1、园林绿化废弃物堆肥用作青菜育苗基质的效果研究王浩1，陈玉梅1，周婷1，周根娣2，王繁1,2收稿日期：2014年9月基金项目：杭州市社会发展科研专项（20120433B16）*通讯作者：王繁，男，副研究员，硕士生导师，主要从事城乡有机废弃物资源化利用等研究E-mail：，1.杭州师范大学 生命与环境科学学院，浙江 杭州 3100362.杭州师范大学 生态系统保护与恢复杭州市重点实验室，浙江 杭州310036摘 要：园林绿化废弃物是城市有机固体垃圾的重要组成，堆肥处理是其资源化利用的主要途径之一。以园林绿化废弃物为主，添加适当比例茶叶渣和猪粪进行混合好氧堆肥，利用堆肥制备育苗基质，比较堆肥、园土和草炭三种基质的青菜种子育苗效果。试验结果显示：在调节供氧情况下，堆体能够迅速升温，并且维持5天以上高温期，28天后堆肥达到腐熟要求；利用腐熟堆肥制备育苗基质，其基本理化性质符合蔬菜育苗基质行业标准；堆肥基质的青菜种子出苗率和菜苗长势等指标均显著优于园土，接近草炭的育苗效果。关键词：园林绿化废弃物；堆肥；基质；育苗；青菜Effect of Green Waste Compost used as Su
2、bstrate for Growing Vegetable Seedlings WANG Hao1, YUAN Yiquan1, WANG Yaqi1, ZHOU Gendi2, WANG Fan1,2*1. College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310036, China2. Key Laboratory of Hangzhou City for Ecosystem Protection and Restoration, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310036, ChinaAbstract: Green waste is one of the most important parts of organic solid waste in city. And compost treatment is the dominant method for its resource utilization. In this st
3、udy, the mixed compost was performed to prepare seeding substrate, using the green wastes as main materials. And the vegetable seeding effects of three substrates of compost, garden soil, and the turf. The results showed that the green waste composted with appropriate proportion of tea-leaves and manure could heat up fast and keep high temperature for over 5 days, when their initial C:N ratio and moisture contents were adjusted well. And the physicochemical properties of the product in this pres
4、ent study are according with the standard of vegetable seeding substrate. The emergence rate by plug seeding and the vegetable growth using green waste compost product were all prior to those using garden soil, however, approach to the seeding results by turf. Key words: Green waste; Compost; Substrate; Grow seedlings; Vegetable 随着城市建设的快速发展，城市园林绿化将产生大量的废弃物，包括枯枝落叶、树枝和草坪修剪物及其他绿化废弃物等。传统上园林绿化废弃物主要通过焚烧和填埋处理，这种处理方式不仅污染环境，而且也造成潜在资源的浪费1。随着可持续发展意识的逐步提高，城市园林绿化废弃物的资源化利用已经是大势所趋2。美国等国家在园林绿化废弃物的收集和利用方面已经积累了较多
5、的经验，美国环境保护署1994年专门颁布了园林废弃物堆肥的EPA530-R-94-003法则，对园林绿化废物的收集、分类、发酵和后加工的工艺程序，相关激励政策、产品质量标准和应用技术都有严格规定3。因此，堆肥化处理以其成本低、除臭和杀灭菌效果好，能有效改变废弃物的理化性状等优点而备受关注，已经成为当前园林绿化废弃物无害化和资源化的重要途径之一2,4。我国在城市园林绿化废弃物资源化利用研究方面起步较晚。目前，国内对园林绿化废弃物堆肥的研究已有一些报道，包括堆肥的理化性质和控制参数等，主要应用于苗木5、草坪6、花卉7和果树8的栽培以及土壤改良9等方面，在蔬菜育苗上的应用较少10。通常草炭是优良的蔬菜育苗基质材料，但是其为不可再生资源，大量开采草炭资源也破坏了环境11。因此，不论从循环经济的角度，还是从环境保护的角度考虑，开发价格低廉、营养丰富的蔬菜育苗基质来替代草炭十分必要。基于国内外对园林废弃物堆肥及应用的研究现状，本研究以园林绿化废弃物为主要原料，添加茶叶渣和猪粪进行混合堆肥处理，腐熟后制备成育苗基质，与园土、草炭一起进行青菜种子穴盘育苗试验，比较三种基质的育苗效果，探讨利用园林绿化废
6、弃物堆肥制备育苗基质替代园土和草炭的可行性，为园林绿化废弃物资源化利用探索新的途径。1 材料和方法1.1园林绿化废弃物堆肥试验1.1.1 堆肥材料试验采用的园林绿化废弃物为城市道路绿化修剪下来的植物枝叶，其主要成分是树叶和直径不超过3cm的细枝条，利用园林树枝粉碎机将采集的植物枝叶打碎成颗粒小于5mm的混合物。茶叶渣为茶饮料企业产生的有机废弃物，猪粪为杭州萧山某养猪场的新鲜湿猪粪。茶叶渣和猪粪不需额外处理。表1 主要堆肥原料的基本理化性质Tab. 1 Basic physical and chemical properties of compost material堆肥材料含水率（%）含碳量（%）含氮量（%）C/NpHEC(s/cm)容重（g/cm3）园林绿化废弃物42.1948.950.9352.626.456800.12湿猪粪77.1744.721.4131.946.664400.34茶叶渣58.5247.313.5413.476.883400.19 采用自制小型堆肥反应器控制堆肥试验12。反应器为立式圆筒形，采用厚度10 mm的有机玻璃制成，圆筒直径40 cm，高85 cm，容积
7、约100 L。反应器从顶部进料，顶部盖子中心有一个透气孔。反应器底部有通气管和渗滤液排出孔，与通气管依次相连的是气体流量计、气泵和定时器，能够为反应器定时定量通风供氧。距反应器底部5 cm处有一透气隔板，将堆料与通气管隔开。反应器的筒壁上有3个测温孔，方便测量堆肥内部温度。反应器外包裹着保温隔层。图1 自制堆肥反应器Fig. 1 Self-made compost reactor1.1.2 堆肥方法将园林废弃物、茶叶渣和湿猪粪按照重量比2:1:1的比例放入搅拌器搅拌均匀，调节堆肥材料初始碳氮比（C/N）约为30，含水率60%左右，在反应器内进行好氧堆肥。堆肥过程每天定时测温，并且根据温度变化，采用变流量循环通风方式。堆肥初始通风流速为240L/H，升温后第4天调至280L/H，第7天调至260L/H，第14天以后调回至240L/H，可以保障堆体温度不超过60。在第1、4、7、14、21、28天进行翻堆并且采样。堆肥全程设计35天，其中反应器内堆肥周期为28天，反应器外再静置腐熟7天。根据堆肥样品的pH、电导率（EC）和C/N判断堆肥的腐熟程度13。1.2 青菜种子穴盘育苗试验设计1.2
8、.1 育苗材料育苗材料包括园林绿化废弃物堆肥、园土和草炭土。其中，园土来自郊区菜地土壤，经风干磨碎后过2 mm筛孔。草炭为市售普通草炭。育苗基质由园土、堆肥和草炭三种材料分别制成的纯基质。青菜种子采用日本进口青菜种子。表2 育苗基质配方设计Tab. 2 Compound design of seedlings growing substrates处理名称基质材料配比处理1园土100%处理2堆肥100%处理3草炭100%1.2.2 育苗方法采用育苗盘进行青菜种子育苗试验14。每个处理50个穴孔，每个穴孔放入2粒青菜种子。育苗时先将基质填满育苗盘穴孔的3/4，浇透水放入种子后，再覆上一层基质，轻洒水使基质和种子湿透，然后将育苗盘放于保温保湿并且透光的育苗箱内，每天定时观察出苗情况。育苗周期为15天。1.3 样品测试与数据分析 采样测试堆肥材料和堆肥过程样品的基本理化性质，包括pH、EC、容重、含水率、含氮量和含碳量等。育苗开始前，测试育苗基质的理化性质，包括pH、EC、有机质、容重、孔隙度等。育苗结束后，从每个处理中选择长势一致的青菜苗，分别测量叶宽、叶柄长、株高、株鲜重等指标，计算青菜种
9、子出苗率和菜苗活力指数15。基质样品测试参照土壤农化分析方法16。2 结果与分析2.1园林绿化废弃物混合堆肥效果2.1.1 堆肥过程温度变化情况对于好氧堆肥而言，堆体必需有足够长时间的高温期，才能够将堆料中有害病原菌杀死，这是保证堆肥质量的重要基础17。本次堆肥过程每天定时监测反应器内部的堆肥温度，并与室温对照。从图2中看出，堆肥物料在反应器内升温迅速，第三天温度就迅速升到55以上，并且能够维持一段时间。随后堆体温度逐渐下降，进入缓慢的腐熟阶段。国家卫生标准要求堆肥维持在50至55的高温期为5天，或者维持55以上高温期至少3天18。从图2中可以看出，本次堆肥内部维持了50以上高温期5天，满足堆肥国家卫生标准要求。图2 堆肥过程温度变化情况Fig. 2 Temperature changes in composting process2.1.2 堆肥过程pH变化情况堆肥过程定期翻堆并且采样测量堆肥的pH、电导率、碳氮比等基本理化性质，以此评价堆肥腐熟程度。已有研究表明，腐熟的堆肥一般呈弱碱性，pH值可以作为堆肥腐熟的一个必要条件19。从图3可以看出，本次堆肥过程pH先降后升，堆料开始时的pH接近中性，堆肥结束后pH为偏碱性。同类研究表明，堆肥初期可利用的能量物质较多，微生物繁殖快，其活动产生的有机酸使pH值下降；随着堆肥温度升高，乙酸等有机酸挥发，同时含氮有机物所产生的氨也使堆肥的pH逐渐回升，最后稳定在较高的水平20。图3 堆肥过程pH变化情况Fig. 3 PH changes in composting process2.1.3 堆肥过程EC变化情况EC是堆肥腐熟的另一个必要条件21。当堆肥
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