园林废弃物替代草炭及其栽培基质应用研究

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草炭属不可再生资源,过度开采会导致环境受损破坏平衡,对湿地生态系统变化影响巨大。近年来园林废弃物产量巨大,不合理利用导致资源浪费严重。为了减少草炭资源过度使用,提高园林废弃物资源化利用率,本研究以园林废弃物为堆肥材料,釆用条垛式好氧堆肥,研究不同初始C/N对园林废弃物堆肥效果的影响,并开展了园林废弃物蒸汽爆破处理后堆肥腐熟研究,旨在探究园林废弃物新型处理方法,以期改善堆肥周期长、养分流失严重的问题,为我国新型快速好氧堆肥提供理论和实践参考。以园林废弃物堆肥产物作为生菜栽培基质主成分,并对基质理化性质与植株生理指标结合进行综合评价,从而探究园林废弃物腐熟产品替代草炭最佳比例。同时探究园林废弃物蒸汽爆破后腐熟产品用于栽培基质的可行性,以期为城市发展与农业生产过程中产生的有机废弃物资源循环利用寻找科学理论支持及技术指导。主要研究内容及结果如下:1不同初始C/N处理对园林废弃物堆肥温度、pH、纤维素、木质素、有机碳含量、种子发芽指数等腐熟指标有一定的影响。结果表明,各处理堆肥结束时均达到腐熟标准,初始C/N为25:1的处理更有利于园林废弃树枝条堆肥,其高温的持续天数高达24天;纤维素、木质素降解率最大,分别达到54.17%和38.98%;有机碳显著降低35.42%;种子发芽指数最高,为134.86%,其腐熟效果最好。2汽爆处理使园林废弃物原料发生初步降解,有机碳部分转化,木屑材料和刨花材料降解率分别为6.88%和23.78%。木质纤维素原有致密结构被破坏,表面形貌变粗糙多褶皱,并形成裂隙孔,表面出现结构被破坏后留下的碎粒和沟壑,单粒体积发生改变。汽爆后堆肥处理后缩短了堆肥腐熟周期,由原来的45天缩短为30天;汽爆后木屑材料容重和持水孔隙度分别显著增加33.33%和122.52%,刨花材料容重和持水孔隙度分别显著增加77.78%和6.71%,提高了基质保水保肥性能;堆肥后对木质纤维素深度降解,木屑与刨花材料纤维素、木质素含量分别显著降低20.69%、34.53%与20.25%、20.20%,增加了基质的养分含量。堆肥结束时两种材料种子发芽指数分别为116.49%和103.52%,毒性物质被彻底清除,对种子发芽有积极作用。3园林废弃物堆肥产品可以替代草炭与牛粪、蛭石按照一定比例复混后用于蔬菜栽培基质。通过对基质理化性质与植株生长、品质指标综合分析发现,当园林废弃物替代草炭比例达到30%时,其综合评价指数为0.810,基质容重为0.33 g·cm-1、总孔隙度为78.04%、pH值为7.21、EC值为1.63 m S·cm-1,符合栽培基质标准。将堆肥产物与草炭、牛粪、蛭石(体积比)以3:4:2:1比例复配后进行生菜栽培试验,该处理生菜长势最好,鲜重、株高、叶长、叶宽与其他处理相比分别提升26.64%~175.81%、10.75%~50.52%、11.86%~36.08%、6%~34.3%。POD较其他处理提高10.26%~207.16%。可溶性糖、可溶性蛋白含量分别达到1.78 mg·g-1和17.51 mg·g-1,养分含量较高,品质较好。4通过对以汽爆后园林废弃物腐熟产品为主材料的混合基质的理化性质及种子发芽率、发芽指数的测定分析,结果表明,添加汽爆木屑腐熟物料各处理均可显著增加基质的碱解氮、速效磷、速效钾含量,增幅分别为48.42%~167.96%、17.75%~127.40%和260.80%~485.60%,具有较高的发芽率(93.33%~100%)和发芽指数(213.51%~366.01%);与CK相比,汽爆刨花腐熟物料处E2、E3、E4处理均能显著增加基质有机碳和速效养分,各处理发芽指数均显著高于CK。综上所述,汽爆后堆腐产品有助于改善基质的养分结构、通气性和持水能力,可用作栽培基质。汽爆木屑腐熟物料养分增加量更高,种子发芽率和发芽指数相对更高。
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