園林廢棄物混菌堆腐方法及其產(chǎn)物對(duì)泥炭的替代效果研究

王 可,邵燁瑤,張培云,杜妍純,徐強(qiáng)龍,王燕燕,阮文斌,徐思捷,葛杰克,葉 鐸,劉 鵬,邢承華,*

(1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,浙江 金華 321017; 2.浙江師范大學(xué) 植物學(xué)實(shí)驗(yàn)室,浙江 金華 321004)

近年來,隨著城市綠化的不斷完善,園林廢棄物的數(shù)量逐步增加。在園林廢棄物的處理過程中,存在著處理方法單一、處理成本高等問題[1],尤其是以填埋和焚燒為主的處理方式易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染[2]。

泥炭屬不可再生資源。城市綠化建設(shè)的推進(jìn),也伴隨著泥炭資源的大量消耗。我國(guó)作為園藝大國(guó),對(duì)固體基質(zhì),尤其是泥炭的需求量巨大[3],目前已開始出現(xiàn)泥炭資源枯竭的現(xiàn)象[4]。如能對(duì)園林廢棄物進(jìn)行資源化利用,甚至替代泥炭,無論是對(duì)于泥炭資源的保護(hù)還是園林廢棄物的減量和循環(huán)利用來說,均具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。但是,園林廢棄物中的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不規(guī)則,將纖維素分子包埋其中,形成了一種天然屏障[5],使得酶不易與其中的纖維素分子接觸,導(dǎo)致園林廢棄物中的纖維素難以降解。

白腐真菌(white rot fungus)具有獨(dú)特的木質(zhì)素降解機(jī)制[6],其中,黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)的木質(zhì)素過氧化酶活性很強(qiáng);木霉(Trichoderma)是纖維素分解的模式菌,其中,康氏木霉(Trichodermakoningii)的纖維素分解能力較強(qiáng)。當(dāng)前,利用微生物來降解園林廢棄物、研發(fā)新基質(zhì)替代泥炭已成為研究的熱點(diǎn)[7]。焦有宙等[8]研究發(fā)現(xiàn),單一菌種無論活性高低,在加快堆腐進(jìn)程上的效果均遜于復(fù)合菌群的共同作用。高曉梅等[9]證實(shí),康氏木霉與黃孢原毛平革菌混合發(fā)酵可有效降解水稻秸稈的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素?；诖?本試驗(yàn)擬采用二者的混合菌種對(duì)園林廢棄物進(jìn)行發(fā)酵。

在針對(duì)園林廢棄物轉(zhuǎn)化為植物栽培基質(zhì)可能性的探索中,韋宜慧等[10]研究表明,有機(jī)廢棄物按照一定比例堆肥可代替泥炭作為基質(zhì),椰糠、谷殼、泥炭土、濾泥+園林廢棄物以7∶1∶1∶1的比例混合時(shí)最有利于桉樹生長(zhǎng);Li等[11]的試驗(yàn)揭示,污泥和園林廢棄物堆肥能夠提高土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)含量和電導(dǎo)率,具有安全性和有效性。綜合以上研究可知,采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行園林廢棄物堆肥,其產(chǎn)物與泥炭以適當(dāng)?shù)谋壤旌峡捎米鞣N植基質(zhì),并能起到改良土壤的作用;但是添加混合菌種對(duì)園林廢棄物進(jìn)行發(fā)酵,并將其產(chǎn)物用于植物栽培的研究還鮮見報(bào)道。為一體化綜合解決泥炭資源缺乏、園林廢棄物處置難等問題,探尋園林廢棄物資源化的現(xiàn)實(shí)途徑,本試驗(yàn)擬針對(duì)園林廢棄物的混菌堆肥發(fā)酵最佳體系與配比基質(zhì)進(jìn)行探究,并設(shè)置不同比例的堆腐產(chǎn)物與泥炭組合開展植物栽培,探明其替代泥炭的可行性,為生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)于浙江師范大學(xué)進(jìn)行。供試園林廢棄物系取自金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院草叢、灌木叢、樹林等地的雜草、自然落葉、枯枝落葉等。供試菌株中的黃孢原毛平革菌(菌株編號(hào):CICC 40299)購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC),康氏木霉(菌株編號(hào):ACCC 32037)購(gòu)自中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心(ACCC)。培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基。供試植物為浙江省生態(tài)型綠蘿(Epipremnumaureum),由實(shí)驗(yàn)室自行培育。

種子液:將4 ℃保存的康氏木霉和黃孢原毛平革菌分別接種到PDA培養(yǎng)基上,在28 ℃條件下分別培養(yǎng)4、7 d,并轉(zhuǎn)接活化2次。將活化后的菌株接種到相應(yīng)的培養(yǎng)基中,黃孢原毛平革菌于28 ℃、150 r·min-1條件下振蕩培養(yǎng)7 d,康氏木霉于28 ℃、150 r·min-1條件下振蕩培養(yǎng)4 d,將菌種的孢子濃度控制在1×108CFU·mL-1備用。

固體培養(yǎng)基:取9個(gè)500 mL三角瓶,分別加入園林廢棄物7 g、麩皮3 g,調(diào)節(jié)含水量至60%,另加(NH4)2SO43 g·L-1、KH2PO43 g·L-1、MgSO4·7H2O 2 g·L-1、NaNO30.3 g·L-1、FeCl30.5 g·L-1,121 ℃滅菌60 min。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 菌株共生兼容性試驗(yàn)

將康氏木霉與黃孢原毛平革菌點(diǎn)接入同一PDA平板上,28 ℃靜置培養(yǎng)4 d,觀察其生長(zhǎng)情況,并進(jìn)行生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)比較。

1.2.2 混菌接種時(shí)序優(yōu)化試驗(yàn)

選用含園林廢棄物的固體培養(yǎng)基,設(shè)置3個(gè)接種組別,分別為黃孢組(接種黃孢原毛平革菌)、康氏組(接種康氏木霉),以及混菌組(接種黃孢原毛平革菌和康氏木霉)。其中,單菌組接種體積分?jǐn)?shù)為20%的種子液。依據(jù)菌株兼容性試驗(yàn)確定的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),混菌組初始以10%的接種量接種黃孢原毛平革菌種子液,并分別在其生長(zhǎng)0、3、6 d后,以10%的接種量接種康氏木霉的種子液。在28 ℃、自然pH下進(jìn)行混菌接種時(shí)間優(yōu)化試驗(yàn),依次在培養(yǎng)的6、8、10 d時(shí)測(cè)定各組的木質(zhì)素和纖維素降解率,每組重復(fù)3次。

1.2.3 發(fā)酵條件優(yōu)化試驗(yàn)

選用含園林廢棄物的固體培養(yǎng)基進(jìn)行單因素發(fā)酵試驗(yàn):(1)調(diào)整固體培養(yǎng)基含水率分別至50%、55%、60%、65%、70%,統(tǒng)一接入康氏木霉、黃孢原毛平革菌比例為1.1∶2的菌液(先接種黃孢原毛平革菌,3 d后接種康氏木霉),接種量為14%,發(fā)酵10 d;(2)分別在固體發(fā)酵培養(yǎng)基中加入接種量為0、10%、12%、14%、16%、18%、20%的康氏木霉、黃孢原毛平革菌比例為1.1∶2的菌液(先接種黃孢原毛平革菌,3 d后接種康氏木霉),設(shè)定固體培養(yǎng)基的含水率為60%,發(fā)酵10 d;(3)分別在固體發(fā)酵培養(yǎng)基中加入康氏木霉、黃孢原毛平革菌比例為0.5∶2、0.7∶2、0.9∶2、1.1∶2、1.3∶2、1.5∶2的菌液(均先接種黃孢原毛平革菌,3 d后接種康氏木霉),設(shè)置固體培養(yǎng)基的含水率為60%,加菌量為14%,發(fā)酵10 d。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)置3因素3水平的混菌接種發(fā)酵試驗(yàn)(表1),設(shè)定固體培養(yǎng)基的含水率(A)分別為50%、60%、70%(編碼水平依次對(duì)應(yīng)于-1、0、1),菌液中康氏木霉、黃孢原毛平革菌的比例(B)分別為1∶4、2∶4、3∶4(編碼水平依次對(duì)應(yīng)于-1、0、1),接種量(C)分別為10%、15%、20%(編碼水平依次對(duì)應(yīng)于-1、0、1),用范式洗滌纖維分析法分別測(cè)定發(fā)酵前后的木質(zhì)素、纖維素含量,計(jì)算降解率,并以不同發(fā)酵條件下木質(zhì)素、纖維素的降解率為響應(yīng)值,建立回歸方程,獲得最佳發(fā)酵條件。

表1 發(fā)酵條件優(yōu)化的Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表2 單因素試驗(yàn)下不同水平對(duì)木質(zhì)素、纖維素降解率的影響

1.2.4 堆腐試驗(yàn)

取適量的園林廢棄物均分為對(duì)照組(CK)和試驗(yàn)組,制成長(zhǎng)2 m、寬1.5 m、高1 m的堆體,向兩組均添加3%的雞糞。測(cè)定園林廢棄物和雞糞的初始含碳量和含氮量,利用尿素調(diào)節(jié)堆體的碳氮比為30,調(diào)節(jié)堆體含水率為60%。試驗(yàn)組先添加10%的黃孢原毛平革菌菌液,3 d后添加5%的康氏木霉菌液。在試驗(yàn)組添加菌液的同時(shí)期,CK組添加等量蒸餾水作為對(duì)照。試驗(yàn)共進(jìn)行30 d,每天定時(shí)測(cè)定堆體溫度,每5 d測(cè)定1次堆體營(yíng)養(yǎng)成分(總腐殖酸、有效磷、堿解氮)和發(fā)芽指數(shù)。

1.2.5 綠蘿栽培試驗(yàn)

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理:J1,泥炭、蛭石、加菌堆腐產(chǎn)物以5∶3∶2的比例混合;J2,加菌堆腐產(chǎn)物、蛭石以7∶3的比例混合;CK1,泥炭、蛭石、未加菌堆腐產(chǎn)物以5∶3∶2的比例混合;CK2,未加菌堆腐產(chǎn)物、蛭石以7∶3的比例混合;CK3,泥炭、蛭石以7∶3的比例混合。選取長(zhǎng)勢(shì)相同的綠蘿苗用于栽培試驗(yàn),每盆栽種2株。移栽30 d后,分別測(cè)定各處理下綠蘿的株高、根長(zhǎng)、鮮重(整株)、干重(整株)等生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)含量等生理指標(biāo)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

采用3 m鋼卷尺測(cè)量株高、根長(zhǎng)。參照范氏洗滌纖維分析法[12]測(cè)定木質(zhì)素和纖維素含量。采用HI8424便攜式酸度計(jì)[貝爾分析儀器(大連)有限公司]的溫度探頭測(cè)量堆體上、中、下部的溫度,取平均值。參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ 615—2011《土壤 有機(jī)碳的測(cè)定 重鉻酸鉀氧化-分光光度法》測(cè)定有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)含量;采用堿解擴(kuò)散法和碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法[13]測(cè)定堿解氮、有效磷含量;采用焦磷酸鈉浸提-K2Cr2O7容量法[14]測(cè)定總腐殖酸含量。參照J(rèn)in等[15]的方法測(cè)定發(fā)芽指數(shù)。參照胡秉芬等[16]的研究,采用分光光度法測(cè)定葉綠素a、b含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21軟件開展單因素方差分析,對(duì)有顯著(P<0.05)差異的,采用Duncan法進(jìn)行多重比較。用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化分析。用Origin 8.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 固體發(fā)酵條件優(yōu)化

2.1.1 菌株共生兼容性試驗(yàn)結(jié)果

將康氏木霉與黃孢原毛平革菌點(diǎn)接入PDA平板培養(yǎng)5 d后,康氏木霉的菌絲占據(jù)了大部分空間(圖1),說明其生長(zhǎng)活性優(yōu)于黃孢原毛平革菌。因此,在混合發(fā)酵時(shí)考慮優(yōu)先接種黃孢原毛平革菌。

圖1 菌株共生兼容性試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2 混菌接種時(shí)序優(yōu)化結(jié)果

先接種黃孢原毛平革菌培養(yǎng)3 d或6 d后再接種康氏木霉培養(yǎng)10 d(分別標(biāo)記為H3+K10、H6+K10),其對(duì)木質(zhì)素、纖維素的降解率顯著高于黃孢原毛平革菌或康氏木霉單菌培養(yǎng)16 d(分別標(biāo)記為H16、K16)的結(jié)果,可見混合發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)明顯(圖2)。雖然H3-K10與H6-K10的組合均能夠?qū)崿F(xiàn)較好的降解效果,但間隔3 d的安排更貼近速腐菌劑的要求。綜上,本試驗(yàn)采用先接種黃孢原毛平革菌,3 d后接種康氏木霉培養(yǎng)10 d的方法進(jìn)行發(fā)酵。在試驗(yàn)條件下,其對(duì)纖維素、木質(zhì)素的降解率分別為25.57%、23.12%。

H3+K6代表接種黃孢原毛平革菌培養(yǎng)3 d后接種康氏木霉培養(yǎng)6 d。其余依此類似。H16、K16分別代表單獨(dú)接種黃孢原毛平革菌、康氏木霉培養(yǎng)16 d。同一指標(biāo)下柱上無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.1.3 單因素試驗(yàn)結(jié)果

單純考查含水率的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)含水率為60%時(shí),園林廢棄物的纖維素和木質(zhì)素降解率最高,分別達(dá)26.16%和25.28%。當(dāng)含水量過低或過高時(shí),均不利于菌種利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),會(huì)抑制菌種的生命活動(dòng)。

單純考查接菌量的影響發(fā)現(xiàn),隨著接菌量的增加,纖維素、木質(zhì)素降解率總體呈先升后降的趨勢(shì),當(dāng)接菌量為14%時(shí)達(dá)到峰值。當(dāng)接菌量過低時(shí),因接入的菌種過少,易導(dǎo)致廢棄物發(fā)酵不完全;而當(dāng)接菌量過高時(shí),則會(huì)導(dǎo)致菌群大量消耗培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),影響其正常生理活動(dòng)和相關(guān)降解酶的合成。

單純考查菌種比例的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)康氏木霉與黃孢原毛平革菌的比例為1.1∶2時(shí),纖維素降解率和木質(zhì)素降解率均最高,分別達(dá)到27.24%和24.51%,顯著高于其他水平。

綜上,初步確定含水率60%、接菌量14%,菌種比例1.1∶2的發(fā)酵條件較優(yōu)。

2.1.4 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果(圖3)顯示,纖維素降解率和木質(zhì)素降解率均隨著含水率、接菌量和菌種比例這3種因素相應(yīng)水平的提高,呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),表明這3種因素間存在交互作用。為確定全局最優(yōu)解,以纖維素降解率和木質(zhì)素降解率最大為優(yōu)化目標(biāo),根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件的運(yùn)行結(jié)果,確定最優(yōu)條件為:含水率60.4%,接菌量14.9%,菌種比例0.55。在此條件下,模型預(yù)測(cè)的纖維素降解率和木質(zhì)素降解率分別為30.97%、27.69%。將上述最優(yōu)條件近似優(yōu)化為含水率60%,接菌量15%,菌種比例1.1∶2進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),纖維素降解率為31.56%,木質(zhì)素降解率為28.37%,與預(yù)測(cè)值偏差不大。

圖3 響應(yīng)面試驗(yàn)下不同因素對(duì)纖維素降解率、木質(zhì)素降解率的影響

2.2 混菌堆腐效果評(píng)價(jià)

堆腐過程中,CK和試驗(yàn)組的溫度都先迅速提高(圖4)。與CK相比,添加菌劑的試驗(yàn)組會(huì)提前2 d進(jìn)入高溫期(50 ℃以上),堆腐6 d時(shí)即可達(dá)到最高溫(52 ℃),而CK在7 d時(shí)的最高溫為51 ℃。兩組堆體的溫度均從13 d左右開始下降,且以試驗(yàn)組的下降速率更快,說明其堆腐物中的大部分有機(jī)質(zhì)已經(jīng)被分解。與CK相比,試驗(yàn)組的高溫持續(xù)時(shí)間久,分解速度較快,21 d后堆體溫度即接近環(huán)境溫度并持續(xù)一段時(shí)間,而CK在28 d時(shí)才降至環(huán)境溫度?？梢娛┘踊炀杉铀俣迅?。

圖4 堆腐過程中的溫度變化

腐殖酸是由動(dòng)植物殘骸經(jīng)微生物分解、轉(zhuǎn)化,并伴隨各種物化反應(yīng)得到的有機(jī)物,其含量可以體現(xiàn)土壤品質(zhì)和土壤肥力[17]。堆腐過程中,試驗(yàn)組和CK的總腐殖酸含量均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)(表3),10 d時(shí),試驗(yàn)組的總腐殖酸含量顯著低于CK,但15 d及之后試驗(yàn)組的總腐殖酸含量反而顯著高于CK,在30 d時(shí)達(dá)到最大值15.79%。這說明,添加混菌能夠提升堆體有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為腐殖酸的能力。

表3 堆腐過程中物料營(yíng)養(yǎng)成分與發(fā)芽指數(shù)的變化

堿解氮、有效磷可反映能被植物直接迅速利用或經(jīng)過簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化后可直接利用的氮、磷含量[18],其含量可以反映土壤肥力。試驗(yàn)組的有效磷含量在15 d時(shí)達(dá)最高值,與初始值相比增加了29.21%,堿解氮含量同樣在15 d時(shí)達(dá)最高值,且二者均顯著高于同時(shí)期的CK。這可能是因?yàn)?一方面,腐殖質(zhì)的增加能夠改善土壤結(jié)構(gòu),提高其保肥能力;另一方面,菌群的分解作用也有助于提高磷、氮元素含量,提升土壤肥力。

未腐熟完全的堆肥產(chǎn)品對(duì)植物有毒害作用,會(huì)阻礙植物生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致其死亡。通常認(rèn)為,當(dāng)發(fā)芽指數(shù)(GI)>80%時(shí),可認(rèn)為堆肥產(chǎn)品對(duì)植物沒有明顯的毒害[19]。隨著時(shí)間推移,試驗(yàn)組與CK的發(fā)芽指數(shù)均逐漸提高,除20 d外,其他時(shí)候試驗(yàn)組的發(fā)芽指數(shù)均顯著高于CK。至25 d時(shí),試驗(yàn)組的GI已達(dá)80%以上,而CK在30 d時(shí)才達(dá)80%以上,說明添加混菌有助于加速堆腐的無害化進(jìn)程。

2.3 堆腐產(chǎn)物替代泥炭對(duì)綠蘿栽培的影響

對(duì)比J1與CK1、J2與CK2發(fā)現(xiàn),添加混菌處理得到的產(chǎn)物與泥炭混合后作為基質(zhì),對(duì)植株生長(zhǎng)有促進(jìn)效果(表4)。與CK3相比,J1的株高、根長(zhǎng)、單株干重、單株鮮重分別顯著增加12.84%、9.14%、10.08%、15.58%,而J2、CK2的上述部分均不高于,甚至顯著低于CK3、J1和CK1。從葉綠素含量判斷,也同樣以J1的效果最好,其葉綠素a含量與葉綠素(a+b)含量均顯著高于其他處理。上述結(jié)果證明,用適量的堆腐產(chǎn)物部分代替基質(zhì)中的泥炭有利于綠蘿生長(zhǎng)和葉綠素合成,但純堆腐產(chǎn)物與蛭石混合的基質(zhì)并不利于綠蘿生長(zhǎng)。在試驗(yàn)條件下,混菌堆腐后的基質(zhì)與泥炭、蛭石按照2∶5∶3的比例混合,可用作綠蘿生長(zhǎng)的栽培基質(zhì)。

表4 不同處理對(duì)植物生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量的影響

3 討論

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)黃孢原毛平革菌與康氏木霉間隔3 d接種時(shí),園林廢棄物中的纖維素和木質(zhì)素降解效果最佳。這與王永澤等[20]的報(bào)道相符。含水量對(duì)菌絲生長(zhǎng)有較大影響,含水量過高或過低都會(huì)抑制菌株對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,影響菌劑的生長(zhǎng)活性[21],從而影響其對(duì)纖維素和木質(zhì)素的降解。本試驗(yàn)在含水率50%～70%的范圍內(nèi)確定了最適含水量60%。這與黃磊等[22]的研究結(jié)果相似。接菌量會(huì)影響菌落生長(zhǎng)時(shí)間。接種量過多,會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗過快;過少,則不利于降解。適宜的接菌量可以有效縮短菌落培養(yǎng)時(shí)間,提高降解效率?？凳夏久购忘S孢原毛平革菌的功能和生長(zhǎng)性能具有明顯差異性,為取得最好效果,在堆腐前應(yīng)確定適宜的接種比例。本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面試驗(yàn),明確了含水率60%、接菌量15%、康氏木霉與黃孢原毛平革菌1.1∶2的菌種比例,在此條件下,纖維素降解率和木質(zhì)素的降解率均達(dá)到最佳水平,可用于堆腐。

溫度能夠影響堆肥進(jìn)程,反映堆肥產(chǎn)品的腐熟度,是評(píng)價(jià)堆肥穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[23]。隨著堆料中的有機(jī)質(zhì)分解加快,產(chǎn)熱增多,堆溫也不斷升高。這有利于提高菌類的活性,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的降解,并釋放熱量。一般來說,堆肥過程中的溫度變化可分為升溫期、高溫期(≥50 ℃)和降溫期[24]。本試驗(yàn)中,試驗(yàn)組的堆體在5 d時(shí)即進(jìn)入高溫期,并持續(xù)5 d左右,后期降溫較快;而CK較試驗(yàn)組遲2 d進(jìn)入高溫期,且高溫期的持續(xù)時(shí)間也較短,至29 d才降至室溫。這與李瑞琴等[25]對(duì)微生物發(fā)酵的研究結(jié)果類似。

腐殖酸、營(yíng)養(yǎng)元素含量與發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)均能反映堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量[26]。堆腐過程中,堿解氮和有效磷含量隨時(shí)間推進(jìn)呈先上升后稍降低的趨勢(shì),并以試驗(yàn)組的含量更高,說明添加混菌可加速園林廢棄物的降解,產(chǎn)生更多的腐殖酸并釋放營(yíng)養(yǎng)成分。未腐熟的堆肥產(chǎn)品會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒性,抑制植物種子發(fā)芽、根系生長(zhǎng),降低產(chǎn)量[27]。發(fā)芽指數(shù)是反映堆料影響種子根長(zhǎng)和種子發(fā)芽率綜合表現(xiàn)的敏感參數(shù)[28],是目前判定腐熟程度的權(quán)威指標(biāo)[29]。本試驗(yàn)的結(jié)果表明,添加混菌能夠加快堆腐進(jìn)程,處理25 d后,GI值便達(dá)到80%以上,滿足腐熟標(biāo)準(zhǔn),與付冰妍等[30]的結(jié)果一致。本試驗(yàn)將混菌發(fā)酵體系用于堆腐,與CK相比,各指標(biāo)均能更快達(dá)到腐熟標(biāo)準(zhǔn)。這初步證實(shí),經(jīng)黃孢原毛平革菌和康氏木霉混合體系處理的園林廢棄物用作栽培基質(zhì)具有可行性。

植株形態(tài)指標(biāo)能反映植株長(zhǎng)勢(shì),從而直觀判斷不同栽培基質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)影響的差異[31]。葉綠素含量是衡量植株光合作用能力的重要指標(biāo),也可以反映植物的生長(zhǎng)狀況[32]。本研究結(jié)果表明,J1(泥炭、蛭石、加菌堆腐產(chǎn)物以5∶3∶2的比例混合)基質(zhì)有利于綠蘿的生長(zhǎng),其葉綠素含量也有明顯增加。這與庾富文等[33]得到的結(jié)果類似。J2(加菌堆腐產(chǎn)物與蛭石以7∶3的比例混合)基質(zhì)下綠蘿的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量均不高于,多數(shù)情況下還顯著低于CK3。這可能是因?yàn)?由純堆腐產(chǎn)物與蛭石混合組成的基質(zhì)電導(dǎo)率和孔隙度較高,保水保肥能力弱,不利于植物生長(zhǎng)。同時(shí),基質(zhì)中含有過多的堆腐產(chǎn)物也可能對(duì)葉綠素含量起到抑制作用,不利于植物光合作用的進(jìn)行。余韻等[34]在將園林廢棄物用于楸樹栽培的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),當(dāng)其施用量為10%時(shí)可以提升葉綠素含量,但當(dāng)其施用量增至30%時(shí),葉綠素含量反而低于對(duì)照組。綜上,園林廢棄物堆腐產(chǎn)物可以部分替代泥炭用于栽培植物,這與魏樂等[35]研究結(jié)果一致。試驗(yàn)條件下,泥炭、蛭石、加菌堆腐產(chǎn)物以5∶3∶2的比例混合制成的基質(zhì),可用于綠蘿栽培,在促進(jìn)植株生長(zhǎng)、提高葉綠素含量等方面表現(xiàn)良好,具有一定的應(yīng)用前景。同時(shí),因其原料來源廣、堆腐成本低,在園林廢棄物資源化、泥炭資源節(jié)約保護(hù)等方面也有實(shí)質(zhì)性的推廣意義。