廢棄物有機肥對城市綠地土壤的改良效果

熊殷俊　俞高強　劉小麗　韓健

摘? 要：針對城市綠地土壤退化和園林廢棄物與廚余垃圾日漸增多等問題，文章選取園林有機肥和廚余有機肥，通過物理混合制備了新型土壤改良介質(zhì)，并研究了其對典型城市綠地土壤的改良效果。結(jié)果表明：新型土壤改良介質(zhì)加入城市綠地土壤后，能有效降低土壤的酸堿度，顯著提升有效磷、速效鉀含量，說明新型土壤改良介質(zhì)能有效改善兩者弊端，改良城市退化土壤有利于廢棄物的綜合利用，促進城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)。

關(guān)鍵詞：園林廢棄物;廚余垃圾;城市綠地土壤;改良

中圖分類號：S156 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）29-0042-04

Abstract： As regards the soil degradation of urban green space and the increasing number of garden waste and kitchen waste， a new type of soil improvement medium was prepared by physical mixing of garden organic fertilizer and kitchen waste organic fertilizer. The soil improvement effect of typical urban green space was studied. The results show that the addition of the new soil improvement medium to the urban green space soil can effectively reduce the pH of the soil and significantly increase the contents of available phosphorus and available potassium， indicating that the new soil improvement medium can effectively improve the disadvantages of both. The improvement of urban degraded soil is beneficial to the comprehensive utilization of waste and promote the construction of urban ecological environment.

Keywords： garden waste; kitchen waste; urban green soil; improvement

人類的社會活動，導(dǎo)致城市綠地土壤退化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。其透氣性越來越差和土壤肥力越來越低[1]，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了綠化植物的正常生長和發(fā)育。另一方面，由于經(jīng)濟的發(fā)展，人們對吃和住的要求越來越高，從而導(dǎo)致園林廢棄物和廚余垃圾的產(chǎn)量逐年增加。據(jù)了解，我國城市廚余垃圾年產(chǎn)量目前已達(dá)到6000萬t/a[2]，加上園林廢棄物的日益增多，廢棄物的處理問題日益加劇。

園林廢棄物和廚余垃圾的有效處理辦法之一是將其堆肥發(fā)酵成有機肥。但是廚余有機肥酸性較強，鹽分含量高[3]，較高的可溶性鹽濃度會形成反滲透壓，破壞根系吸收水分和養(yǎng)分的能力，影響植物正常的生長、發(fā)育。園林有機肥偏弱堿性，鹽分適宜，養(yǎng)分含量不高;研究顯示，土壤養(yǎng)分有效性在微酸的條件下最高[4]，能夠促進大多數(shù)植物的生長發(fā)育。因此，如果將園林有機肥和廚余有機肥按一定比例物理混合均勻，制備出新型的土壤改良介質(zhì)，能夠有效中和二者的優(yōu)缺點，將酸堿性和可溶性鹽濃度調(diào)整至合理的區(qū)間，將有助于土壤的改良和植物的生長發(fā)育。

本文以園林有機肥為主，輔以廚余有機肥為原料，通過物理混合制備了新型土壤改良介質(zhì)，并研究了新型土壤改良介質(zhì)對昆山市峨眉山路的綠地土壤的改良效果，為廢棄物有機肥的合理運用、城市綠地土壤肥力的提高、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提供相關(guān)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗采用的園林有機肥為昆山市園林綠化所產(chǎn)生的園林廢棄物，經(jīng)過粉碎堆肥發(fā)酵形成的園林有機肥，廚余有機肥為昆山市廚余處理廠通過收集廚余垃圾，經(jīng)過堆肥發(fā)酵、脫水造粒生產(chǎn)的廚余有機肥。城市綠地土壤取自昆山市峨眉山路，該土壤退化狀態(tài)嚴(yán)重。表1為主要理化性質(zhì)。

1.2 試驗處理

試驗為將有機肥加入綠地土壤的土培試驗，共設(shè)2個組，A1：質(zhì)量比m（城市綠地土壤）：m（園林有機肥）=5：1;A2：質(zhì)量比m（城市綠地土壤）：m（新型土壤改良介質(zhì)）=5：1，其中新型改良介質(zhì)質(zhì)量比m（園林有機肥）：m（廚余有機肥）=4：1，每組實驗重復(fù)3次。

1.3 分析方法

對各組進行取樣，空氣干燥，并在第7天，第15天和第30天進行分析，主要檢測pH，EC，有效鉀和有效磷。pH采用電位法，EC采用電導(dǎo)率法，速效鉀采用水飽和浸提-火焰光度計法，有效磷采用雙酸浸提-釩鉬酸銨比色法。數(shù)據(jù)分析通過Origin 8.5和SPSS 22.0軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 廢棄物有機肥對綠地土壤pH的影響

土壤的酸度和堿度是直接影響土壤性質(zhì)的重要指標(biāo)。以昆山為例，昆山綠地植物多以毛鵑、垂絲海棠、鳶尾為主，生長習(xí)性多以酸堿度為中性為主，而昆山綠地土壤的pH值較高，嚴(yán)重限制了綠化植物的生長。

由表2中可以看出，綠地土壤的pH值為8.3，這是堿性的，大大超過了6.5至7.5的pH范圍，毛鵑、鳶尾等中性植物很難在這樣的土壤環(huán)境中生長發(fā)育，因此長勢較差，而有機肥的加入可以使土壤的pH降低，這與他人關(guān)于園林有機肥可以減低土壤的pH的研究結(jié)果是一致的。A1在30d時pH降低4.8%，而A2在30d時pH降低9.6%。與A1相比，pH顯著下降，達(dá)到差異顯著水平（p<0.05），說明新型土壤改良介質(zhì)對降低土壤pH的效果非常顯著，原因可能有兩點：（1）廚余有機肥原料含有果酸、醋酸等酸性物質(zhì)，導(dǎo)致自身pH較低，與pH較高的園林有機肥物理混合后，它可以有效地中和綠地土壤中的堿性物質(zhì);（2）將廚余有機肥與園林有機肥混合后，新的改良介質(zhì)pH為7.1，而大多數(shù)微生物生長最適宜的pH為6～8[5]，在這酸堿性區(qū)間內(nèi)微生物的生物速率也最高，能加速將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為腐殖酸，從而降低土壤pH的效果更加顯著（圖1）。

2.2 廢棄物有機肥對綠地土壤EC的影響

土壤較高的EC值會形成反滲透壓，影響根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。城市綠地土壤EC值較高主要是由建筑垃圾、生活垃圾回填，汽車尾氣排放等造成的。

由表3、表4中數(shù)據(jù)可以看出，CK的EC值為0.32不是很高，但是添加的有機肥達(dá)到了0.63和2.3，都會增加土壤的EC，從而影響植物的生長。圖2中，雖然隨著有機肥的加入，EC會有短暫的升高，但是隨著時間的推移，EC值逐漸下降。這是由于有機肥中含有較多的可溶性鹽離子可與土壤迅速混合，短期內(nèi)整體EC會有上升的趨勢，但后期有機肥中豐富的腐殖酸能夠與綠地土壤中的離子發(fā)生螯合、絡(luò)合等作用，增加土壤陽離子交換量，提升土壤保肥能力，從而降低土壤EC。這與他人有機肥可以降低土壤EC的研究結(jié)果一致[6]。而且雖然廚余有機肥EC較高，但是其升高和降低的幅度也較大，第30d時，兩組結(jié)果0.367和0.351都與CK相差無幾，這說明少量高EC值的廚余有機肥的加入，不會對植物的生長起到較大的影響。

2.3 廢棄物有機肥對綠地土壤肥力的影響

有效磷和速效鉀是考察土壤肥力的關(guān)鍵元素，磷和鉀都是植物生長發(fā)育過程中必不可少的元素，故本節(jié)主要考察廢棄物有機肥對綠地土壤有效磷和速效鉀的影響。

由表5、表6可知，在加入園林有機肥和混合有機肥后，土壤的有效磷、速效鉀呈明顯上升的趨勢。第30d時，A1、A2有效磷分別比CK增加了26.3%和85.9%，A1、A2速效鉀分別比CK增加了22.9%和139.4%，這與他人關(guān)于園林有機肥可以提升土壤肥力的研究結(jié)果是一致的[7]，但是將園林有機肥和廚余有機肥進行物理混合后，制成一種新型土壤改良介質(zhì)，肥力的提升效果將會更加明顯。

表7顯示了廢棄物有機肥在同一時期對土壤肥力的影響，相對于CK，A1、A2在第7d、15d、30d土壤有效磷、速效鉀都有顯著提升（p<0.05），且相對于A1，A2在第7d、15d、30d，土壤有效磷、速效鉀的提升效果顯著，這可能是因為：（1）園林有機肥含有0.37%的磷和0.77%的鉀，廚余有機肥含有2.98%的磷和0.895%的鉀。廚余有機肥含磷量和含鉀量都比園林有機肥含磷量和含鉀量高，這可能會導(dǎo)致廚余有機肥內(nèi)有效磷和速效鉀含量比園林有機肥的含量高。（2）適宜的酸堿性適合微生物快速生長，從而提高腐殖酸的含量。腐殖酸對土壤有較好的改良作用，從而提升土壤有效磷、速效鉀的效果更加顯著，這也與降低土壤pH的效果相符合（圖3、圖4）。

3 結(jié)束語

園林有機肥能夠有效的降低城市土壤pH，增加城市土壤有效磷和速效鉀的含量，雖然會短暫提升EC，但是30d時會降低至與空白相同，且本身具有較高的有機質(zhì)和腐殖酸，能夠有效的改善城市土壤的理化性質(zhì)，改善土壤質(zhì)量。

園林有機肥與廚余有機肥進行物理混合后的新型土壤改良介質(zhì)，相對于只使用園林有機肥，改良效果更加顯著，原因可能有兩點：（1）廚余有機肥本身pH值較低，全磷和全鉀含量較高;（2）將廚余有機肥與園林有機肥物理混合后，新的改良介質(zhì)pH更加適宜微生物的生長，能加快將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為腐殖酸，從而改良土壤效果更加顯著。

園林有機肥和廚余有機肥都是我國城市化推進所產(chǎn)生的廢棄物，經(jīng)堆肥產(chǎn)生的有機肥，都因為各自的弊端，從而存在無處消納的問題。若是將兩者有效的結(jié)合[8]，取長補短，形成新型的有機改良介質(zhì)，對土壤的肥力提升、性質(zhì)改良有著重要作用，將會促進環(huán)保、園林、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在城市生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

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