水葫蘆殘體資源化利用研究與應(yīng)用

陳日泉，蔣迎，游兆彤

(1.浙江省杭州美意生態(tài)科技有限公司，浙江 杭州 311115； 2.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058；3.浙江農(nóng)藝師學(xué)院，浙江 杭州 310021； 4.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 科技推廣與產(chǎn)業(yè)處，浙江 杭州 310021)

水葫蘆，學(xué)名鳳眼藍(lán)，別稱水浮蓮、鳳眼蓮、布袋蓮，為雨久花科、鳳眼藍(lán)屬多年生草本植物。原產(chǎn)地巴西，在當(dāng)?shù)厥苌锾鞌车目刂?，水葫蘆只零星分布于水體中作為觀賞植物。于20世紀(jì)初引入我國，在環(huán)境濕潤、氣溫25～35 ℃下，無性繁殖速度極快。由于缺少天敵的有效抑制，現(xiàn)已廣泛分布于云南、江蘇、浙江、福建、四川、湖南、湖北、河南等省，并擴(kuò)散到一些溫帶地區(qū)，如錦州等，產(chǎn)生了不可忽視的生物入侵危害，是改善水環(huán)境的主要阻力之一。

1 水葫蘆殘體資源化利用方法

水葫蘆繁殖能力極強(qiáng)，一旦成片發(fā)展便能在短時間內(nèi)泛濫成災(zāi)。處理好數(shù)量龐大的水葫蘆，將廢棄的水葫蘆變?yōu)榭稍偕玫馁Y源，不少學(xué)者已進(jìn)行大量的探究與總結(jié)：第一種方法是加工成燃料，分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料[1]；第二種方法是加工成飼料，水葫蘆粗蛋白含量高，可作為雞、鴨、豬、牛、羊等動物的非常規(guī)飼料使用[2-3]；第三種方法是加工成肥料，水葫蘆中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量較高，分別可達(dá)3.30%、1.28%和3.36%，可以用來制作優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥等[4]。水葫蘆除了被加工成燃料、飼料、肥料外，由于其能大量吸附、去除水體中的氮、磷等元素，故常被用來凈化水體中的富營養(yǎng)化污染[5]。水葫蘆還被用于造紙、食用、藥用和觀賞等[6-7]。

2 水葫蘆殘體加工生產(chǎn)基質(zhì)途徑

2.1 制成水葫蘆有機(jī)質(zhì)

2.1.1 生產(chǎn)方法

綜合考慮肥料原料成本(表1)及NY 525—2012《有機(jī)肥料》有關(guān)指標(biāo)(表2)，最終選用炭灰∶雞糞∶粉碎的新鮮水葫蘆4∶1∶12(m∶m)的配方研制水葫蘆有機(jī)質(zhì)。

表1 制作水葫蘆有機(jī)質(zhì)的原料成本

2.1.2 成分分析

表2所示，配制成的水葫蘆有機(jī)質(zhì)中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn)，N+P2O5+K2O含量比標(biāo)準(zhǔn)低1.3百分點。N+P2O5+K2O含量雖達(dá)不到有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)，但水葫蘆有機(jī)質(zhì)還能改良土壤的優(yōu)質(zhì)生態(tài)有機(jī)基質(zhì)。

2.2 制成苗木種植基質(zhì)

2.2.1 生產(chǎn)方法

綜合考慮表1～2，最終選用炭灰∶雞糞∶粉碎的新鮮水葫蘆∶復(fù)合肥200∶50∶600∶1(m∶m)的配方研制苗木種植基質(zhì)。

2.2.2 成分分析

表2所示，配制成的苗木種植基質(zhì)中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn)，N+P2O5+K2O含量比標(biāo)準(zhǔn)低1.0百分點，是能改善苗木生長的較好基質(zhì)。

表2 水葫蘆有機(jī)質(zhì)的成分含量及與NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn)的比較

2.3 制成花木專用基質(zhì)

2.3.1 生產(chǎn)方法

綜合考慮表1～2，最后選用炭灰∶雞糞∶粉碎的新鮮水葫蘆∶復(fù)合肥100∶25∶300∶1(m∶m)配方研制花木專用基質(zhì)。

2.3.2 成分分析

表2所示，配成的花木專用基質(zhì)中Cd、Pb、Cr、As、Hg含量符合有機(jī)肥的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，N+P2O5+K2O含量比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的少0.3百分點，但高于苗木種植基質(zhì)，能較好地促進(jìn)花木生長。

3 應(yīng)用效果

3.1 材料

水松、美人蕉、水稻及苗木種植基質(zhì)、花木專用基質(zhì)。

3.2 方法

2019年5—11月在瓶窯嘉泰水濕生植物農(nóng)業(yè)園中進(jìn)行。設(shè)水松、美人蕉、水稻3種植物試驗組，每組設(shè)3個處理：不施肥(CK)；施苗木種植基質(zhì)(T1)；施花木專用基質(zhì)(T2)。小區(qū)面積10.5 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。各處理小區(qū)施用對應(yīng)的基質(zhì)100 kg作基肥。對種植植物進(jìn)行常規(guī)管理，2019年11月初測定株高、開花數(shù)，水稻實收計產(chǎn)。

試驗數(shù)據(jù)計算、作圖采用Excel軟件，采用DPS 7.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行差異顯著性分析。

3.3 結(jié)果與分析

3.3.1 對水松株高的影響

圖1可以看出，施用基質(zhì)后能促進(jìn)水松生長，施用苗木種植基質(zhì)與花木專用基質(zhì)處理之間差異不顯著，與不施肥相比較，施用苗木種植基質(zhì)處理的水松株高提高16.1%，花木專用基質(zhì)處理水松株高提高18.1%。

圖1 不同基質(zhì)處理對水松株高的影響

3.3.2 對美人蕉株高和開花數(shù)的影響

圖2所示，施用花木專用基質(zhì)的效果最好，顯著促進(jìn)美人蕉的生長，與不施肥相比較，株高提高25.6%。苗木種植基質(zhì)提升效果次于花木專用基質(zhì)，與不施肥相比較，株高提高了14.1%。施用2種基質(zhì)均能提高美人蕉的株高，但從整體性來說，使用苗木種植基質(zhì)組的美人蕉長勢更為均勻，高度范圍相差最小。可能是因為花木專用基質(zhì)肥力越高，植株間的競爭越強(qiáng)，長勢越好的植株越容易吸收土壤中的養(yǎng)分，使其生長更為旺盛，從而拉開植株間的差距。

圖2 不同基質(zhì)處理對美人蕉株高的影響

圖3可以看出，施用基質(zhì)可以促進(jìn)美人蕉開花，美人蕉最終開花數(shù)不施肥組<苗木種植基質(zhì)組<花木專用基質(zhì)組。與不施肥相比較，施用花木專用基質(zhì)的美人蕉開花數(shù)提高41.8%，施用苗木種植基質(zhì)的開花數(shù)提高20.0%。因此，適當(dāng)施用花木專用基質(zhì)，能使美人蕉充分展示作為園林植物的花卉觀賞價值(圖4)。

圖3 不同基質(zhì)對美人蕉開花數(shù)的影響

圖4 不同基質(zhì)對美人蕉花朵質(zhì)量的影響

3.3.3 對水稻株高和產(chǎn)量的影響

圖5所示，施用基質(zhì)后能提高水稻的株高，與對照相比較，施用苗木種植基質(zhì)和花木專用基質(zhì)的水稻株高分別高77.6%和63.1%，但兩者之間無顯著差異。

圖5 不同基質(zhì)對水稻株高的影響

圖6可看出，水稻產(chǎn)量不施肥組<苗木種植基質(zhì)組<花木專用基質(zhì)組，與不施肥相比較，施用苗木種植基質(zhì)的水稻產(chǎn)量提高108.3%，施用花木專用基質(zhì)的水稻產(chǎn)量提高141.7%?；緦Ｓ没|(zhì)促進(jìn)水稻增產(chǎn)的效果最佳，這可能是因為花木基質(zhì)的養(yǎng)分含量較高，施用后提高了土壤的速效養(yǎng)分，促進(jìn)了水稻的吸收利用，從而提高了水稻的產(chǎn)量。

圖6 不同基質(zhì)對水稻小區(qū)產(chǎn)量的影響

4 小結(jié)與展望

本次試驗在考慮基質(zhì)成本的同時，證實了苗木種植基質(zhì)與花木專用基質(zhì)具有較好的肥力效果，能有效提高植物營養(yǎng)物質(zhì)的含量，促進(jìn)水松的生長。花木專用基質(zhì)還能明顯提高美人蕉的開花數(shù)、促進(jìn)水稻增產(chǎn)。

本研究利用瓶窯嘉泰水濕生植物農(nóng)業(yè)園的場地優(yōu)勢，打撈水葫蘆制成有機(jī)肥再加入復(fù)合肥配制不同基質(zhì)，將試驗研究與生產(chǎn)應(yīng)用密切結(jié)合，通過項目的研究實施，盡最大努力解決現(xiàn)今河道中水葫蘆泛濫成災(zāi)的問題，使水葫蘆殘體實現(xiàn)資源化利用，為解決本地有機(jī)肥生產(chǎn)量少而需求量增大的矛盾出一份力，也為規(guī)模化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水葫蘆殘體的綜合利用和工廠化應(yīng)用提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。