園林廢棄物堆肥用作栽培基質(zhì)的研究進(jìn)展

余映云 賈叢榕 吳春來(lái) 陳月 楊麗軍

摘 要 制作栽培基質(zhì)是園林廢棄物資源化利用的有效途徑之一，在促進(jìn)園林綠化事業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，還能緩解生態(tài)環(huán)境問(wèn)題?；诖?，結(jié)合近年來(lái)的相關(guān)研究文獻(xiàn)，探討了利用園林綠化廢棄物堆肥用做植物栽培基質(zhì)的新技術(shù)，以及栽培基質(zhì)在實(shí)際農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，并對(duì)未來(lái)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，旨在為園林廢棄物在城市綠地生態(tài)系統(tǒng)中多樣化循環(huán)利用提供新思路。

關(guān)鍵詞 園林廢棄物;資源化;堆肥;栽培基質(zhì)

中圖分類號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.05.037

隨著城市園林綠化建設(shè)的快速發(fā)展，園林綠化和養(yǎng)護(hù)面積不斷擴(kuò)大。園林綠化栽植、修剪等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的園林廢棄物，我國(guó)在處理這些園林廢棄物時(shí)往往采用簡(jiǎn)單的垃圾填埋和焚燒等傳統(tǒng)方式，占用土地的同時(shí)，降低了資源化利用率，還容易造成環(huán)境污染，不符合建設(shè)節(jié)約型生態(tài)園林的建設(shè)目標(biāo)。因此，將園林廢棄物進(jìn)行資源化利用的研究和運(yùn)用越來(lái)越受到社會(huì)各界關(guān)注。

園林廢棄物的主要成分是木質(zhì)素、纖維素和多糖等一些可降解物質(zhì)，其降解后可以為土壤提供必要的有機(jī)質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)元素。因此，將園林廢棄物變?yōu)橹参锷L(zhǎng)的基質(zhì)土壤，是實(shí)現(xiàn)園林廢棄物資源化利用的有效途徑，促進(jìn)園林綠化事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 園林廢棄物堆肥概述

園林廢棄物主要是指人工修剪園林植物或自然凋落所產(chǎn)生的枯枝落葉，也被稱為綠色垃圾，其種類和性質(zhì)受季節(jié)和地域影響較大。隨著城市綠化面積也的不斷擴(kuò)大，城市的公園、綠地、道路、社區(qū)等每年都將產(chǎn)生數(shù)量龐大的園林廢棄物。當(dāng)前，我國(guó)產(chǎn)生的園林廢棄物占到生活垃圾總量的20%以上，但是相應(yīng)的園林綠化廢棄物資源化處理的企業(yè)卻少之又少。填埋、焚燒等傳統(tǒng)的處置方式不僅污染大氣、水體和土壤環(huán)境，還是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。如果這些園林廢棄物能夠得到合理的資源化利用，將會(huì)帶來(lái)巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，園林廢棄物的無(wú)害化和資源化處理是一種必然趨勢(shì)。

與其他有機(jī)廢棄物相比，園林廢棄物最大的特點(diǎn)是含有大量的木質(zhì)素，從而造成了園林廢棄物較高的碳氮比和較低的含水率。除了木質(zhì)素之外，園林廢棄物中還含有大量的纖維素和半纖維素，其在微生物的作用下可以較快分解。堆肥法是利用微生物的活動(dòng)將園林廢棄物中的有機(jī)大分子物質(zhì)分解、轉(zhuǎn)化成腐植酸及其他可溶性營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)而形成堆肥產(chǎn)品，這些堆肥化處置后的產(chǎn)品可以用作栽培基質(zhì)、土壤改良劑和有機(jī)肥等[2]。堆肥法具有投資成本較低、簡(jiǎn)單易行等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具備適宜性強(qiáng)、處理體量大、易于推廣等特點(diǎn)。同時(shí)，堆肥產(chǎn)品保留了園林廢棄物中大量的有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無(wú)機(jī)肥料和栽培基質(zhì)材料。將園林綠化廢棄物進(jìn)行堆肥化處理，不但可以降低填埋式處置場(chǎng)的壓力，還可以減少焚燒化處置帶來(lái)的粉塵飛揚(yáng)、煙氣污染。將有機(jī)大分子返回到土壤中，可以改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分含量，在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，在眾多園林廢棄物的處置方式中，堆肥化處理是將園林廢棄物進(jìn)行資源化處置利用最具前景的技術(shù)之一[3]。

2 栽培基質(zhì)研究現(xiàn)狀

植物栽培的方式主要分為土壤栽培和無(wú)土栽培，其中無(wú)土栽培技術(shù)是近幾十年逐漸發(fā)展起來(lái)的，尤其是在荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，無(wú)土栽培技術(shù)在花木生產(chǎn)中占有十分重要的地位。無(wú)土栽培技術(shù)不利用天然的土壤，而是使用固體或液體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)直接栽培作物，具有病蟲害少、節(jié)水節(jié)肥、栽種靈活和可控性較高等特點(diǎn)[4]，面對(duì)日益嚴(yán)重的土壤污染、肥力低下等問(wèn)題，無(wú)土栽培作為安全、健康的“可代用土壤”在我國(guó)的運(yùn)用也迅速擴(kuò)大。

栽培基質(zhì)可以代替土壤為植物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)維系著植物根系的生長(zhǎng)環(huán)境，如酸堿環(huán)境、水分通氣環(huán)境等，其質(zhì)量直接影響到植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。栽培基質(zhì)具有容重較輕、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，且易操作、適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)、生活需要，被越來(lái)越多地市場(chǎng)化運(yùn)用，有逐漸取代土壤基質(zhì)的趨勢(shì)。目前，栽培基質(zhì)已經(jīng)在花卉苗木栽培、經(jīng)濟(jì)林育苗、草坪培育、土壤改良及有機(jī)肥制造等領(lǐng)域被成熟且廣泛利用，市場(chǎng)對(duì)栽培基質(zhì)的需求與日俱增[5]。

目前，市面存在的栽培基質(zhì)種類繁多，常根據(jù)材料來(lái)源的不同，將栽培基質(zhì)分為人工合成基質(zhì)和天然基質(zhì)兩類，人工合成基質(zhì)主要有多孔陶粒、巖棉、硅膠等，天然基質(zhì)主要有鋸末、蘆葦末、草炭等。按照栽培基質(zhì)成分的不同，又可以分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩類基質(zhì)，有機(jī)基質(zhì)包括草炭、木屑、尿醛泡沫和礱糠灰等，無(wú)機(jī)基質(zhì)包括陶粒、珍珠巖、浮石、蛭石和巖棉等。其中，泥炭因具有通氣性良好、持水力強(qiáng)、保肥力高等優(yōu)點(diǎn)，在原料生產(chǎn)的基質(zhì)產(chǎn)品始終占據(jù)主導(dǎo)地位，巿場(chǎng)需求量極大，且還在逐年遞增。但是泥炭是一種不可再生資源，已瀕臨枯竭，且價(jià)格高昂。開采泥炭會(huì)嚴(yán)重破壞濕地生態(tài)環(huán)境，許多國(guó)家和地區(qū)已明令禁止對(duì)泥炭進(jìn)行開采[6]。而園林綠化廢棄物不但數(shù)量大、種類多、分布廣，還是微生物良好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)載體，綜合生態(tài)環(huán)境、資源處置、經(jīng)濟(jì)效益等多方面的因素，園林綠化廢棄物堆肥生產(chǎn)栽培基質(zhì)有逐步替代泥炭的趨勢(shì)。

3 園林廢棄物做栽培基質(zhì)的運(yùn)用效果

園林綠化廢棄物生產(chǎn)的堆肥產(chǎn)品是一種類似于腐殖質(zhì)類的物質(zhì)，質(zhì)地疏松、通氣良好、能保水保肥。作為育苗的栽培基質(zhì)，曹靜等利用園林廢棄物進(jìn)行刺槐育苗，其培育效果優(yōu)于泥炭[3]。鄒雨竹等研究表明，添加適量的園林廢物堆肥產(chǎn)品可明顯改善花卉的生長(zhǎng)和品質(zhì)[7]。田云麗等利用園林廢棄物堆肥產(chǎn)品栽培蝴蝶蘭中發(fā)現(xiàn)，園林廢棄物堆肥產(chǎn)品可以促進(jìn)土壤的氨化作用和硝化作用，進(jìn)而改善土壤肥力，隨著堆肥基質(zhì)混合比例的增加，對(duì)蝴蝶花生長(zhǎng)的促進(jìn)效果越好[8]。園林廢棄物堆肥產(chǎn)物作為花卉栽培基質(zhì)還能夠提高花卉中花青素的含量，使得花卉的品質(zhì)更好、顏色更優(yōu)。

單一的基質(zhì)往往可能存在一定的理化性質(zhì)缺陷問(wèn)題，因此基于不同栽培基質(zhì)的理化特性，將多種基質(zhì)按比例混合進(jìn)行植物栽種已成為常用的基質(zhì)調(diào)配手段。劉聰通過(guò)配比試驗(yàn)得出，園林廢棄物、珍珠巖、椰絲的比例為8∶1∶3和8∶3 ∶2是佛甲草高溫高濕條件下生長(zhǎng)的最佳基質(zhì)配比[9]。園林綠化廢棄物堆肥的添加比例在30%～50%時(shí)，對(duì)大花馬齒莧、矮牽牛、彩葉草等的生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響效果明顯[10]。有研究結(jié)果表明，通過(guò)園林廢棄物堆肥產(chǎn)品和其他介質(zhì)的按照不同配比混合栽培盆栽一串紅，20%的土壤和80%的園林廢棄物腐熟產(chǎn)品組成的介質(zhì)是一串紅種植的最佳介質(zhì)[11]。利用園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)物、園土、草炭、及珍珠巖，按照不同配比組成的栽培基質(zhì)進(jìn)行栽培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)園土、堆肥、珍珠巖的比例為5∶4∶1時(shí)，對(duì)柳穿魚和硫華菊的栽植效果均有改善[12]。

除了對(duì)植物育苗、生長(zhǎng)和品質(zhì)的提升改善外，園林廢棄堆肥產(chǎn)物作為栽培基質(zhì)能夠有效降低基質(zhì)容量，改善基質(zhì)養(yǎng)分運(yùn)輸能力，具有較好的通氣性和保水性[6]。還可以幫助調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤養(yǎng)分。

4 結(jié)語(yǔ)

園林廢棄物堆肥制作成的植物栽培基質(zhì)，是一種理想的栽培基質(zhì)，不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保，還具備穩(wěn)定性好、保水保肥能力優(yōu)的特點(diǎn)，為植物的生長(zhǎng)提供了良好的空間環(huán)境。無(wú)論是單獨(dú)使用還是和其他傳統(tǒng)基質(zhì)配比組合利用，都能改善植物的生產(chǎn)條件，提升植物的品質(zhì)。隨著國(guó)家對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日益重視，草炭等不可再生資源基質(zhì)，將逐步被新型環(huán)保的基質(zhì)替代。園林廢棄物數(shù)量巨大、再生周期短、可生物降解、環(huán)境友好，將成為今后基質(zhì)開發(fā)的一個(gè)主流和方向。

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（責(zé)任編輯：劉 昀）