園林廢棄物堆肥替代泥炭用于天竺葵和金盞菊栽培

魏　樂，李素艷，李　燕，龔小強(qiáng)，孫向陽

（北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京100083）

WEI Le，LI Suyan，LI Yan，GONG Xiaoqiang，SUN Xiangyang

（College of Forestry，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China）

園林廢棄物堆肥替代泥炭用于天竺葵和金盞菊栽培

魏樂，李素艷，李燕，龔小強(qiáng)，孫向陽

（北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京100083）

為探索園林廢棄物堆肥替代泥炭用于天竺葵Pelargonium zonale和金盞菊Calendula officinalis栽培基質(zhì)的可能性，將改良后的園林廢棄物堆肥分別以0%，25%，50%，75%和100%的比例替代泥炭進(jìn)行試驗(yàn)。將天竺葵和金盞菊的種子分別播種在不同基質(zhì)中進(jìn)行育苗研究，當(dāng)幼苗生長35 d后進(jìn)行測定。將幼苗分別移栽到不同基質(zhì)中，栽培6個(gè)月后進(jìn)行測定。結(jié)果表明：隨園林廢棄物比例的增加，基質(zhì)的容重增加，總孔隙度度、通氣孔隙度和持水孔隙度呈下降趨勢。園林廢棄物比例的增加提高了基質(zhì)pH值、電導(dǎo)率值、大量元素和微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。育苗試驗(yàn)顯示：天竺葵幼苗在園林廢棄物處理中的生長量顯著（P＜0.05）低于對照組，即使在25%的低比例下也會(huì)對幼苗產(chǎn)生不良影響。金盞菊幼苗在添加25%和50%的園林廢棄物處理中的生長量與對照組一致。盆栽試驗(yàn)顯示：添加園林廢棄物顯著（P＜0.05）增加了天竺葵和金盞菊的地上部分干質(zhì)量、株高、莖直徑和葉面積以及金盞菊的根干質(zhì)量和花蕾數(shù)。園林廢棄物堆肥可以部分代替泥炭作為金盞菊育苗基質(zhì)及天竺葵和金盞菊的栽培基質(zhì)。表5參15關(guān)鍵詞：園藝學(xué)；園林廢棄物堆肥；泥炭；天竺葵；金盞菊

WEI Le，LI Suyan，LI Yan，GONG Xiaoqiang，SUN Xiangyang

（College of Forestry，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China）

近年來，隨著城市綠化在中國各大城市中的快速發(fā)展，園林綠化廢棄物如枯枝落葉（植物凋落物）、樹枝修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等的產(chǎn)生量也越來越大［1］。傳統(tǒng)的處理方式主要是填埋或焚燒，這樣做不僅造成了環(huán)境的污染也帶來資源的浪費(fèi)［2］。中國作為設(shè)施園藝大國，固體基質(zhì)特別是泥炭需求量巨大，然而泥炭屬不可再生資源，大量開采會(huì)造成資源破壞、濕地減少等生態(tài)環(huán)境問題，因此急需尋找一種有效的替代品［3］。園林綠化廢棄物經(jīng)堆肥處理后能夠代替泥炭作為花卉栽培基質(zhì)。如張璐等［4］研究園林廢棄物堆肥作為青蘋果竹芋Calathca rotundifola‘Fasciata’替代基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)可替代50%泥炭；李燕等［5］研究園林廢棄物堆肥替代泥炭用于鳥巢蕨Anthurium anaraeanum和紅掌Asplenium nidus栽培，發(fā)現(xiàn)可分別替代60%～80%和60%的泥炭；張強(qiáng)等［6］研究園林廢棄物堆肥用于馬齒莧Portulaca oleracea，矮牽牛Petunia hybrida和彩葉草Coleus blumei的栽培基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)可替代50%泥炭。龔小強(qiáng)等［7］研究發(fā)現(xiàn)園林廢棄物蚯蚓堆肥可部分替代泥炭用作甘藍(lán)Brassica oleracea，萵苣Lactuca sativa，西葫蘆Cucurbita pepo var.ovifera育苗代用基質(zhì)。天竺葵Pelargonium zonale和金盞菊Calendula officinalis是北京市綠地常見花卉，花色鮮艷，花期長，市場需求量大，栽培廣泛。傳統(tǒng)栽培方式主要選擇泥炭作為栽培基質(zhì)，這種栽培方式會(huì)消耗大量泥炭資源。本研究將園林廢棄物堆肥產(chǎn)品添加到泥炭中作為天竺葵和金盞菊的栽培基質(zhì)，從而探索園林廢棄物堆肥產(chǎn)品代替泥炭用作2種花卉栽培基質(zhì)的可能性。

1　材料與方法

1.1供試材料

供試堆肥材料來源于北京市朝陽區(qū)園林綠化廢棄物消納中心 ，主要是2013年北京市春季園林綠化養(yǎng)護(hù)所產(chǎn)生的樹枝修剪物、植物凋落物和草坪修剪物。將綠化廢棄物原材料粉碎至粒徑1～2 cm，再將粉碎后的材料裝入長寬高分別為48.0 m×4.0 m×2.5 m的堆肥槽。堆肥初始調(diào)節(jié)碳氮比（C/N）至25，含水率約60%，再加入購于中國普通微生物菌種保藏管理中心的黃孢原毛平革菌Phanerochaete chrysosporium。應(yīng)用前，接種于液體馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）綜合培養(yǎng)基（未加瓊脂），在28℃，170 r·min-1轉(zhuǎn)速的振蕩培養(yǎng)箱里擴(kuò)展培養(yǎng)7 d，之后按20 mL·kg-1接種于堆體。堆肥時(shí)間為50 d，隔7 d翻堆1次，整個(gè)堆肥過程含水量控制在60%～70%。

供試泥炭為丹麥進(jìn)口的品氏泥炭，購于北林科技股份有限公司。

1.2試驗(yàn)方案

試驗(yàn)于2013年9月至2014年4月在北京市北林科技股份有限公司苗圃內(nèi)進(jìn)行。供試植物為天竺葵和金盞菊。共設(shè)5種基質(zhì)處理：100%泥炭（對照組），75%泥炭+25%綠化廢棄物（25GWC），50%泥炭+ 50%綠化廢棄物（50GWC），25%泥炭+75%綠化廢棄物（75GWC），100%綠化廢棄物（100GWC）。

育苗試驗(yàn)將5種基質(zhì)分別裝入72穴的塑料播種盤中，再將天竺葵和金盞菊的種子播于穴中（1?！?穴-1）。完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)4次。播種后將播種盤置于溫室中，其溫度為18～28℃，相對濕度為70%～80%，并置于自然光照下。隔2 d澆水1次，整個(gè)過程不施肥。試驗(yàn)周期為35 d。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)測定以下指標(biāo)：苗高（從基質(zhì)表面到植物頂端）、幼苗葉片數(shù)（不包括子葉）、莖直徑（從子葉節(jié)點(diǎn)測量）。再將幼苗從盤中取出，用蒸餾水洗掉殘留基質(zhì)，將幼苗用剪刀分成根與地上部分，放入烘箱75℃烘至恒量測定地上部分干質(zhì)量與根干質(zhì)量。此外，單獨(dú)設(shè)置2個(gè)泥炭處理為之后的盆栽試驗(yàn)做準(zhǔn)備。

盆栽試驗(yàn)：從泥炭處理中選擇長勢一致的天竺葵和金盞菊幼苗移栽到14 cm×10 cm的塑料花盆中，加入各種基質(zhì)，重復(fù)20盆·處理-1。各處理栽培管理措施均勻一致，并用含氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為20%的花多多1號稀釋1 000倍后1周施肥1次。試驗(yàn)周期6個(gè)月，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)從各個(gè)處理隨機(jī)選取9株植物進(jìn)行測定。采用與上述相同的方法測定植物的地上部分干質(zhì)量、根干質(zhì)量、株高、莖直徑。此外，對每株天竺葵測定葉面積和花數(shù)，對每株金盞菊測定花徑、葉面積、花蕾數(shù)和花數(shù)。

1.3測定項(xiàng)目及方法

基質(zhì)容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度的測定參照龔小強(qiáng)［8］的方法。基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)參照鮑士旦［9］的方法測定。

1.4數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 18.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2　結(jié)果與討論

2.1不同基質(zhì)的物理性質(zhì)

由表1可見：100GWC處理的容重是對照組容重的2倍以上，隨綠化廢棄物比例的增加混合基質(zhì)的容重顯著增加（P＜0.05）。所有基質(zhì)的容重都在ABAD等［10］提出的理想基質(zhì)范圍內(nèi)（＜0.4 g·cm-3）?？偪紫抖榷?、通氣孔隙度和持水孔隙度在對照組中最高，并隨綠化廢棄物的增加而降低。對照組和25GWC處理的總孔隙度處于理想范圍內(nèi)（＞85%），其余處理的總孔隙度則低于理想范圍［9］。BOOTAT等［11］提出理想基質(zhì)的通氣孔隙度范圍應(yīng)當(dāng)為20%～30%，所有處理的通氣孔隙度符合這一標(biāo)準(zhǔn)。50GWC，75GWC 和100GWC處理的持水孔隙度顯著低于對照組和25GWC處理（P＜0.05），因此需要定期補(bǔ)水［12］。

表1　不同基質(zhì)的物理性質(zhì)Table 1　Physical properties of the different growing substrates

2.2不同基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

不同處理基質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)見表2。與對照組相比，添加綠化廢棄物的處理導(dǎo)致pH值和電導(dǎo)率值上升。同時(shí)，綠化廢棄物比例的增加導(dǎo)致基質(zhì)有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。所有基質(zhì)的pH值范圍在6.21～8.05，對照組最低，為6.21，100GWC處理最高，為8.05。除對照組，其余處理pH值都高于理想基質(zhì)范圍［10］。所有堆肥處理基質(zhì)的電導(dǎo)率值都高于理想基質(zhì)范圍（≤0.5 dS·m-1），有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于理想基質(zhì)所推薦的最低水平［10］。

表2　不同基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)Table 2　Chemical properties of the different growing substrates

由表2可以看出：除鎂元素外，其余大量元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都隨綠化廢棄物的增加而顯著升高（P＜0.05）。除了25GWC處理外，所有其他添加綠化廢棄物的處理的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于對照組（P＜0.05）。磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50GWC和75GWC處理中顯著高于對照組，但在25GWC和100GWC處理中差異不顯著（P＞0.05）。鉀、鈣和鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在所有堆肥處理中都顯著高于對照組（P＜0.05）。

微量元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨基質(zhì)中綠化廢棄物比例的增大而升高。與對照組相比，鐵、鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在所有堆肥基質(zhì)中顯著升高（P＜0.05）。銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)只在100GWC處理中顯著升高（P＜0.05），其他處理與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）。

2.3育苗試驗(yàn)

不同基質(zhì)處理對于2種植物種子發(fā)芽率和幼苗生長的影響見表3。75GWC和100GWC處理的天竺葵種子的發(fā)芽率顯著低于對照組（P＜0.05），而25GWC和50GWC處理與對照組差異不顯著。栽培基質(zhì)中高比例園林廢棄物對天竺葵種子發(fā)芽率產(chǎn)生了不良影響，可能是由于園林廢棄物導(dǎo)致了基質(zhì)中電導(dǎo)率值升高所引起。高比例廢棄物的添加導(dǎo)致發(fā)芽率下降的情況其他研究者也曾報(bào)道過［13］。金盞菊發(fā)芽率在5種基質(zhì)中差異不顯著（P＞0.05），表明基質(zhì)中園林廢棄物的比例對金盞菊的發(fā)芽率無不良影響。

天竺葵育苗試驗(yàn)中，所有添加園林廢棄物處理的生長指標(biāo)與對照組相比顯著降低，并隨園林廢棄物比例的增加而降低，甚至在25%的低比例替代下也會(huì)對幼苗生長產(chǎn)生不良影響。

金盞菊育苗試驗(yàn)中，與對照組相比，75GWC和100GWC處理的地上部分干質(zhì)量、根干質(zhì)量及苗高指標(biāo)顯著降低，但在25GWC和50GWC處理中差異不顯著（P＞0.05）。與對照組相比，莖直徑在25%～100%處理中均差異不顯著。75GWC和100GWC處理的每株葉片數(shù)與對照組相比顯著減少，但在25GWC和50GWC處理中差異不顯著。以上分析表明：金盞菊的生長只在高比例（50%以上）添加園林廢棄物時(shí)受到不良影響，在添加25%～50%園林廢棄物時(shí)，金盞菊的生長指標(biāo)與對照組差異不顯著。2種植物生長指標(biāo)的下降可能由于基質(zhì)中pH值和電導(dǎo)率值的升高以及總孔隙度及持水孔隙度的下降。天竺葵在所有園林廢棄物處理中的生長指標(biāo)都顯著低于對照組，而金盞菊的生長指標(biāo)只在高比例園林廢棄物添加下才顯著降低，這種植物表現(xiàn)可能是由于金盞菊幼苗比天竺葵幼苗更耐鹽［14］。其他研究者的研究結(jié)果也顯示：不同植物的幼苗在同種堆肥基質(zhì)中的生長狀況不同［15-16］。

表3　不同處理對2種植物發(fā)芽率和生長的影響Table 3　Effect of different growing substrates on seed germination and the growth of geranium and calendula

2.4盆栽試驗(yàn)

在6個(gè)月的栽培后，植物生長量見表4和表5。

天竺葵盆栽試驗(yàn)中，添加園林廢棄物處理的地上部分干質(zhì)量、株高、莖直徑、葉面積與對照組相比顯著增加。100GWC處理的根干質(zhì)量顯著高于對照組，但在其余處理中差異不顯著（P＞0.05）。添加25%～100%園林廢棄物處理的花數(shù)與對照組相比無顯著差異（P＞0.05）。

金盞菊盆栽試驗(yàn)中，與對照組相比，除花徑和花數(shù)外，添加園林廢棄物處理的其他生長指標(biāo)都顯著增加。50GWC處理的花徑顯著高于對照組，但其余處理與對照組相比差異不顯著。金盞菊的花數(shù)未受到園林廢棄物添加比例不同的影響。

以上數(shù)據(jù)表明：天竺葵和金盞菊的生長量在添加園林廢棄物的處理中效果較對照組效果好。這是由于生長基質(zhì)中堆肥的添加提供了充足的營養(yǎng)，且成熟的苗木通常比幼苗更耐鹽。另外，在添加堆肥的基質(zhì)中由高pH值和高電導(dǎo)率值所造成的植物性毒素在澆灌過程中可通過淋洗被稀釋。

表4　不同處理對天竺葵生長的影響Table 4　Effects of different growing substrates on the growth of geranium plants

表5　不同處理對金盞菊生長的影響Table 5　Effects of different substrates on the growth of calendula plants

3　結(jié)論

育苗試驗(yàn)表明：園林廢棄物對于天竺葵不是一個(gè)合適的育苗基質(zhì)，即使在生長基質(zhì)中替代25%的泥炭都會(huì)對天竺葵育苗產(chǎn)生不良影響。在金盞菊育苗試驗(yàn)中，基質(zhì)中添加25%和50%園林廢棄物的處理與對照組全泥炭的處理育苗效果相似，因此園林廢棄物可以部分替代泥炭用于金盞菊育苗基質(zhì)。

盆栽試驗(yàn)表明在天竺葵和金盞菊的所有添加堆肥的處理中，植株生長量與純泥炭處理相比效果相近或優(yōu)于泥炭。因此，園林廢棄物可以部分代替泥炭用于天竺葵和金盞菊的栽培基質(zhì)。

［1］田赟，王海燕，孫向陽，等.添加竹酢液和菌劑對園林廢棄物堆肥理化性質(zhì)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（8）：272-278. TIAN Yun，WANG Haiyan，SUN Xiangyang，et al.Effects of bamboo vinegar and bacterial reagent addition on physicchemical properties of green wastes compost［J］.Trans CSAE，2010，26（8）：272-278.

［2］龔小強(qiáng)，孫向陽，李燕，等.組配改良劑對園林廢棄物堆肥基質(zhì)理化性質(zhì)及鳥巢蕨生長影響［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（5）：126-132. GONG Xiaoqiang，SUN Xiangyang，LI Yan，et al.Effects of combined amendments on physicochemical properties of green waste compost substrates and growth of Asplenium nidus［J］.J Northwest For Univ，2015，30（5）：126-132.

［3］龔小強(qiáng)，孫向陽，田赟，等.復(fù)合型有機(jī)改良劑對園林廢棄物堆肥基質(zhì)改良研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，28（2）：196-201. GONG Xiaoqinag，SUN Xiangyang，TIAN Yun，et al.Application of organic composite ameliorants on the green wastes compost substrate［J］.J Northwest For Univ，2013，28（2）：196-201.

［4］張璐，孫向陽，田赟.園林廢棄物堆肥用于青蘋果竹芋栽培研究［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（5）：109-114. ZHANG Lu，SUN Xiangyang，TIAN Yun.Application of green waste compost for Calathca rotundifola‘Fasciata’cultivation［J］.J Beijing For Univ，2011，33（5）：109-114.

［5］李燕，孫向陽，龔小強(qiáng).園林廢棄物堆肥替代泥炭用于紅掌和鳥巢蕨栽培［J］.浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，32 （5）：736-742. LI Yan，SUN Xiangyang，GONG Xiaoqiang.Use of green waste compost as a peat surrogate in substrates for Anthurium andraeanum and Asplenium nidus cultivation［J］.J Zhejiang A&F Univ，2015，32（5）：736-742.

［6］張強(qiáng)，孫向陽，任忠秀，等.園林綠化廢棄物堆肥用作花卉栽培基質(zhì)的效果評價(jià)［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，31（9）：7-13. ZHANG Qiang，SUN Xiangyang，REN Zhongxiu，et al.Effect evaluation of garden waste compost used as floriculture substrate［J］.J Cent South Univ For Technol，2011，31（9）：7-13.

［7］龔小強(qiáng)，李素艷，李燕，等.綠化廢棄物好氧堆肥和蚯蚓堆肥作為蔬菜育苗基質(zhì)研究［J］.浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，33（2）：280-287. GONG Xiaoqiang，LI Suyan，LI Yan，et al.Compost and vermicompost from green wastes as substrates for vegetable seedlings cultivation［J］.J Zhejiang A&F Univ，201，33（2）：280-287.

［8］龔小強(qiáng).園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)品改良及用作花卉栽培代用基質(zhì)研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2013. GONG Xiaoqiang.Green Waste Compost Products Improvement and the Products as the Peat Substitutes for the Planting of Flowers［D］.Beijing：Beijing Forestry University，2013.

［9］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

［10］ABAD M，NOGUERA P，BURéS S.National inventory of organic wastes for use as growing substrate for ornamental potted plant production：cause study in Spain［J］.Bioresour Technol，2001，77（2）：197-200.

［11］de BOOTDT M，VERDONCK O.The physical properties of the substrates in horticulture［J］.Acta Hortic，1972，26：37-44.

［12］MOLDES A，CENDON Y，BARRAL M T.Evaluation of municipal solid waste compost as a plant growing media component，by applying mixture design［J］.Bioresour Technol，2007，98（16）：3069-3075.

［13］BUSTAMANTE M A，PAREDES C，MORAL R E，et al.Composts from distillery wastes as peat substitutes for transplant production［J］.Resour Conserv Recycl，2008，52（2）：792-799.

［14］COSTELLO L R，PERRY E J，MATHENY N P，et al.Abiotic Disorders of Landscape Plant：A Diagnostic Guide ［M］.Oakland：UCANR Publications，2003.

［15］BELAL E B，EI-MAHROUK M E.Solid-state fermentation of rice straw residues for its use as growing medium in ornamental nurseries［J］.Acta Astronaut，2010，67（9/10）：1081-1089.

［16］MEDINA E，PAREDE C，PéREZ-MURCIA M D，et al.Spent mushroom substrates as component of growing media for germination and growth of horticultural plants［J］.Bioresour Technol，2009，100（8）：4227-4232.

Growth of Pelargonium zonale and Calendula officinalis when utilizing green waste compost as a peat substitute

To examine the possibility of using green waste compost（GWC）as a growing substrate component for geranium（Pelargonium zonale）and calendula（Calendula officinalis），five growing substrates were prepared by mixing modified GWC and peat at the volume rates of 0%and 100%（control），25%and 75%，50% and 50%，75%and 25%，and 100%and 0%.In the first experiment，geranium and calendula seeds were sowed in each substrate and seedlings were quantified after 35 days of cultivation.The experiment was conducted as completely random block design with 4 replicates.In the second experiment，geranium and calendula seedlings were grown in each medium and were quantified after six months of cultivation.The experiment was also conducted as completely random block design but with 20 replicates.At the end of the experiment，9 plants in the same size were randomly selected from each treatment.Results showed that an increase of the GWC percentage in the growing substrate resulted in an increase（P＜0.05）in bulk density but an decreasing trend in total pore space，aeration porosity，and water-holding porosity.In addition，the increased ratio of GWC in the growing substrates induced an increase（P＜0.05）in pH and electrical conductivity values as well as the contents of macro-and micro-elements.In the first experiment，Geranium seedlings grown in the 100%peat compost-based substrate had lower quality than seedlings grown in the control medium（100%peat）；even a low proportion of 25%GWC caused damage to the seedlings.Calendula seedlings grown in substrates containing 25%-50%GWC displayed equal quality to the control medium（100%peat）.The second experiment showedthat the addition of GWC in the growing substrate（P＜0.05）greatly increased the shoot dry weight，plant height，stem diameter，and leaf surface of geranium and calendula，as well as the root weight and number of flowers per plant of calendula.Thus，a green waste compost could partly replace peat in substrates as a seedling growth material for calendula，and it could also be used for geranium and calendula cultivation.［Ch，5 tab.15 ref.］

horticulture；green waste compost；peat；Pelargonium zonale；Calendula officinalis

S725.71

A

2095-0756（2016）05-0849-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2016.05.017

2015-10-19；

2016-01-06

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201504205）

魏樂，從事固體廢棄物資源化再利用研究。E-mail：weile@bjfu.edu.cn。通信作者：李素艷，副教授，博士，從事固體廢棄物資源化再利用研究。E-mail：lisuyan@bjfu.edu.cn

浙 江 農(nóng) 林 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)，2016，33（5）：849-854

Journal of Zhejiang A＆F University