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绿化废弃物资源化利用促进绿色农业循环发展

2018-09-10张玉山梁伟杰杨森陈文杰陈海莲梁怀宇李树胜刘文利沈志华

广西植物 2018年8期
关键词:堆肥发酵

张玉山 梁伟杰 杨森 陈文杰 陈海莲 梁怀宇 李树胜 刘文利 沈志华

摘 要: 绿化废弃物资源化循环利用对树立环保理念,引领人们积极参与绿化垃圾收集、分类,提高农业绿色可持续发展和生态保护及实施“沃土工程”具有重要意义。该研究利用校园绿化产生的绿化废弃物,采用条垛发酵技术进行堆肥发酵,制成有机覆盖物和土壤改良剂,对土壤改良剂物理性质(容重、总孔隙度、持水孔隙、pH值、EC值等指标)和营养含量及土壤改良剂浸提液发芽率进行了测定。随后将土壤改良剂应用到校园试验田中进行土壤改良,并通过测定土壤改良前后大田土壤物理性质和营养含量及凤仙花和油菜生长状况对土壤改良剂进行效果评估;同时将有机覆盖物分别应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中进行示范,调查处理样方四个季节杂草含量及杂草抑制率进行有机覆盖物效果评价。结果表明:油菜在改良土壤中长势优于对照,土壤改良剂對土壤板结和土壤可耕性具有较好的改良效果。生长在土壤改良剂基质中的凤仙花长势不如购买基质,表明土壤改良剂不适合直接作为营养栽培基质;有机覆盖物应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中,对杂草具有显著抑制作用并具有很好的景观效果。此外,还对堆肥关键技术和目前绿化废弃物资源化存在的问题进行了讨论。

关键词: 绿化废弃物, 土壤改良剂, 有机覆盖物, 堆肥, 发酵

中图分类号: Q948 文献标识码: A 文章编号: 1000-3142(2018)08-1070-11

Abstract: The recycling utilization of green wastes has great significance for establishing the concept of environmental protection, leading people to actively participate in collection and classification of green wastes, promoting green wastes recycling and ecological protection as well as strategy for green sustainable development. In this study, the green wastes from campus greening were used for making organic mulch and soil amendment by composting technology. Physical properties (bulk density, total porosity, water holding porosity, pH value and EC value) of soil amendment, soil nutrient content as well as the germination rate of extract of soil amendment were measured. Then the soil amendment was applied into the campus experimental soil for soil improvement. The effects of soil amendment were evaluated by determinating physical properties and nutrient content of soil field as well as growth of impatiens and rapeseed grown in the improved soil. Organic mulch effect was evaluated by investigating weed content and the weed inhibition rate of four plots in the four seasons. The results showed that the growth of rapeseed grown in improved soil was better than that in the control. Soil amendment had better improvement effects on hardening soil and soil arability. The growth of the impatiens grown in the soil amendment was inferior to that in the control, which indicates that the soil amendment is not suitable for nutritional growth media. The organic mulch applied on campus has significant suppression effects of weed and dust as well as good landscape effect. The key technologies of compost and the existing problems of green waste utilization were also discussed in this paper.

Key words: green wastes, soil amendment, organic mulch, compost, fermentation

随着我国城市园林建设规模扩大和推进,每年会产生大量的园林绿化废弃物,如树枝、草屑和树叶以及秋季落叶枯枝等;一些城市地处沿海地区,每年受到台风较大的影响,会有大量树木折断倾倒,如2017年受台风“天鸽”影响,中山市产生大量枝条和树干。这些途径产生的绿化废弃物如果不能妥善处理,就会有相当一部分绿化废弃物变成生活垃圾的一部分。这既增加了生活垃圾量,又浪费了资源。绿化废弃物已经成为除生活垃圾外的又一大种类垃圾。绿化废弃物的主要成分为纤维素、多糖和木质素,基本是可降解的有机物,同其他生活垃圾和城市固态废物相比,其原料污染少、不含重金属等有毒有害物质,适当处理完全可以资源化。由于对土壤掠夺式的利用和大量使用化肥导致农田土壤越来越贫瘠,每年亟需大量有机肥和土壤改良剂对土壤进行改良和修复。如何促进绿化废弃物资源化利用以及农业绿色可持续发展,是一个亟待解决的问题。

借鉴发达国家的做法,堆肥处理是目前绿色废物资源化应用较多的一种做法。美国、日本、澳大利亚、德国等国家,“枯枝落叶化春泥”的循环模式已成规模。一些国家规定,政府部门必须优先购买符合条件的再生土,以支持环保项目,这些国家在园林绿化废弃物收集利用方面已经有了很好的积累,有许多经验值得学习(Dominic et al, 2002;Australian Standard, 2003)。如美国在1976年颁发实施的《资源保护和回收法》;1994年环境保护署颁布的园林绿化废弃物堆肥法则,对绿化废弃物收集、分类、堆肥和后加工工艺程序、相关法令和标准都有严格规定。如1991年日本政府颁发的“废弃物处理法”,体现出废弃物处理以“等级化”原则,即减量化、再利用、资源化等(杭正芳和周民良,2010)。

可以借鉴的废弃物资源绿化处理方法如下:首先对绿化废弃物进行分类,随后利用堆肥技术生产土壤改良剂,用于城市绿化用土和土壤改良;同时生产有机覆盖物,进行地面直接覆盖(周肖红,2009)。绿化废弃物堆肥是指将绿地中产生的树枝、落叶、草末等废弃物经过一定的处理和混合配比,在适合的条件下经过有氧发酵,加工生产有机覆盖物和有机肥料及土壤改良剂的过程,达到无害化(无杂草、寄生虫等)、减量化、资源利用的目的(周肖红, 2009)。有机覆盖物(mulch)是一种新型生态环保地表覆盖材料,具有生态、环保、节能及改善植物生存环境的作用。其加工过程包括:材料筛选、物理研磨、生物发酵等几大步骤。将绿化废弃物先物理粉碎加工,再通过长达6个月的发酵工艺,运用先进检测技术,期间经过2次对产品的抽样检测,最终形成稳定、高性能的绿色环保有机覆盖物(周艳平和王星,2013)。有机覆盖物以其独特的生态优势已经广泛应用于“节约型园林”中(杨艳,2017)。

相比某些国家,我国在园林绿化废弃物资源化方面起步较晚,北京市于2010年6月出台了《北京市园林绿化废弃物资源化发展规划》,分别在朝阳、西城、丰台、顺义都建有绿化廢弃物集中消纳基地,在香山公园、朝阳区绿源公园、翠湖饭店等地也建立了就近绿色垃圾消纳基地(孙向阳等,2012)。目前,广州市园林科学研究所利用园林绿化废弃物堆肥基质形成了土壤改良剂、营养基质和有机肥三大系列产品,被广泛应用到天桥、市政道路、屋顶绿化及高速公路坡面绿化,产生了良好的生态效益、环境效益和经济效益(张俊涛等,2012)。上海迪斯尼于2016年6月16日正式对外开放,作为绿化施工过程中最后一道工序,绿地中有机覆盖物的全面铺设引导了绿化行业的新风向(王星和沈志平,2016)。

尽管国内有些二、三线城市已有报道园林绿化废弃物资源化利用,但由于某些原因,国内除了一线城市对绿化废弃物资源化进行一定研究外,总的说来,国内大多数二、三线城市如中山市园林绿化废弃物再利用基本属于空白。

本研究以电子科技大学中山学院校园绿化废弃物为原料,通过条垛堆肥腐熟后制成土壤改良剂和有机覆盖物,并在校园进行应用示范,旨在从大学生做起,树立环保理念,重视绿化废弃物在生态循环中的作用,引领人们积极参与绿化垃圾的收集和分类,积极推进绿化废弃物的资源化,促进绿色农业循环发展,为建设山清水秀的“美丽中国”而努力。

1 材料与方法

1.1 工具和菌剂、辅料

工具:13 HP的柴油动力树枝粉碎机、3 kW 220 V电动力秸秆青草粉碎机、7.5 HP汽油动力微耕机、链式电动锯、台式电锯、插入式数显温度计、电导率计和pH仪、摇床振荡器。苗剂和辅料:金宝贝基质营养土发酵助剂(1101)(北京华夏康源科技有限公司)、金宝贝Ⅱ型树皮发酵助剂(1103)(北京华夏康源科技有限公司)、米糠、尿素、购买基质(对照基质)等。

1.2 绿化废弃物收集和预处理

收集校园内绿化维护过程中产生的树叶树枝、草坪修剪中产生的草屑及每天过道清扫过程中产生的枯枝落叶等,堆放在校园试验田。随后对绿化废弃物进行分类,分离出比较粗的树木枝干、细小枝条和落叶。对于收集到的落叶,首先分拣除去生活垃圾如塑料袋、饮料瓶、餐巾纸、铁丝、铁钉、石头、电池等不易分解及有毒有害物质。对于比较粗的带树枝茎干,利用电锯首先分离出树枝和树干,对于树干我们先利用台锯进行破碎,锯成木片和板条。

1.3 树叶和草屑粉碎及枝条和木片板条粉碎

对于分拣好的树叶和草屑,使用电动秸秆青草粉碎机进行粉碎,粉碎颗粒大小为直径为1~4 cm。对于枝条和木片板条,利用树枝粉碎机进行粉碎,树枝粉碎机粉碎颗粒直径为3~5 cm。

1.4 树叶草屑堆肥发酵方法

首先将枯叶和草屑混合均匀,按照金宝贝基质营养土发酵助剂(1101)说明书,调节物料含水量为60%左右,根据物料比例向物料加入纤维素发酵菌剂和尿素后,充分混合均匀后利用常规的条垛式堆肥发酵技术进行发酵。采用5点法对堆体中部进行温度测定,当堆体温度达到65 ℃,及时翻堆。发酵完成后,取腐熟物料过筛即制成土壤改良剂,对明显没有腐熟物料进行二次发酵。

1.5 树枝木片堆肥发酵方法

树枝木片发酵方法类似树叶草屑堆肥发酵方法。即将树枝木片粉碎后,木材粉碎物体积至少达到10 m3。将木材粉碎物充分浇水后,使含水量达到50%左右。按照金宝贝Ⅱ型树皮发酵助剂说明书,根据物料比例加入木质纤维素发酵菌剂并与米糠与混拌均匀,制成树皮发酵剂混合物干料,均匀撒在木材粉碎物中,边撒边翻,同时加入尿素并混合均匀后起堆,在发酵棚中进行堆肥发酵。使用用插入式数显温度计对堆体中部进行温度测定,温度达到65 ℃左右及时翻堆。发酵完成后,腐熟物料即成为有机覆盖物。

1.6 土壤改良剂及试验土壤EC值和pH值测定及发芽实验

取未发酵树叶草屑混合物、土壤改良剂和试验田土壤各100 g,在恒温鼓风干燥箱80 ℃烘24 h后取出,各称量5 g,分别加25 mL屈臣氏蒸馏水浸泡24 h,放在振荡仪中振荡30 min后,抽滤获得对照浸提液(未发酵树叶草屑)、土壤改良剂浸提液和试验田土壤浸提液。使用电导率计和pH仪分别测定浸提液EC值和pH值。同时,将10粒白菜种子,分别吸取5 mL土壤改良剂浸提液和蒸馏水于培养皿中,以蒸馏水为对照,第7天测定发芽率和根长,重复5次。

1.7 杂草量、杂草覆盖度和杂草抑制率测定

春季在试验田处理区应用有机覆盖物处理后,分别在春、夏、秋和第二年春季,对处理区进行杂草生长量和杂草抑制率调查。收割处理区和对照区杂草,天平称量鲜重。随机取1 m2的处理样方和对照,调查杂草生长量。对照为未应用有机覆盖物的小区,重复3次。杂草覆盖度=处理小区杂草量/对照杂草量,杂草抑制率=(1-杂草覆盖度)×100%。

1.8 改良土壤和土壤改良剂物理指标测定

分别在土壤改良剂应用前、后在试验田随机选择5个点,每个点取耕作层20 cm左右环刀土样2个,共计10个环刀样品。随后带回实验室烘干、混合均匀后,土壤容重、孔隙度、持水孔隙度等物理指标采用常规环刀法进行测定。即混合烘干基质或土壤,加满体积为200 mL环刀(环刀重W0,g)中,称重(W1,g),然后完全浸泡水中24 h,称重(W2,g),将烧杯水分自由沥干后称重(W3,g),最后将基质或土壤放入烘箱烘至恒重(W4,g)。按照以下公式计算:干容重(g·cm-3)=( W4- W0)/200;总孔隙度(%)=100×( W2- W4)/200;通气孔隙度(%)=100×( W2- W3)/200;持水孔隙度(%)=总孔隙度-通气孔隙度。使用电导率计和pH仪分别测定土样浸提液EC值和pH值。混合烘干基质或土壤,与蒸馏水采用固液比为1∶10 (W/V)比例混合,振荡30 min后离心过滤,使用电导率计和pH仪分别测定EC值和pH值。土壤改良剂和对照基质物理指标测定方法同土样测定方法。每指标重复4次。

1.9 改良土壤和土壤改良剂全营养元素含量测定

土壤改良剂基质和改良土样及对照烘干、混合后,采用H2SO4-H2O2消煮,应用凯氏定氮法对消煮液全氮进行测定;碱解氮采用碱解扩散法测定(鲍士旦,2008);全钾和速效钾应用火焰光度计测定(鮑士旦,2008)。全磷应用钼锑抗比色法测定;速效磷采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测定。

1.10 生长在改良土壤中的油菜和生长在土壤改良剂基质中的凤仙花性状考察

将200 kg土壤改良剂均匀撒入50 m2试验田表面,使用农用微耕机翻入土壤后,春季播种油菜种子,进行常规田间管理。50 d后随机选择10株油菜,分别测量油菜株高、叶片数量、茎粗后,收获油菜称量鲜重。对照为在未加土壤改良剂的大田土壤中生长的油菜。同时,将土壤改良剂和对照基质分别装入两个泡沫盒(1 m×0.5 m×0.5 m),深度30 cm。分别播种10粒凤仙花种子,参照常规基质育苗进行田间管理,40 d后计算发芽率、测量凤仙花株高和叶片数目。

1.11 数据分析

用Excel软件完成全部数据处理。用单因素方差分析(ANOVA)对相关数据进行差异显著性检测。当组间差异显著时使用多重比较确定差异显著性,并用字母标记法进行显著性标记。

2 结果与分析

2.1 土壤改良剂堆肥前后物理性质变化

利用插入式数显温度计测定堆体中部温度,树叶草屑在堆肥第6天,温度从28 ℃升至59 ℃。此时进行翻堆一次,并加入适量水分,重新起堆。堆肥第16天,堆体温度升至57 ℃,此时再翻堆一次,并加入适量水分,重新起堆。以后每隔7 d测一次温度,堆肥第26天温度最高达到55 ℃,以后温度缓慢下降,至堆肥第45天温度稳定到30 ℃左右,此时发酵基本完成。将物料摊开,让水分迅速蒸发。随后使用沙网筛进行过筛,得到颗粒大小均匀的腐熟物料即土壤改良剂。此时的土壤改良剂颜色深褐色,无异味,略带有泥土腐熟味道。如图1所示。

从表1可以看出,发酵前后物料EC值和pH值。发酵样品pH值高于未发酵样品,其pH值分别为8.13和7.91,二者达到显著差异;而发酵样品EC值显著低于未发酵样品。

2.2 改良后土壤和土壤改良剂物理性质对比

将本实验制成的土壤改良剂应用到大田进行土壤改良,改良土壤与对照(未改良土壤)在一些物理性质上存在显著差别,如表2所示。改良土壤容重(0.524 g·cm-3)显著低于对照容重(1.053 g·cm-3),但改良土壤持水空隙度(57.47%)显著高于对照持水孔隙度(52.42%);改良土壤和对照在总孔隙度和通气孔隙度方面没有显著差异;改良土壤pH值略高于对照pH值;改良土壤EC值显著高于对照土壤。即改良后土壤变得疏松、保墒性更好、离子含量更高。

本研究制成的土壤改良剂与对照基质(购买基质)在物理性质方面具有显著差异。如表2所示,土壤改良剂的容重和持水空孔隙度显著低于对照基质;而土壤改良剂总孔隙度、通气孔隙度、pH值和EC值均显著高于对照基质,即土壤改良剂比对照基质轻、偏碱性、离子含量更高。

2.3 土壤改良剂和改良土壤营养含量对比

从土壤改良剂和对照基质营养含量方面看,如表3所示,尽管土壤改良剂的全K含量、全P含量与对照基质没有显著差异,甚至土壤改良剂全N含量显著高于对照基质。但土壤改良剂的速效钾含量、有效P和水解N含量均显著低于对照基质。从表3也可看出,改良土壤的有效P含量(2.24 mg·kg-1)显著高于对照土壤(1.60 mg·kg-1),改良土壤的水解N含量与对照土壤无显著差异,改良土壤的速效钾含量(125.77 mg·kg-1)显著低于对照土壤(135.23 mg·kg-1)。当土壤改良剂全P、有效P含量高于对照土壤时,改良土壤的全P、有效P含量也高于对照土壤;同样,土壤改良剂的全N、碱解N含量高于对照土壤时,改良土壤的全N、碱解N含量也高于对照土壤(尽管碱解N含量在改良土壤和对照间差异不显著);相反,土壤改良剂速效K含量低于对照土壤时,改良土壤速效K含量也低于对照土壤,土壤改良剂全K含量与对照土壤差异不显著时,改良土壤全K含量与对照土壤差异也不显著。表明只有当土壤改良剂某种养分含量高于大田土壤时,土壤改良剂养分含量才能对改良后土壤养分含量起到增效作用。

2.4 堆肥前后有机覆盖物物理变化

树枝、木片经树枝粉碎机粉碎,制成一定大小的木材粉碎物(5 cm×5 cm×1 cm), 木材粉碎物堆体中部温度第3天从28 ℃升至60 ℃。在第4天进行翻堆一次,并加入适量水分,重新起堆。第7天堆体中部温度达到58 ℃又翻堆一次。第11天堆体中部温度达到58 ℃又翻堆一次。第17天堆体中部温度升至60 ℃,以后温度逐步下降。第30天堆体中部温度仍为60 ℃,以后适当补充水分,减少翻堆次数。6个月后堆体中部温度降至28 ℃左右。此时木材发酵基本完成。随后,将堆体摊开,取腐熟物料平铺为10 cm左右厚度,晾干,即制成有机覆盖物。发酵后的有机覆盖物颜色变深黑色,略带有泥土腐熟味道。如图2所示。

2.5 土壤改良剂浸提液发芽实验和其育苗实验

土壤改良剂浸提液幼苗发芽生长情况见表4。从表4可以看出,土壤改良剂浸提液和蒸馏水的发芽率分别为93.3%和96.7%,白菜幼苗根长分别为4.96 mm和5.05 mm,发芽率和幼苗根长均没有显著差别,表明土壤改良剂没有对幼苗产生显著抑制作用。

分别将10粒凤仙花种子播种于土壤改良剂和对照基质中,一个月后幼苗生长情况差异显著。从图3可以看出,在土壤改良剂中,幼苗生长瘦小,幼苗发芽率只有80%,株高平均4.5 cm,叶片数平均为4片,叶色偏黄;而在对照基质中,幼苗长势茁壮,幼苗发芽率100%,株高平均8.7 cm,叶片数平均为5.5片,叶色正常。表明单纯土壤改良剂不适合作为园林育苗的营养基质。

2.6 油菜在改良土壤中的生长情况

将土壤改良剂直接施入板结的红壤中,利用微耕机翻入土壤混合均匀。土壤颜色变深。改良后土壤容重(0.524 g·cm-3)显著低于对照土壤容重(1.053 g·cm-3),板结土壤变得疏松,如图4所示。从表5可以看出,生长在改良土壤中的油菜除叶片数未达到显著差异外,其株高、茎粗、鲜重均显著高于对照。

2.7 有机覆盖物杂草抑制效果及应用示范

处理区应用有机覆盖物后,处理区杂草量和覆盖度在四个季节有显著差异。如表6所示,夏季杂草量和覆盖度达到最大,秋季变小。处理区杂草量尽管在夏季达到最大量(52.3 g),同对照比杂草覆盖度只占12.7%。 秋季杂草覆盖度最小,只有9.3%。总的说来,有机覆盖物抑制杂草率在84%以上,随着时间推移和有机覆盖物的分解,从第一年春季(96.9%)到第二年春季(84.4%)抑制杂草率变低。

将有机覆盖物施用于木瓜树根部和芦荟根际周围,具有很好的抑制杂草效果(图5)。

将发酵后的有机覆盖物在校园的裸土、花坛和树穴等处进行应用示范。如图6所示,对比有机覆盖物应用前后,覆盖后效果呈现极佳的景观效果。

3 讨论与结论

3.1 有机覆盖物具有较好的杂草抑制效果

一些不适合植物生长的裸土,是城市扬尘和泥浆产生的主要来源。城市树穴周围如种植花草来覆盖裸土,将会与树木争夺养分,影响树木生长,特别对一些名贵树种或古树,不宜在树穴周围种植花草;如果不断将树穴周围杂草锄掉,不仅增加绿化维护成本,又使城市裸土比例大大上升。解决城市裸土和树穴杂草生长的一个有效方法就是应用有机覆盖物。同鹅卵石、水泥砖等硬质覆盖物相比,有机覆盖物不仅能够抑制杂草扬尘,美化环境,而且能够自然降解增加土壤肥力。有机覆盖物覆盖土壤后,在土壤微生物的作用下,能够将其分解,释放其中的部分营养元素,从而提高土壤中养分的含量。阚丽艳等(2014)研究表明,裸地、马尼拉草地及灌木茶梅地表覆盖有机物处理后土壤有机质、速效磷、速效钾含量明显增加。从本研究中可以看出,有机覆盖物具有较好的杂草抑制效果,在春、夏、秋三个季节杂草抑制率超过80%。但是随着时间推移,一年后杂草抑制率开始下降。针对有机覆盖物降解而导致杂草抑制率下降的问题,可以采取定期覆盖有机覆盖物的方法,提高杂草抑制率。另外,由于有机覆盖物颗粒具有一定大小,表面粗糙,相互嵌合摩擦力较大,铺设物四周再建高过四周的挡板。这样铺设的有机覆盖物具有良好的稳固性,不會被风吹走或雨水冲刷走。这一点国外多年来的实践已经充分证明其稳固性。

3.2 土壤改良剂对土壤具有较好的改良效果

本研究结果表明,土壤改良剂在改良大田养分含量时,其某种养分含量只有高于大田土壤时才有可能提高改良后土壤该种养分含量,反之亦然。绿化废弃物因其组成不同,养分含量可能有差异,土壤改良剂养分含量一般要高于改良前土壤养分含量才有效。因此,在制作土壤改良剂时,绿化废弃物掺入一定量的有机肥,会提高土壤改良剂的全营养含量。土壤改良剂施入土壤中养分释放缓慢,类似有机肥,可大幅度减少化肥使用量。许多研究证实,将堆肥产品施入土壤后能改变土壤的理化性质,增加土壤N、P、K含量,促进土壤团粒结构形成,使土壤蓄水保肥性、通气性和耕作性都有所改善(李慧君等,2004)。由于绿化废弃物中氮、钾、 铵等离子以阳离子形态存在, 而堆肥形成的腐殖质带负电荷,可以吸附阳离子。故可以减少速效养分损失,提高土壤的保肥能力(朱能武,2006)。另外,珠三角地区土壤多为红壤或黄壤(黄国勤和赵其国, 2014),质地粘重板结,营养流失严重、肥力差,呈酸性至强酸性(赵其国等,2013;孙波和赵其国, 1999)。这严重限制了红壤地区潜在生产能力的发挥, 亟需红壤改良的相关技术和物化产品(史学正和史德明, 1992;王兴祥等,2001;郑海金等,2015)。本研究制成的土壤改良剂, pH值为8.13,呈碱性;同时,本研究制成的土壤改良剂EC值很高(3 662.5 μs·cm-1),远远高于试验田土壤EC值(920.0 μs·cm-1)。EC值是基质浸提液中可溶性盐度指标,也反映基质中可溶性养分总量。本研究应用土壤改良剂后,土壤由板结变疏松、保墒性更好、离子含量更高,可以有效提高土壤肥力和可耕性。本研究中生长在改良土壤中的油菜性状优于对照也说明土壤改良剂具有较好土壤改良效果。针对珠三角地区多为红壤或黄壤的特点,本研究生产的土壤改良剂具备推广应用价值。

3.3 土壤改良剂作为栽培基质的效果

本研究结果表明,土壤改良剂持水孔隙度显著低于对照基质;土壤改良剂全N、全P、全K含量均不低于对照基质,然而土壤改良剂的速效N、P、K含量卻显著低于对照基质。这很可能是由于土壤改良剂持水孔隙度显著低于对照基质,导致土壤改良剂在育苗浇水过程中大量速效养分流失造成的。这也暗示基质持水孔隙度是衡量基质保肥的重要衡量指标。本研究中,生长在土壤改良剂基质中的凤仙花长势明显不如对照基质。这是由于土壤改良剂速效N、P、K含量均低于购买基质、pH值、EC值偏高、容重较小等因素导致的。尽管白菜种子播种在土壤改良剂浸提液中,其发芽率和白菜幼苗根长与播种在蒸馏水中没有显著差异,这只表明土壤改良剂不对幼苗产生显著抑制作用。本研究制成的土壤改良剂浸提液pH值为8.13,呈碱性。李静等(2000)报道理想基质pH值为6.0~7.5。基质环境过酸过碱均不利于植物生长。本研究制成的土壤改良剂EC值远远高于作物生长理想EC值范围为750~2 600 μs·cm-1(刘方春等, 2010)。另外,同对照基质比,本研究制成的土壤改良剂容重小,持水孔隙度较小。因此,本试验制成的土壤改良剂不适合直接作为营养栽培基质。如果要制成营养栽培基质,需要与密度大的基质混合,增加基质保水性;同时添加调节剂降低pH值和EC值,使植物生长处于理想的基质pH值和EC值范围。

3.4 园林绿化废弃物堆肥化处理关键技术环节

一般说来,绿化废弃物堆肥处理关键技术环节主要包括粒径调节、水分调节、通气供养、C/N调节、pH值调节等几个方面。园林废弃物粉碎颗粒越小,越有利微生物对物料进行分解,物料木质素含量越高,粉碎颗粒越小;木质比较坚硬的废弃物,颗粒应在5~10 mm之间。一般在堆肥初期,堆体水分应控制在50%~60%,堆肥腐熟阶段,水分应维持在30%左右(朱能武,2006)。足够的通气供养是好氧堆肥一个前提条件。物料颗粒越小,物料越致密,必须加大通气供养,增加翻堆次数。C/N过高,会导致微生物生长过程中缺少N而抑制微生物生长。一般合适的C/N为25/1。多数微生物适合在中性或偏碱性环境中生长,因此,当堆体pH值在6~8范围内有利于微生物发酵。另外,为尽可能减少堆肥产品的营养流失,应在物料堆肥前在底部覆盖较厚的土壤和杂草混合物,以吸收发酵过程随补充水分而流失的部分养分。本研究中,由于在堆肥前没有在底部覆盖较厚土壤,导致部分养分流失。这也可以部分解释为什么本实验中发酵样品EC值显著低于未发酵样品。另外本研究由于校园场地小和经费短缺、缺少翻堆机等大型设备,完全依靠人力进行翻堆可能导致堆体内部供氧不充分,最终导致堆体内外物料腐熟不彻底的问题。针对未腐熟物料需要进行二次发酵。

3.5 目前我国绿化废弃物资源化实际存在的问题

随着城市绿化废弃物剧增,绿化废弃物资源化利用已关乎农业绿色循环发展的战略性问题,为世界各国关注和重视。尽管发达国家绿化废弃物处理已经成为一个完善的成熟产业,目前在我国绿化废弃物资源化理念并没有引起足够重视, 首先缺少政策的支持;其次是缺少资金的支持;第三是缺少政府的宏观规划和切实可行的园林废弃物收集制度。由于绿化废弃物如树木枝干、枯枝落叶体积大、难以压实,也给收集运输带来了难题。另外,绿化废弃物堆放分散,大大增加收集成本,一些石头、铁丝、铁钉等杂物也混在绿化废弃物中,很容易损坏粉碎机。最后我国园林废弃物处理机械的质量和性能还有待提高。本研究中,树枝粉碎机粉碎粗一点枝干就卡机熄火,甚至还出现了发动机“烧瓦”现象。因此我们必须先借助台锯切成很薄的板条才能进行粉碎,大大增加园林废弃物处理的运行成本并降低了处理效率。同美国、德国整树粉碎机相比,我们园林废弃物处理机械装置性能和质量还有相当差距。目前,可行做法可能是先在小范围内进行绿化废弃物资源化应用示范,改变人们的理念,逐渐认识到绿化废弃物在城市绿地生态循环中的重要作用。绿化废弃物资源化是一项公益性极强的环保产业,离不开政府的扶持。政府应制订各种优惠政策将资金投向这个新兴领域,形成产业化的循环处理模式,推进绿色农业循环发展。

参考文献:

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