城市污泥与园林废弃物堆肥混合应用的效果评价

韦依伶，巩 潇，苏光瑞，孟国欣

(北京圣海林生态环境科技股份有限公司，北京 100083)

1 引言

随着“美丽中国”建设的推进，全国多数城市园林绿化投资力度不断加大，产生大量园林有机废弃物。园林有机废弃物成为继生活垃圾之后的第二大城市固体废弃物[1]。传统的(焚烧、填埋等)的处理方式已不能满足可持续发展的要求[2]。将园林废弃物堆肥化利用能够有效提高土壤肥力，改善土壤结构，涵养水分，促进植物生长[3，4]。

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，它是介于液体和固体之间的浓稠物[5]。城市污泥的主要特性是有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小。城市污泥堆肥化利用有利于土壤改良，提高土地利用、降低污染和卫生风险、杀死病原菌。

科学地调配污泥与园林废弃物混合比例，研究其对植物和土壤的改良效益是非常重要的[6]。本研究选取百合为试验对象，用污泥与园林废弃物产品以不同比例混合作为盆栽百合生长基质，探讨两者混合物对植物、土壤改良的效果，为北京城市污泥与园林废弃物的资源化、可持续化利用提供基础研究数据。

2 材料与方法

2.1 实验材料

污泥堆肥产品和园林废弃物堆肥产品均来自北京圣海林生态环境科技股份有限公司，均以好氧发酵法处理得到产品，产品质量符合堆肥产品 NY 525-2012 国家标准要求，产品养分和pH值见表1。

2.2 盆栽实验设计及相关指标测定

2017年5月22日至10月22日，在北京林业大学国家级园林实验教学示范中心进行实验。将 8种污泥堆肥处理按照质量比1∶4施入土壤(八家苗圃壤土)，以苗圃的壤土进行对照，进行香水百合盆栽试验，盆栽基质配比见表2。试验选用口径 23.5 cm的塑料花盆栽植百合，每盆栽植3株，3株呈三角形分布。每种处理7个重复，共56 盆。

表1 堆肥产品养分和pH值

选择清晨或傍晚浇水，浇水频率为3～4 d/次，每次400 mL。百合生长和开花情况，未开花时1个月观察1次，开花后每周观察2～3次。

盆栽结束后，将所有苗木整株挖出，将地上部分与地下部分分开。地下部分用大量自来水冲洗去掉根部泥土，再用去离子水冲洗晾干。地上部分在 90 ℃下杀青 0.5 h后与地下部分一起在70 ℃下烘至恒量，称重并粉碎，过100目筛后备用[7]。

采用水土比5∶1测定pH值，浓硫酸-重铬酸钾外加热法测定有机质，凯氏定氮仪测定 全氮、紫外分光光度计法测定速效磷、火焰光度计法速效钾[8]。

表2 盆栽基质配比

2.3 数据处理

采用Excel 2016进行数据预处理，SPSS22.0的单因素方差分析( one-way ANOVA)进行Duncan(D) 多重比较(α=0.05)，用Sigmplot 12.5 作图。

3 结果与讨论

3.1 污泥与园林废弃物混合施用对百合生长、开花的影响

3.1.1 株高

移栽不同处理百合，在7 d左右均已发芽。第0个月～第1个月，百合根系不断吸收营养，适应盆栽环境，发芽后株高表现为：处理7>处理6>处理8>处理5>处理4>处理3>处理2>处理1。处理7株高显著大于除处理6和处理8之外的其他处理(P<0.05)，处理5、处理6和处理8差异不显著(p>0.05)，处理4和处理5差异不显著(p>0.05)，处理1、处理2、处理3和处理4差异不显著(p>0.05)。

第1个月～第2个月，百合快速增长，株高表现为：处理7>处理6>处理8>处理5>处理4>处理3>处理2>处理1。处理6、处理7和处理8差异不显著(p>0.05，但显著大于其他处理(P<0.05)。处理3、处理4和处理5差异不显著(p>0.05)，但显著大于处理1和处理2(P<0.05)。处理1和处理2差异不显著(p>0.05)。

第2个月～第3个月，百合增长比较缓慢，百合株高表现为：处理7>处理6>处理8>处理5>处理4>处理3>处理2>处理1。处理7显著大于其他处理(P<0.05)，处理6和处理8、处理5和处理8、处理4和处理5、处理3和处理4、处理1和处理2差异不显著(p>0.05)。

第3个月～盆栽结束，玫瑰几乎停止增长，表现为：处理7>处理6>处理5>处理8>处理4>处理3>处理2>处理1。处理7显著大于其他处理(P<0.05)，处理4、处理5和处理8差异不显著(p>0.05)，处理3和处理4、处理1和处理2差异不显著(p>0.05)。

不同时期百合株高，处理1、处理2、处理3和处理4均表现为盆栽结束后显著大于1个月后和2个月后的株高(P<0.05)，但与3个月的株高差异不显著(p>0.05)。处理5、处理6和处理8表现为3个月和盆栽后百合株高差异不显著(p>0.05)，但显著大于1个月和2个月的株高(P<0.05)。处理7表现为各个时期百合高度均存在显著差异(P<0.05)(图1)。图中不同小写字母表示同一时期不同处理差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示同一处理不同时期差异显著(P<0.05)。

3.1.2 开花数量

不同处理栽植玫瑰开花数量表现为：处理7(14朵)=处理6(14朵)>处理8(12朵)>处理5(11朵)>处理4(9朵)>处理3(8朵)>处理2(7朵)>处理1(4朵)。其中，处理6与处理7差异不显著(P>0.05)，但显著大于其他处理(P<0.05)。处理5与处理8、处理4与处理5、处理3与处理4、处理2与处理3差异不显著(P>0.05)(图2)。图中不同小写字母表示不同处理开花数量差异显著(P<0.05)。

图1 不同处理株高变化情况

图2 不同处理百合开花数量

3.1.3 开花时长

2017年5月22日栽植百合 ，第2月至第3月百合增长较慢，并进入开花期。处理6(7月28日)最早开花，处理5(7月29日)和处理7(8月1日)较早，处理8(8月3日)、处理4(8月3日)和处理3(8月7日)较晚，处理2(8月11日)和处理1(8月14日)最晚。

不同处理百合开花时长表现为：处理7(18 d)>处理6(16 d)>处理8(15 d)=处理5(15 d)>处理4(14 d)>处理3(13 d)>处理2(12 d)>处理1(10 d)。处理7百合开花时长显著大于其他处理(P<0.05)，处理5、处理6和处理8差异不显著(P>0.05)，处理4、处理5和处理8差异不显著(P>0.05)，处理3和处理4差异不显著(P>0.05)(图3)。图中不同小写字母表示不同处理开花时长差异显著(P<0.05)。

图3 不同处理百合平均开花时长

3.2 污泥与园林废弃物混合施用对土壤pH值的影响

不同处理的基质在试验前后均呈弱碱性，除了处理3其他处理的pH值在试验后均降低。盆栽前，处理2(添加20%园林废弃物堆肥产品)的pH值最大，处理3(添加20%污泥堆肥产品)的pH值最小。处理4至处理8随着添加的堆肥产品中园林废弃物配比的增大，基质pH值逐渐增大。盆栽后，各处理pH 整体降低，除处理2之外其余处理pH值均小于处理1，堆肥产品稀释了本研究所用壤土的碱性，说明混和施肥有助于改善土壤pH值(图4)。

图4 不同处理百合开花数量

3.3 污泥与园林废弃物混合施用对土壤养分的影响

盆栽试验前后，不同处理土壤养分不同(表3)。试验前，有机质含量表现为：处理3>处理4>处理5>处理6>处理7>处理8>处理2>处理1。其中，处理3显著大于其他处理(P<0.05)，处理4和处理5、处理5和处理6、处理7和处理8差异不显著(P>0.05)；全氮含量表现为：处理3>处理4>处理6>处理5>处理7>处理8>处理2>处理1。其中，处理3显著大于除处理4之外的其他处理(P<0.05)，处理4、处理5和处理6差异不显著(P>0.05)，处理5、处理6和处理7差异不显著(P>0.05)，处理7和处理8、处理2和处理8、处理1和处理2差异不显著(P>0.05)；速效磷含量表现为：处理3>处理5>处理4>处理6>处理7>处理8>处理2>处理1。其中，处理3显著大于其他处理(P<0.05)，处理4和处理5、处理4和处理6差异不显著(P>0.05)，处理6、处理7和处理8差异不显著(P>0.05)；速效钾表现为：处理3>处理4>处理6>处理5>处理7>处理8>处理2>处理1。其中，处理3显著大于其他处理(P<0.05)，处理4、处理5和处理6差异不显著(P>0.05)，处理7和处理8、处理2和处理8差异不显著(P>0.05)。

试验后养分含量总体呈降低趋势。有机质、全氮、速效磷、速效钾含量均表现为：处理3>处理4>处理5>处理6>处理7>处理8>处理2>处理1。有机质处理3显著大于其他处理(P<0.05)，处理7和处理8、处理2和处理8差异不显著(P>0.05)；全氮处理3和处理4显著大于其他处理(P<0.05)，处理5和处理6差异不显著(P>0.05)，处理2、处理7和处理8差异不显著(P>0.05)，处理1、处理2和处理8差异不显著(P>0.05)；速效磷处理3显著大于其他处理(P<0.05)，处理2、处理6、处理7和处理8差异不显著(P>0.05)；速效钾除处理2和处理8差异不显著外(P>0.05)，其余处理之间均存在显著差异(P<0.05)。

试验前后对比，不同处理有机质含量下降幅度表现为：处理7(6.97 g/kg)>处理6(6.82 g/kg)>处理5(6.67 g/kg)>处理8(5.65 g/kg)>处理3(5.33 g/kg)>处理3(4.33 g/kg)>处理2(3.00 g/kg)>处理1(1.60 g/kg)；全氮表现为：处理7(0.022 g/kg)>处理6(0.019 g/kg)>处理8(0.016 g/kg)=处理5(0.016 g/kg)>处理3(0.015 g/kg)>处理4(0.011 g/kg)>处理2(0.009 g/kg)=处理1(0.009 g/kg)；速效磷表现为：处理6(8.00 mg/kg)>处理7(7.67 mg/kg)>处理5(7.33 mg/kg)>处理8(7.00 mg/kg)>处理4(6.33 mg/kg)>处理3(5.67 mg/kg)>处理2(4.33 mg/kg)>处理1(3.00 mg/kg)；速效钾表现为：处理6(46.67 mg/kg)>处理7(43.33 mg/kg)>处理8(39.00 mg/kg)>处理5(37.33 mg/kg)>处理4(33.33 mg/kg)>处理3(26.67 mg/kg)>处理2(25.33 mg/kg)>处理1(15.82 mg/kg)。

堆肥前后对比，土壤养分下降幅度越大，说明越有利于植物吸收。添加20%的园林废弃物可以有效改善土壤结构，但由于园林废弃物养分含量较低，植物吸收较少，植物株高、开花数量和开花时长小于混合施用。

添加20%的污泥堆肥产品土壤养分含量最高，但由于污泥堆肥产品颗粒较细，比重较小，不利于植物吸收，所以导致植物株高、开花数量和开花时长小于混合施用(表3)。

4 结语

盆栽试验后养分含量总体呈降低趋势。处理3(100%污泥堆肥产品)基质养分含量最高，但由于污泥堆肥产品颗粒较细，比重较小，堆肥后处理3土壤养分仍然最高，不利于植物吸收。处理2(100%园林废弃物堆肥产品)可以有效改善土壤结构，但由于园林废弃物养分含量较低，植物吸收较少。混合施加后盆栽前后养分变化明显。处理7(园林废弃物∶污泥=4∶6)有机质和全氮下降最快，处理6(园林废弃物∶污泥=3∶7)

表3 污泥与园肥混合施用对土壤养分的影响

表中不同小写字母表示不同处理养分含量差异显著(P<0.05)

速效钾和速效磷下降最快。所以，混合施加有利于香水百合吸收大量的养分，促进其生长和开花，也有助于改善土壤pH值，其中，处理6和处理7效果最好。