行道樹(shù)修剪物料堆肥化過(guò)程中關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)分析及對(duì)翠蘆莉生長(zhǎng)的影響

陳能海，付　影，李金萍，劉向國(guó)，劉　泓*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 福建　福州　350002；2.福州市園林科學(xué)研究院, 福建　福州　350002)

行道樹(shù)修剪物料堆肥化過(guò)程中關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)分析及對(duì)翠蘆莉生長(zhǎng)的影響

陳能海1，付影2，李金萍1，劉向國(guó)2，劉泓1*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 福建福州350002；2.福州市園林科學(xué)研究院, 福建福州350002)

摘要：利用福州市主要行道樹(shù)修剪廢棄混合粉碎物料進(jìn)行堆肥，添加雞糞調(diào)節(jié)C/N比，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，探究堆肥好氧發(fā)酵過(guò)程中養(yǎng)分含量變化及堆肥對(duì)植株翠蘆莉生長(zhǎng)的影響，確定適合福州市常用園林樹(shù)木粉碎物料堆肥的腐熟條件，為研制高架橋園林植物營(yíng)養(yǎng)土提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：在堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)含量持續(xù)下降，全氮、全磷、全鉀以及總養(yǎng)分含量呈上升趨勢(shì)。在堆肥第10 d時(shí)溫度達(dá)到50℃，并趨于穩(wěn)定。pH值在堆肥過(guò)程中先呈上升趨勢(shì)，后逐漸下降，在35 d左右趨于穩(wěn)定。含水率在堆肥過(guò)程中呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。第35 d時(shí)，C/N比達(dá)到了堆肥已經(jīng)腐熟的要求范圍(15～20∶1)。施用堆肥的處理株高、葉面積和干物質(zhì)累積量均高于未施用堆肥的處理，且土壤與堆肥物料1∶2配比時(shí)，植株地上部和地下部養(yǎng)分含量達(dá)到最高。表明堆肥溫度45～49℃，平均溫度48℃，C/N比19.50，pH值為9條件下，園林植物粉碎物料堆肥在第35 d時(shí)達(dá)到腐熟，全氮、全磷、全鉀養(yǎng)分含量分別為1.28%、1.73%、1.95%，可以作為輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土的原料；土壤與堆肥比例1∶2時(shí)最有利于植株翠蘆莉的生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：園林植物; 粉碎物料; 雞糞; 堆肥; 好氧發(fā)酵

隨著生態(tài)文明發(fā)展的需求，園林綠化日益受到人們的關(guān)注。園林廢棄物主要是指行道樹(shù)修剪、草坪修剪以及植物本身新陳代謝產(chǎn)生的枯枝落葉、雜草和植物殘花等廢棄物，園林廢棄物資源化、無(wú)害化處理是當(dāng)前需要解決的環(huán)境問(wèn)題[1]。

有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，北京市2010年全市園林綠化廢棄物料總量約520萬(wàn)t，其中可利用的總量約443萬(wàn)t[2]。深圳市每天產(chǎn)生園林綠化廢棄物料為677 t[3]，據(jù)預(yù)測(cè)，至2020年園林綠化廢棄物料每天產(chǎn)量將達(dá)到1261 t[4]。園林植物廢棄物成分復(fù)雜，但含有較高的有機(jī)質(zhì)，纖維素和木質(zhì)素，是不可多得的資源，如果處理不當(dāng)，不僅污染城市環(huán)境，也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

以往國(guó)內(nèi)處理園林植物廢棄物的主要方法是通過(guò)填埋和焚燒等途徑，不僅會(huì)產(chǎn)生二噁英等有毒有害的氣體，焚燒后的灰燼還會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，造成資源的浪費(fèi)[5]。然而，與填埋、焚燒相比，園林植物粉碎物料的堆肥化處理不但具有節(jié)約能源、減少園林廢棄物帶來(lái)的環(huán)境污染，而且運(yùn)行費(fèi)用低、產(chǎn)物利用率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)外大多采用堆肥的方式處理園林植物廢棄物[6-7]。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署在1994年頒布了園林廢棄物堆肥的EPA530-R-94-003法則，對(duì)園林植物廢棄物的收集、處理、加工等措施，以及相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)[8]。日本政府也大力倡導(dǎo)發(fā)展家庭式生產(chǎn)堆肥，對(duì)園林粉碎物料進(jìn)行處理并且集中，建立擁有大型配套設(shè)施機(jī)械的園林綠化廢棄物堆肥廠[9]。而我國(guó)利用園林植物廢棄物進(jìn)行堆肥化處理的研究還比較少。因此，不論是從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)境角度，為使園林植物廢棄物達(dá)到國(guó)家資源化、無(wú)害化的要求，堆肥化處理都是十分必要的。

此外，我國(guó)目前急需研制高架橋輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土。國(guó)內(nèi)高架橋橋區(qū)使用土壤大多來(lái)自建筑基地，土壤養(yǎng)分含量低，容易板結(jié)，透氣性差，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢，參差不齊，而且黏性土壤增加了城市高架橋所承擔(dān)的重量[10]。因此，研制高架橋綠化植物所需輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土是改善城市園林綠化的重要目標(biāo)，減輕高架橋承載重量的同時(shí)，通氣、透水、保濕、富有營(yíng)養(yǎng)的特性，能夠滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育的要求，適合于繁殖和栽培各種植物。

因此，本研究以園林植物粉碎物料為原料，添加雞糞調(diào)節(jié)堆肥的C/N比，通過(guò)對(duì)溫度、含水率、pH等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，參照《生物有機(jī)肥》農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分析它們的變化和關(guān)系，為規(guī)模進(jìn)行園林植物廢棄物堆肥發(fā)酵生產(chǎn)提供參考依據(jù)。同時(shí)以堆肥的方式探究園林植物粉碎物料資源化、無(wú)害化處理，將園林綠化廢棄物中大量的營(yíng)養(yǎng)元素和豐富的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為有效養(yǎng)分，為研制輕質(zhì)高架橋園林植物營(yíng)養(yǎng)土奠定基礎(chǔ)。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

園林樹(shù)木粉碎物堆肥原料為福州市區(qū)修剪植物殘枝、落葉等廢棄物，經(jīng)過(guò)機(jī)械粉碎，粒徑小于20 mm，添加雞糞調(diào)節(jié)堆肥物料的C/N。堆肥試驗(yàn)于2015年4～6月在福州市園林科學(xué)研究院進(jìn)行堆置，主要堆肥原料的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1　主要堆肥原料的基本理化性質(zhì)

試驗(yàn)用翠蘆莉Ruelliabrittoniana采用3周穴盤苗。

1.2試驗(yàn)方法

根據(jù)堆肥物料初始C/N在25～30∶1的范圍內(nèi)，計(jì)算出所需雞糞的含量。將園林綠化廢棄物料和雞糞翻勻3～5次，充分混合，翻勻過(guò)程中加入水分，使堆體含水量達(dá)到50%左右，用鏟車堆置成圓錐形，堆體地面大小12 m2，高1.3 m，露天放置于水泥地上。在堆體沒(méi)有升溫前，堆體上覆蓋塑料薄膜，升溫后撤去塑料薄膜，根據(jù)溫度每2周進(jìn)行1次翻堆，使堆體的溫度不超過(guò)70℃。在堆體發(fā)酵期間，分別于1、5、10、15、20、25、35、45、55、63 d取樣測(cè)定堆體發(fā)酵過(guò)程中堆體的含水量、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和C/N比值。

如表2所示，根據(jù)土壤與堆肥的不同比例進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。每盆當(dāng)中總重量均為13 kg。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)7次。試驗(yàn)于2015年7月從生產(chǎn)用苗中選取大小一致的翠蘆莉穴盤苗定植與盆中，種植60 d后測(cè)定其形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)。

表2　盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3測(cè)定方法

在堆肥發(fā)酵期間，分別在每天上午10：00對(duì)堆體物料進(jìn)行觀察，并測(cè)定溫度，取一定質(zhì)量的物料測(cè)定含水率和pH值。

溫度測(cè)定：于每天上午10：00，采用探針式溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)定取3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于堆體表面以下30 cm處，取其平均值作為該堆體的溫度。

含水率測(cè)定：取一定質(zhì)量的新鮮堆體物料，于105℃下烘干4～6 h至恒重，冷卻后稱重，計(jì)算含水率[11]。

pH值測(cè)定：pH計(jì)測(cè)定[11]。

全氮：采用H2SO4·H2O2消煮-凱氏定氮法；全磷：采用H2SO4-HNO3消煮鉬銻抗比色法；全鉀：采用H2SO4-HNO3消煮火焰光度法[11]。

2結(jié)果與分析

2.1堆肥過(guò)程中堆體溫度的變化

溫度變化是堆肥過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵控制指標(biāo)，它是微生物發(fā)酵過(guò)程，反映了堆體內(nèi)微生物活性的變化，微生物代謝產(chǎn)熱，使堆體溫度產(chǎn)生變化，這種變化與堆體當(dāng)中可被分解的有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。有研究表明，堆肥好氧發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生3個(gè)溫度變化：升溫期、高溫期、降溫期。堆體溫度在開(kāi)始的3～5 d內(nèi)，從環(huán)境溫度迅速上升到60～70℃的，并且在這一水平上持續(xù)一段時(shí)間，隨后逐漸下降[12]。本研究中，堆體溫度在第1～5 d內(nèi)，溫度迅速上升達(dá)到43℃，保證了微生物的正常代謝；隨后第5～10 d溫度達(dá)到高溫階段，一直處于50℃以上，并沒(méi)有逐漸下降，使高溫活性保持到最好。其原因可能是由于園林植物廢棄物當(dāng)中可供微生物分解的有機(jī)質(zhì)含量豐富，堆置體積大，堆肥物料的顆粒較粗，并且堆置初始階段含水率較高，濕度大，導(dǎo)致了微生物分解時(shí)間增加。但持續(xù)的高溫期對(duì)于堆肥原料中有害生物和水分的去除能夠起到了良好的作用，保證堆肥產(chǎn)品的無(wú)害化，達(dá)到國(guó)家對(duì)有機(jī)肥產(chǎn)品的要求[2]。

2.2堆肥過(guò)程中水分的變化

水分是堆肥過(guò)程中重要的指標(biāo)參數(shù)之一，水分過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響堆肥的進(jìn)行，只有適宜的水分含量才能保證微生物的生長(zhǎng)活性，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解，保證堆肥的質(zhì)量[13]。有研究表明，在堆肥過(guò)程中當(dāng)含水率在50%～60%的范圍內(nèi)時(shí)，最適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，活性增強(qiáng)[14]。圖2結(jié)果表明，園林植物粉碎物料在堆肥初始階段含水率變化維持在49.59%～59.84%，有利于微生物的生長(zhǎng)。隨著堆肥時(shí)間增加，持續(xù)的高溫階段使堆體含水率呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，且在第10 d最高溫時(shí)水分下降最為明顯。

2.3堆肥過(guò)程中堆體pH值的變化

堆體pH值是微生物生長(zhǎng)繁殖的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)堆體腐熟程度的因素。多數(shù)研究表明，在中性和偏堿性環(huán)境下堆肥產(chǎn)品能夠達(dá)到腐熟，微生物能夠正常生長(zhǎng)繁殖，過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而影響發(fā)酵的進(jìn)程，降低堆肥產(chǎn)品無(wú)害化的標(biāo)準(zhǔn)[13]。

由圖3可知，在堆肥的整個(gè)過(guò)程中，初始階段pH值先緩慢由8.74上升到8.99，堆肥中期迅速上升到9.33左右，后在35 d前后逐漸下降到9.11左右，并且持續(xù)保持穩(wěn)定狀態(tài)。推測(cè)在堆肥的初始階段，微生物生長(zhǎng)繁殖速度較快，加快了含氮有機(jī)物的分解，產(chǎn)生的氨態(tài)氮使堆體的pH值增加。隨著堆肥過(guò)程的進(jìn)行，高溫期加快了氨氣的揮發(fā)，同時(shí)微生物的活動(dòng)產(chǎn)生的有機(jī)酸含量增加，從而使堆體的pH值有所下降[15]；其后，隨著持續(xù)的高溫期使堆肥產(chǎn)品達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，微生物活性降低，堆體pH值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

2.4堆肥過(guò)程中物料養(yǎng)分的變化

堆肥過(guò)程中，微生物快速生長(zhǎng)繁殖，分解有機(jī)質(zhì)活性加強(qiáng)，導(dǎo)致有機(jī)物料中被固定的養(yǎng)分得到充分的活化，堆肥過(guò)程中全氮、全磷和全鉀總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)在堆肥過(guò)程中都會(huì)有所上升[16]。

表3表明，堆肥前園林植物廢棄物當(dāng)中物料各養(yǎng)分以及總養(yǎng)分含量都相對(duì)較少，但隨著堆肥時(shí)間增加，各養(yǎng)分含量以及總養(yǎng)分含量都呈現(xiàn)出相對(duì)增加的趨勢(shì)。全氮含量在堆肥前含量最低，在堆肥到第45 d左右時(shí)達(dá)到最高，推測(cè)雖然在堆肥過(guò)程中持續(xù)性氨的揮發(fā)以及硝態(tài)氮的反硝化作用均會(huì)引起氮的揮發(fā)，但由于氮流失的量低于堆體中有機(jī)質(zhì)降解的速率，增加了速效養(yǎng)分的含量。隨著堆肥過(guò)程高溫趨于穩(wěn)定，微生物分解有機(jī)質(zhì)活性下降，堆體呈現(xiàn)腐熟趨勢(shì)，導(dǎo)致堆體中全氮含量有所下降，并趨于穩(wěn)定，但仍高于堆肥前期全氮含量。

全磷和全鉀在堆肥過(guò)程中絕對(duì)含量雖然沒(méi)有改變，由于微生物的發(fā)酵作用快速分解并轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)，使堆肥的重量和體積相對(duì)減少，全磷和全鉀養(yǎng)分含量不斷上升，并且隨著溫度升高，有機(jī)質(zhì)分解越快，其養(yǎng)分含量上升加快[16]。在表3中，堆肥初始階段溫度持續(xù)上升，微生物分解有機(jī)質(zhì)活性增加，全磷和全鉀含量均有所上升，并且在第45 d時(shí)達(dá)到最高；隨著溫度趨于穩(wěn)定，微生物分解有機(jī)質(zhì)活性減慢，全磷和全鉀含量有所減少，并趨于穩(wěn)定，但其養(yǎng)分含量仍高于堆肥前期園林植物廢棄物當(dāng)中全磷和全鉀的含量。

表3　堆肥過(guò)程中物料養(yǎng)分的變化

2.5堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)含量和C/N的變化

堆肥物料中的有機(jī)質(zhì)在微生物作用下分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)，分解產(chǎn)物在微生物的作用下重新合成新的腐殖質(zhì)[17]。同時(shí)，大量研究表明，隨著堆肥過(guò)程的進(jìn)行，溫度逐漸升高，微生物活性加強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)逐漸減少，主要表現(xiàn)為總氮含量整體上呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)[18-19]。圖4為隨著堆肥時(shí)間增加，堆體當(dāng)中有機(jī)質(zhì)含量的變化。

圖4表明，堆體物料有機(jī)質(zhì)含量在整個(gè)堆肥周期內(nèi)整體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在堆肥初期，堆體物料當(dāng)中有機(jī)質(zhì)的含量達(dá)到47.97%，到堆肥結(jié)束時(shí)堆體物料當(dāng)中有機(jī)質(zhì)的含量為31.22%。經(jīng)過(guò)高溫發(fā)酵和腐熟過(guò)程后，在堆肥第5、10、15、25、35、45、55、63 d時(shí)，有機(jī)質(zhì)的降解率分別為3.81%、4.22%、5.89%、8.35%、10.79%、19.77%、25.09%、34.91%，堆肥后期有機(jī)質(zhì)的降解速率明顯加快。在堆肥初始階段，溫度持續(xù)上升，微生物生長(zhǎng)繁殖，分解有機(jī)質(zhì)活性逐漸加強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)降解速率加快。在堆肥后期，隨著堆肥溫度進(jìn)入高溫階段(50℃)，并逐漸趨于穩(wěn)定，較適宜的溫度促進(jìn)微生物大量生長(zhǎng)繁殖，有機(jī)質(zhì)降解速率達(dá)到最高，促使堆體物料中有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低。

堆肥過(guò)程中碳氮比是評(píng)價(jià)堆肥腐熟度的一個(gè)重要化學(xué)指標(biāo)。園林植物廢棄物處理是微生物在適宜的溫度條件下，利用其中可降解的碳源和氮源為生長(zhǎng)繁殖提供能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一般認(rèn)為，堆肥初始階段物料的C/N比值在25～30∶1時(shí)，適合于微生物的生長(zhǎng)繁殖，有利于堆肥過(guò)程的進(jìn)行[20]。同樣，當(dāng)堆肥腐熟時(shí)，堆肥物料當(dāng)中的C/N比值為15～20∶1。有研究認(rèn)為，最終堆肥產(chǎn)品碳氮比在理論上趨于微生物菌體的碳氮比，認(rèn)為當(dāng)堆肥碳氮比值由原先堆肥適宜的碳氮比值(25～30∶1)將至15～20∶1時(shí)，就可以初步認(rèn)定堆肥產(chǎn)品達(dá)到腐熟狀態(tài)[21]。

圖5表明，堆體物料在整個(gè)堆肥周期內(nèi)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在堆肥初期，堆體物料的C/N比值為31.46，接近適宜微生物生長(zhǎng)繁殖時(shí)的C/N比值范圍，有利于堆肥的進(jìn)行。堆肥35 d時(shí)，堆體物料的C/N比值為19.50，表明在堆肥時(shí)間達(dá)到35 d時(shí)，堆肥已經(jīng)達(dá)到腐熟狀態(tài)。堆肥時(shí)間63 d時(shí)，堆體物料中的C/N比值為15.01。以上結(jié)果可知，隨著堆肥時(shí)間的增加，堆置物料的體積下降，微生物大量繁殖，消耗了大量的碳水化合物，總碳量減少，使堆體總碳含量呈現(xiàn)非常明顯的下降趨勢(shì)，相對(duì)全氮含量上升，導(dǎo)致堆置物料的碳氮比逐漸減小，堆肥達(dá)到腐熟。同時(shí)，堆體物料在35 d達(dá)到腐熟時(shí)C/N比值繼續(xù)降低，這是由于隨著堆肥時(shí)間增加，溫度在適宜微生物生長(zhǎng)繁殖的范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，有機(jī)碳含量不斷減少，使C/N比值在堆肥過(guò)程中不斷下降。

2.6不同配比堆肥對(duì)翠蘆莉株高、葉面積的影響

從表4可以看出，各處理與對(duì)照相比均可提高翠蘆莉的株高、葉面積，且在P<0.05水平上達(dá)到顯著性差異。各處理株高相對(duì)對(duì)照分別增加了36.02%、26.64%和23.21%，各處理葉面積相對(duì)對(duì)照分別增加了37.37%、40.00%和24.74%。其中處理一使植株株高達(dá)到最高73.26 cm，處理二使植株葉面積達(dá)到最大79.8 cm2。由此可知，利用園林樹(shù)木粉碎物料堆肥后添加到土壤中能夠顯著增加翠蘆莉的株高和葉面積，提升觀賞品質(zhì)。

表4　各處理堆肥對(duì)翠蘆莉生長(zhǎng)的影響

2.7不同配比堆肥對(duì)翠蘆莉干物質(zhì)生物量分配的影響

從圖6可以看出，各處理與對(duì)照相比根系干重和地上部干重均有顯著增加，其中處理二地上部分干物質(zhì)生物量和根系部分干物質(zhì)生物量達(dá)到最大，分別為17.58 g和9.12 g。表明處理二對(duì)翠蘆莉地上部的發(fā)育和地下部的發(fā)育具有良好的效果。因此，利用園林樹(shù)木粉碎物料堆肥后添加到土壤中能夠明顯促進(jìn)植株地上、地下部分的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.8不同配比堆肥對(duì)翠蘆莉地上部和地下部養(yǎng)分含量的影響

不同配比的堆肥對(duì)植株體內(nèi)養(yǎng)分含量有著一定的影響。表5表明，植株地上部養(yǎng)分的含量，添加堆肥的處理均顯著高于不添加堆肥的處理。其中全氮含量增幅較大，相比對(duì)照分別增加了79.68%、100.56%和65.90%。處理二全鉀和全氮含量顯著高于對(duì)照和其他處理，分別為34.96 g·kg-1和28.82g·kg-1；全磷含量達(dá)到最高2.80 g·kg-1，顯著高于對(duì)照。植株地下部養(yǎng)分含量，添加堆肥的處理均顯著高于未添加堆肥的處理。全鉀含量相比全氮、全磷增幅較大，相比對(duì)照分別增加了88.68%、84.52%和79.58%。處理二使全磷和全氮的含量達(dá)到最高，分別為3.96 g·kg-1和14.28 g·kg-1。全鉀含量在處理一條件下達(dá)到最高51.19 g·kg-1。由此可知，不同配比的堆肥對(duì)翠蘆莉地上部和地下部養(yǎng)分含量有著明顯的增加作用。

表5　各處理堆肥對(duì)翠蘆莉地上部和地下部養(yǎng)分含量的影響

3討論與結(jié)論

園林植物粉碎物料堆肥過(guò)程中溫度、水分、pH值，養(yǎng)分含量、有機(jī)質(zhì)、C/N比等因素相互作用、共同影響著堆肥的腐熟化。為保證堆肥產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家無(wú)害化、資源化要求，堆肥產(chǎn)品使用前需要進(jìn)行腐熟化指標(biāo)檢測(cè)， C/N比值是評(píng)價(jià)堆肥腐熟度的重要參數(shù)。一般認(rèn)為C/N比值從最初的25～30降低到15～20，表明堆肥基本達(dá)到腐熟狀態(tài)。溫度、水分和pH值在堆肥發(fā)酵過(guò)程中作為重要的指標(biāo)參數(shù)，時(shí)刻影響著堆肥的順利進(jìn)行。堆肥中氮、磷、鉀含量以及總養(yǎng)分含量對(duì)堆肥產(chǎn)品的資源化利用提供有效的依據(jù)。

試驗(yàn)中園林樹(shù)木粉碎物料堆肥過(guò)程中溫度、含水率及pH值變化有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，加速了堆肥物料有機(jī)質(zhì)的降解。堆肥物料全氮、全磷、全鉀和總養(yǎng)分含量在堆肥初始階段呈上升趨勢(shì)，并且在堆肥第35 d時(shí)達(dá)到最高，后逐漸下降。堆肥物料C/N隨著堆肥時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，堆肥第35 d時(shí)降至19.50，同時(shí)堆肥表面呈現(xiàn)疏松的灰白色團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，無(wú)臭味，不吸引蚊蠅，表明堆肥產(chǎn)品達(dá)到腐熟狀態(tài)。土壤和堆肥物料1∶2配比時(shí)，植株翠蘆莉地上部、地下部干物質(zhì)累積量和株高高于其他處理，翠蘆莉葉面積及地上部養(yǎng)分含量顯著高于其他處理。發(fā)現(xiàn)土壤和樹(shù)木粉碎物料堆肥按1∶2配比是翠蘆莉生長(zhǎng)的理想基質(zhì)，最有利于翠蘆莉的正常生長(zhǎng)，可在城市園林植物及高架橋植物栽培時(shí)應(yīng)用。

本研究利用福州市主要行道樹(shù)修剪廢棄混合粉碎物料進(jìn)行堆肥化處理，不僅能夠提高園林植物粉碎物料的利用率，美化城市環(huán)境，還能為研制適合高架橋園林植物栽培的輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土提供理想基質(zhì)。輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土通氣、透水、保濕、保溫及富有營(yíng)養(yǎng)的特性，充分滿足高架橋植物的生長(zhǎng)發(fā)育需求，減輕高架橋承載的負(fù)荷。獲得優(yōu)質(zhì)堆肥，需要合理調(diào)節(jié)堆置物料的溫度、含水量、pH值和C/N比值。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝瑞軍,方海蘭,郝冠軍,等.園林廢棄物堆肥對(duì)黑麥草產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響[J].園林科技,2010,(3):25-28.

[2]馮紅梅,秦永勝,李筱帆,等. 添加菌劑和雞糞對(duì)園林廢棄物堆肥效果的影響[J]. 北方園藝,2015,(15):156-160.

[3]梁順文,王翠萍,劉鴻雁. 深圳市有機(jī)垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀及資源化利用方式的探討[J]. 貴州化工,2009,(6):36-39.

[4]梁順文,喬瑋,吳學(xué)龍. 深圳市城市有機(jī)垃圾處置現(xiàn)狀與資源化利用研究[J]. 環(huán)境衛(wèi)生工程,2009,(6): 39-40，43.

[5]韋元雅,宋鵬,陳五嶺,等. 堆肥法處理城市有機(jī)垃圾研究綜述[J]. 上海環(huán)境科學(xué),2008,(5): 214-217,230.

[6]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用基質(zhì)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué),2013.

[7]倪文清.園林綠化廢棄物處理的現(xiàn)狀及政策分析[J].現(xiàn)代園藝,2014,(24):161.

[8]王浩,袁一荃,王亞琪,等.園林綠化廢棄物堆肥用作青菜育苗基質(zhì)的效果研究[J].杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào),2015,14(2):196-201.

[9]張璐.園林綠化廢棄物堆肥化的過(guò)程控制及其產(chǎn)品改良與應(yīng)用研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué),2015.

[10]王瑞.福州高架橋陰地生態(tài)環(huán)境及綠化研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué),2014.

[11]農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):NY 884-2004 生物有機(jī)肥[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005.

[12]EKLIND Y, KIRCHMANN H. Composting and storage of organic household waste with different litter amendments[J]. II: nitrogen turnover and losses. Bioresource Technology， 2000，74(2):125-133.

[13]盧漫,黃東光,陳元科,等. 園林植物廢棄物堆肥發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)變化分析[J]. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,10(5):41-44.

[14]李清偉,呂炳南,王玉波.雞糞好氧堆肥研究進(jìn)展[J].天津農(nóng)業(yè)大學(xué),2008,14(3):40-42.

[15]郝利峰,孫向陽(yáng),李學(xué)珂,等. 不同外源添加物對(duì)園林綠化廢棄物腐熟過(guò)程的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(7): 302-306.

[16]鄭衛(wèi)聰,李勝華,丁少江,等.不同處理措施對(duì)園林廢棄物堆肥理化性狀的影響[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,24(2):32-36.

[17]張隴利.產(chǎn)業(yè)廢棄物堆肥處理效果及碳素物質(zhì)變化規(guī)律研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

[18]SAID-PULLICINO, GIGLIOTTI G. Oxidative biodegradation of dissolved organic matter during composting[J]. Chemosphere, 2007, 68(6):1030-1040.

[19]HERNANDZ T, MASCIANDARO G, MORENO I, et al. Changes in organic matter composition during composting of two digested sewage sludge[J]. Waste Management, 2006,26(12):1370-1376.

[20]曹曉璐.園林廢棄物制造栽培基質(zhì)過(guò)程中微生物的動(dòng)態(tài)變化[D].北京：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院,2014.

[21]于鑫. 北京市園林綠化廢棄物再利用調(diào)查及堆肥實(shí)驗(yàn)研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué),2010.

(責(zé)任編輯：林海清)

Composting of Tree-pruning Waste and Effect of Resulting Composts on Growth ofRuelliaBrittoniana

CHEN Neng-hai1, FU Ying2, LI Jin-ping1, Liu Xiang-guo2, LIU Hong1*

(1.CollegeofResourcesandEnvironment,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou，F(xiàn)ujian350002,China; 2.ResearchInstituteforLandscapeScience,FuzhouCity,Fuzhou,Fujian350002,China)

Abstract：By using the waste from tree-pruning in Fuzhou and adjusting the C/N ratio with chicken manure for composting, the resulting composts were evaluated as a potential substrate for plant growth. During the composting, a real-time monitoring on the aerobic fermentation was conducted to understand the changes in the nutrient content of the compost and their effect on the growth of the model plant, Ruellia brittoniana. A continual decline on the organic matters accompanied by an increase on the contents of nitrogen, phosphorus, potassium, and other nutrients in the compost was observed. On the 10thday of composting, the compost reached a constant internal temperature of 50℃, while its pH decreased gradually after an initial increase and stabilized after the 35thday. The moisture content of the compost decreased continuously throughout the process. The C/N ratio of the compost arrived at the fully decomposed stage (i.e., 15-20/1) on the 35thday. The height, leaf area, and dry biomass of the plants grown on the soil/compost mixtures were found superior to those on soil alone. When one part of soil was mixed with two parts of the compost, the nutrient content in the above-ground, as well as under-ground, parts of the plant was at its maximum. It was concluded that when the temperature was 45-49℃(averaging 48℃), C/N at 19.50, and pH at 9, the compost was considered fully decomposed with the total nitrogen, phosphorus, and potassium contents of 1.28%, 1.73%, and 1.95%, respectively. And, on substrate with a mixing ratio of two parts compost to one part soil, the best result was obtained for the growth of R. brittoniana. It was expected that a compost could be generated from tree-pruning waste in the city to satisfactorily enrich the soil for municipal landscaping on viaducts.

Key words：landscaping plants; tree-pruning waste; chicken manure; compost; aerobic fermentation

收稿日期：2016-02-18初稿；2016-03-20修改稿

作者簡(jiǎn)介：陳能海(1990-)，男，研究生，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)學(xué)方面的研究 (E-mail: cnh1208@sina.com) *通訊作者：劉泓(1968-)，女，博士，教授，主要從事環(huán)境污染評(píng)價(jià)及修復(fù)、植物毒理方面的教學(xué)和科研工作(E-mail: liuhong@fafu.edu.cn)

基金項(xiàng)目：福州市科技局項(xiàng)目(2013-G-106、KSN2R0001)

中圖分類號(hào)：S 141

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0384(2016)04-408-07

陳能海，付影，李金萍，等.行道樹(shù)修剪物料堆肥化過(guò)程中關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)分析及對(duì)翠蘆莉生長(zhǎng)的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，31(4)：408-414.

CHEN N-H，F(xiàn)U Y，LI J-P，et al.Composting of Tree-pruning Waste and Effect of Resulting Composts on Growth ofRuelliaBrittoniana[J].FujianJournalofAgriculturalSciences，2016，31(4)：408-414.