水葫芦残体资源化利用研究与应用

陈日泉，蒋迎，游兆彤

(1.浙江省杭州美意生态科技有限公司，浙江 杭州 311115； 2.浙江大学 农业与生物技术学院，浙江 杭州 310058；3.浙江农艺师学院，浙江 杭州 310021； 4.浙江省农业科学院 科技推广与产业处，浙江 杭州 310021)

水葫芦，学名凤眼蓝，别称水浮莲、凤眼莲、布袋莲，为雨久花科、凤眼蓝属多年生草本植物。原产地巴西，在当地受生物天敌的控制，水葫芦只零星分布于水体中作为观赏植物。于20世纪初引入我国，在环境湿润、气温25～35 ℃下，无性繁殖速度极快。由于缺少天敌的有效抑制，现已广泛分布于云南、江苏、浙江、福建、四川、湖南、湖北、河南等省，并扩散到一些温带地区，如锦州等，产生了不可忽视的生物入侵危害，是改善水环境的主要阻力之一。

1 水葫芦残体资源化利用方法

水葫芦繁殖能力极强，一旦成片发展便能在短时间内泛滥成灾。处理好数量庞大的水葫芦，将废弃的水葫芦变为可再生利用的资源，不少学者已进行大量的探究与总结：第一种方法是加工成燃料，分为固体燃料、液体燃料和气体燃料[1]；第二种方法是加工成饲料，水葫芦粗蛋白含量高，可作为鸡、鸭、猪、牛、羊等动物的非常规饲料使用[2-3]；第三种方法是加工成肥料，水葫芦中氮、磷、钾养分含量较高，分别可达3.30%、1.28%和3.36%，可以用来制作优质的有机肥和有机无机复合肥等[4]。水葫芦除了被加工成燃料、饲料、肥料外，由于其能大量吸附、去除水体中的氮、磷等元素，故常被用来净化水体中的富营养化污染[5]。水葫芦还被用于造纸、食用、药用和观赏等[6-7]。

2 水葫芦残体加工生产基质途径

2.1 制成水葫芦有机质

2.1.1 生产方法

综合考虑肥料原料成本(表1)及NY 525—2012《有机肥料》有关指标(表2)，最终选用炭灰∶鸡粪∶粉碎的新鲜水葫芦4∶1∶12(m∶m)的配方研制水葫芦有机质。

表1 制作水葫芦有机质的原料成本

2.1.2 成分分析

表2所示，配制成的水葫芦有机质中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合NY 525—2012标准，N+P2O5+K2O含量比标准低1.3百分点。N+P2O5+K2O含量虽达不到有机肥的标准，但水葫芦有机质还能改良土壤的优质生态有机基质。

2.2 制成苗木种植基质

2.2.1 生产方法

综合考虑表1～2，最终选用炭灰∶鸡粪∶粉碎的新鲜水葫芦∶复合肥200∶50∶600∶1(m∶m)的配方研制苗木种植基质。

2.2.2 成分分析

表2所示，配制成的苗木种植基质中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合NY 525—2012标准，N+P2O5+K2O含量比标准低1.0百分点，是能改善苗木生长的较好基质。

表2 水葫芦有机质的成分含量及与NY 525—2012标准的比较

2.3 制成花木专用基质

2.3.1 生产方法

综合考虑表1～2，最后选用炭灰∶鸡粪∶粉碎的新鲜水葫芦∶复合肥100∶25∶300∶1(m∶m)配方研制花木专用基质。

2.3.2 成分分析

表2所示，配成的花木专用基质中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合有机肥的行业标准，N+P2O5+K2O含量比标准规定的少0.3百分点，但高于苗木种植基质，能较好地促进花木生长。

3 应用效果

3.1 材料

水松、美人蕉、水稻及苗木种植基质、花木专用基质。

3.2 方法

2019年5—11月在瓶窑嘉泰水湿生植物农业园中进行。设水松、美人蕉、水稻3种植物试验组，每组设3个处理：不施肥(CK)；施苗木种植基质(T1)；施花木专用基质(T2)。小区面积10.5 m2，随机区组排列，重复3次。各处理小区施用对应的基质100 kg作基肥。对种植植物进行常规管理，2019年11月初测定株高、开花数，水稻实收计产。

试验数据计算、作图采用Excel软件，采用DPS 7.5数据处理系统进行差异显著性分析。

3.3 结果与分析

3.3.1 对水松株高的影响

图1可以看出，施用基质后能促进水松生长，施用苗木种植基质与花木专用基质处理之间差异不显著，与不施肥相比较，施用苗木种植基质处理的水松株高提高16.1%，花木专用基质处理水松株高提高18.1%。

图1 不同基质处理对水松株高的影响

3.3.2 对美人蕉株高和开花数的影响

图2所示，施用花木专用基质的效果最好，显著促进美人蕉的生长，与不施肥相比较，株高提高25.6%。苗木种植基质提升效果次于花木专用基质，与不施肥相比较，株高提高了14.1%。施用2种基质均能提高美人蕉的株高，但从整体性来说，使用苗木种植基质组的美人蕉长势更为均匀，高度范围相差最小。可能是因为花木专用基质肥力越高，植株间的竞争越强，长势越好的植株越容易吸收土壤中的养分，使其生长更为旺盛，从而拉开植株间的差距。

图2 不同基质处理对美人蕉株高的影响

图3可以看出，施用基质可以促进美人蕉开花，美人蕉最终开花数不施肥组<苗木种植基质组<花木专用基质组。与不施肥相比较，施用花木专用基质的美人蕉开花数提高41.8%，施用苗木种植基质的开花数提高20.0%。因此，适当施用花木专用基质，能使美人蕉充分展示作为园林植物的花卉观赏价值(图4)。

图3 不同基质对美人蕉开花数的影响

图4 不同基质对美人蕉花朵质量的影响

3.3.3 对水稻株高和产量的影响

图5所示，施用基质后能提高水稻的株高，与对照相比较，施用苗木种植基质和花木专用基质的水稻株高分别高77.6%和63.1%，但两者之间无显著差异。

图5 不同基质对水稻株高的影响

图6可看出，水稻产量不施肥组<苗木种植基质组<花木专用基质组，与不施肥相比较，施用苗木种植基质的水稻产量提高108.3%，施用花木专用基质的水稻产量提高141.7%。花木专用基质促进水稻增产的效果最佳，这可能是因为花木基质的养分含量较高，施用后提高了土壤的速效养分，促进了水稻的吸收利用，从而提高了水稻的产量。

图6 不同基质对水稻小区产量的影响

4 小结与展望

本次试验在考虑基质成本的同时，证实了苗木种植基质与花木专用基质具有较好的肥力效果，能有效提高植物营养物质的含量，促进水松的生长。花木专用基质还能明显提高美人蕉的开花数、促进水稻增产。

本研究利用瓶窑嘉泰水湿生植物农业园的场地优势，打捞水葫芦制成有机肥再加入复合肥配制不同基质，将试验研究与生产应用密切结合，通过项目的研究实施，尽最大努力解决现今河道中水葫芦泛滥成灾的问题，使水葫芦残体实现资源化利用，为解决本地有机肥生产量少而需求量增大的矛盾出一份力，也为规模化农业生产水葫芦残体的综合利用和工厂化应用提供相应的技术支撑。