | 2.3 | 2.5 | 2.3 | 2.4 |
| P (Mehlich I) (mg·dm?3) | 175.0 | 180.0 | 175.0 | 175.0 | 175.0 | 195.0 | 184.0 | 175.0 | 185.0 |
| K (mg·dm?3) | 72 | 80 | 60 | 68 | 56 | 68 | 58 | 88 | 80 |
| Na (mg·dm?3) | 32 | 21 | 33 | 31 | 22 | 21 | 20 | 21 | 20 |
| S (mg·dm?3) | 46 | 44 | 55 | 45 | 65 | 65 | 65 | 84 |
| B (mg·dm?3) | 0.2 | 0.19 | 0.20 | 0.19 | 0.16 | 0.16 | 0.17 | 0.21 | 0.21 | 0.23 |
| Cu (mg·dm?3) | 0.6 | 0.6 | 0.8 | 0.6 | 0.7 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.7 |
| Fe (mg·dm?3) | 154 | 167 | 142 | 147 | 148 | 155 | 156 | 144 | 151 |
| Mn (mg·dm?3) | 58 | 60 | 54 | 51 | 62 | 58 | 62 | 69 | 59 |
| Zn (mg·dm?3) | 5.1 | 5.1 | 4.8 | 5.1 | 4.7 | 5.1 | 4.8 | 4.8 |

考虑到C. citriodora从基质中需要的营养量较多（表4），我们预期评估结束时其营养成分会更低；然而，H. courbaril的干质量更高，这解释了基质的化学相似性。比较两种物种的对照样本（T1），H. courbaril的总干质量是C. citriodora的30倍（图3D和4D）。此外，由于H. courbaril具有顽固性种子，种子中的营养储备对幼苗的生长有显著贡献。

3.3 基质的生态毒性评估
使用E. fetida进行的生态毒性测试（图5）表明，在种植幼苗后，当基质中添加了H. courbaril幼苗（T3=40%，T4=60%，T5=24%）时，基质的毒性更大。这种现象可以解释为该物种从基质中吸收的营养物质较少，因此废水中残留物更多。

表7. 实验150天后C. citriodora处理组与T4和T5处理组的土壤相比，蚯蚓的数量有统计学差异，表明蚯蚓被牛屠宰废水施肥的基质所吸引。对于C. citriodora，蚯蚓显著避免使用T3（16%）、T4（-56%）和T5（-20%）处理的基质。

表7. 实验150天后基质中Eisenia fetida的平均数量

处理 | Corymbia citriodora | Hymenaea courbaril |
| --- | --- | --- |
| T1的平均值 | 5.00 a | 4.40 a |
| A4的平均值 | 5.60 a | 4.60 a |
| T2的平均值 | 5.80 a | 4.20 a |
| A7的平均值 | 3.00 b |
| T4的平均值 | 2.20 b | 7.80 a |
| T5的平均值 | 4.00 b | 6.20 a | 3.80 b |

小写字母表示使用Student's t-test在同一物种内比较T1处理的平均值（p<0.05）。大写字母表示不同物种间相同处理的平均值。

H. courbaril幼苗土壤中蚯蚓的逃逸行为证实了废水消毒后毒性的增加，这一点在V. fischeri的测试中也有体现（表3）。这表明，在需要土壤养分进行生长的物种中，植物根系对土壤的稳定作用更为有效。

Estimé [12] 使用含过氧乙酸消毒的牛屠宰废水进行了蚯蚓逃逸测试，观察到用过氧乙酸消毒的基质逃逸率更高。尽管H. courbaril的处理组（T4）有60%的蚯蚓逃逸，但只有当逃逸率超过80%时，基质栖息地才会丧失。这些结果表明，C. citriodora幼苗有助于恢复受牛屠宰废水污染的土壤，因为这些土壤对生物指示剂更具吸引力。

表6和图6显示，种植H. courbaril幼苗后基质中废水的残留浓度较高，特别是T3、T4和T5处理组，这体现在有机质含量上。此外，基质的生物降解性评估也表明了这一点。

种植C. citriodora幼苗后，我们观察到T2处理组（MAP）的基呼吸速率较高（表现为氧气消耗量更高），尽管其他处理组的值低于0.1 mgO2·g?1·d?1，表明有机质含量较低。对于H. courbaril，仅对照组的基呼吸速率低于0.1 mgO2·g?1·d?1。对于其他处理组，呼吸速率高于0.3 mgO2·g?1·d?1，表明T3、T4和T5处理的基质中废水残留浓度最高。这一结果还表明废水并未抑制微生物群的新陈代谢。

4. 结论
本研究显示，使用牛屠宰场的废水进行施肥对不同物种的影响不同，对营养需求较高且种子较为传统的物种（如C. citriodora）影响更大。此外，将牛屠宰废水应用于C. citriodora在统计学上显示出比对照组更显著的促进效果。

对于这两种物种，牛屠宰废水对幼苗没有毒性，且在任何评估的性状上（无论是枝条还是根系）均未观察到损伤。这鼓励了利用此类废水灌溉幼苗的研究，旨在减少自然水的消耗。对于C. citriodora，灌溉可以与传统肥料同时进行，因为该物种对营养的需求更高。对于H. courbaril，处理组并未促进幼苗的生长，且在E. fetida的生态毒性测试中观察到该物种的幼苗在恢复受污染土壤方面没有潜力。值得注意的是，这些结果仅限于150天的生长周期。

MAP处理表明，将来结合废水和传统肥料的应用是一种结合可持续实践并保持幼苗质量的替代方案。此外，考虑到在排放废水到水体之前需要先进处理，使用过氧乙酸进行消毒并将其用于幼苗灌溉在经济上更为可行和可持续。另一个重要因素是控制地表径流，这可以在温室中实现。

RediT作者贡献声明
Elizangela Alves de Freitas：撰写——初稿，研究
Thainara Lima Araújo：研究
Jo?o Lucas Ribeiro Alvino Lustosa de Souza：研究
Luiz Fernandes Silva Dionísio：数据管理
Noé Mitterhofer Eiterer Ponce de Leon da Costa：撰写——审稿与编辑，数据管理
Cristiano Bueno Moraes：监督，方法论，资金获取
Grasiele Soares Cavallini：撰写——审稿与编辑，监督，方法论，资金获取

资助
巴西高等教育人员改进协调委员会（Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de Nível Superior CAPES），资助代码001 CAPES；研究生发展计划PDPG-POSDOC（Programa de Desenvolvimento da Pós-Gradua??o/Pós-Doutorado Estratégico），编号88887.798251/2022-00；以及巴西国家科学技术发展委员会（Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPQ），编号443317/2024-0和305595/2024-5。