园林废弃物也称为园林垃圾,主要指园林植物自然败落或经人工修剪所产生的枝条､叶等植物残体｡随着我国“生态城市”和“森林城市”建设的持续推进,城市绿化面积不断扩大,园林废弃物产量也快速增加[1]｡根据住建部《2021年城市建设统计年鉴》,2021年我国的园林废弃物产生量已达1.33亿t,为我国第二大城市固体废弃物｡园林废弃物以木质纤维素为主要成分,基本是可生化降解的有机物,具有很高的利用价值和潜能,被称为放错位置的资源[2]｡相比于城市生活垃圾和污泥等其他固体废弃物,园林废弃物含有较高的营养成分,且重金属含量较低,更适合于种植领域,可用于生产有机肥､营养基质和土壤改良剂等[3-4]｡

我国对园林废弃物的资源化利用起步较晚,长期以来将园林废弃物视为普通固体废弃物进行处理｡近年来,随着国家青山绿水政策的实施,园林废弃物的处置问题愈发引起关注,目前已有一些关于园林废弃物基质化利用的研究｡张彤彤等[5]以香樟青叶和法桐落叶为发酵底物,分析了不同碳氮比对枯青叶单独及混合厌氧发酵的影响｡王安娇[6]以天竺桂､重阳木､法桐等植物的修剪枝叶为原料,研究废弃枝叶堆体分解过程中物料理化性质变化和分解效果｡李燕[7]以杨树和柳树枝条为堆肥原料,采用条垛式好氧堆肥方式,研究不同外源添加剂对堆肥进程和产物的影响,并探索了不同堆肥对甘蓝和西葫芦幼苗生长的影响｡本研究以不同园林废弃物堆肥为试验材料,研究其作为基质对日本枫树生长的影响,以期为城市园林废弃物的资源化利用提供科学依据｡

1、材料与方法

1.1试验场地

试验场地为宁海县力洋镇野村苗木专业合作社槭树种植基地(121°38′22″E､29°22′28″N),属亚热带季风性湿润气候区,温暖湿润,四季分明,年平均气温16.6℃,年平均降水量1761mm｡

1.2试验材料

1.2.1供试植物｡选择‘莎娜’‘金线’‘克利普斯’‘十二单衣’和‘滨野丸’5个日本枫树品种为供试植物,用于试验的同一品种钵苗的高度与生长状态一致｡

1.2.2供试材料｡选用杉木､樟木､柏木､白杨和柳杉5种园林植物的修剪废弃物,将收集的材料进行碎机处理,得到粒径0.1~0.5cm碎木屑,之后加入少量EM复合菌,在自然条件下堆肥3个月｡堆肥结束后,将不同类型堆肥分别与泥炭､羊粪混合制成栽培基质,共有5个基质类型,以每个基质类型为一个处理组,以我国南方植物栽培常用的黄土作为对照组(表1)｡

表1不同处理基质配比

1.3试验方法

1.3.1基质容重与孔隙度测定｡基质的容重与孔隙度测定参考郭世荣[8]的方法｡取100mL塑料烧杯,称取空烧杯重量W1,之后加入风干的混合基质至占据所有体积,并且控制基质紧实度与种植时相近,此时再称取烧杯与基质总重量W2,计算出两者的质量之差(W2-W1),再除以体积100mL,即可计算出基质的干容重｡将装有混合基质的烧杯中加水至饱和,称取重量W3,计算出两者质量差(W3-W2),再除以体积,得到总孔隙度值｡再将装有饱和水的烧杯倒置,至水分不再流出,称取重量W4,计算出W3-W4差值,将该差值除以体积即得到通气孔隙度｡持水孔隙度则通过计算(W4-W2)/100mL得到｡各处理组重复测定3次,计算每个处理的平均值和标准误｡

1.3.2土壤pH值测定｡将风干的混合基质与ddH2O按照1∶5(V/V)比例进行混合,充分搅拌后在500rpm/min条件下离心3min,取出上清液进行pH值测定｡各处理组重复测定3次,计算每个处理的平均值和标准误｡

1.3.3土壤养分测定｡有机质含量测定依据NY525-2011《有机肥料》标准,采用重铬酸钾容量法进行测定;水溶性氮含量采用碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度计法测定;有效磷含量采用磷钼酸喹啉容量法测定;速效钾含量采用醋酸铵—火焰光度计法测定｡各处理组重复测定3次｡

1.3.4植株生长测定｡选用5个品种枫树小苗进行上盆操作,每盆栽植1株,相同基质共栽植5盆｡所有小苗放于温室大棚内培养,采用同一方法进行常规管理,90d后,统计小苗成活率｡10个月后,测量植株的新枝长度和新根长度,每个植株测量5个新枝和5条新根｡

1.4数据处理

利用Excel2020统计数据,采用Origin7.5软件进行显著性差异分析,通过Duncan法进行多重比较｡

2、结果与分析

2.1基质的理化性质由表2可知,不同园林废弃物混合基质的干容重存在差异,容重最大的为A2,0.62g/cm3,其次为A3､A4和A5,分别为0.48g/cm3､0.41g/cm3和0.38g/cm3,A1容重最低,为0.35g/cm3｡总体而言,园林废弃物混合基质的容重显著低于黄土,具有明显质地偏轻的特点｡所有处理组的总孔隙度都高于对照组,最高的为A4,达到56.88%,其次为A1和A5,分别为55.88%和53.08%,A2与A3总孔隙度接近,分别为50.26%和51.87%｡不同处理的孔隙比也有所不同,其中最小的为A5,孔隙比为1∶3.04,其次为A3,孔隙比为1∶3.01,孔隙比最大的A1其比值为1∶2.57｡由此可见,所有处理组中A3和A5的通气孔隙度较低,持水孔隙度较大,表明该2种混合基质的保水性较好,但透气性较差｡

表2园林废弃物基质的物理性质

由表3可知,各处理组的pH值都显著低于对照组,表现为弱酸性,且各处理组间没有显著差异｡处理组中有机质的含量显著高于对照组,其中含量最高的为A2,达306.67g/kg,其次为A3和A5,在290.67g/kg左右,A4的含量最低,为251.33g/kg｡在养分方面,A4中水溶性氮含量最高,达到635.33mg/kg,其次为A2和A5,含量分别为516.67mg/kg和518.34mg/kg,A1中水溶性氮含量仅为225.33mg/kg｡处理组的有效磷含量也存在较大差异,最高为A4,含量达到97.23mg/kg,A5次之,为83.30mg/kg,A1含量最低,仅为42.60mg/kg｡速效钾含量最高的为A1,达469.67mg/kg,A3略低,为447.33mg/kg,A4和A5含量相当,分别为371.67mg/kg和372.67mg/kg,A2中的含量最低,为322.33mg/kg｡根据氮､磷､钾3种养分总量从高到低,依次为:A4>A5>A3>A2>A1>CK｡

表3园林废弃物基质的化学性质与养分含量

2.2不同基质处理对枫树苗成活率的影响

由表4可知,‘莎娜’在A3中成活率最高,为70%,其次为A1和A5,分别为60%､50%,A2和A4中成活率与CK接近;‘金线’品种在A3､A4中成活率略低,为90%,在A1､A2和CK中都达到了100%;‘克利普斯’的成活率在A1和A5中略低,为95%,在其他组中都为100%;‘十二单衣’在A2和A5中成活率最高,为100%,在A1和A4中分别为90%和95%,高于CK的80%;‘滨野丸’在5个处理组中成活率都低于对照组｡

表4不同基质处理枫树小苗的成活率单位:%

2.3不同基质处理对枫树新枝生长的影响

枝条和根系的生长量是判断植物生长状况的重要指标[10]｡由图1可知,不同枫树品种的新枝长度在不同处理组间表现出差异性｡‘莎娜’在A1中新枝的长度最长,为10.07cm,在其他处理组和CK中则未表现出显著差异｡‘金线’在A4和A5中新枝生长较长,分别为16.56cm和16.37cm,在其他组中无显著差异｡‘克利普斯’小苗在A4中新枝最长,达到15.56cm,在其余4个处理组中长度都小于CK｡‘十二单衣’品种在CK､A1､A2和A3中无显著差异,在A4､A5中则显著增长｡‘滨野丸’品种在CK中显著增长,长度达到14.69cm,在5个处理组中的长度则相对较短｡

图1不同基质处理下的枫树新枝长度

2.4不同基质处理对枫树新根生长的影响

由图2可知,5个枫树品种在不同处理组中的根系长度有较大差异,其中:‘莎娜’在A2中新根最长,为26.12cm,在A4､A5中长度略小,分别为20.66cm和21.28cm,在A1､A3中的长度则与CK相当;‘金线’在A2､A3､A5中长度接近,且均大于A1､A4和CK中的根长;‘克利普斯’在A4､A5中的长度显著大于其他组,在A3中的长度则与CK无显著差异;‘十二单衣’在A1､A2和A3中的根长都大于CK,在A4､A5中的根长则小于CK;‘滨野丸’在各处理组中的根长大于CK中的根长,其中以A1长度最大,达到29.01cm｡

图2不同基质处理下的枫树根长

3、讨论

园林废弃物的资源化利用在国外起步较早,许多国家已把园林废弃物的资源化利用衍生到都市农业和产业化发展等多个领域[11-13]｡目前,我国的园林废弃物再利用研究聚焦于堆腐化技术,并且研究方向多侧重于对发酵腐熟过程的分析,包括不同园林废弃物性状变化与腐熟指标间的关系等[14]｡但是,不同园林废弃物堆肥的理化性质存在明显差异[15],将它们用于栽培时对植物的生长效果也是不同的｡杉木､樟木､柏木､白杨和柳杉为南方城市园林绿化的常用树种,具有养护管理方便､生长快速等特点,但是该5个树种需要定期进行修剪｡本研究以该5种树为典型材料,研究其修剪废弃物的资源化利用方式,不仅能够减少城市垃圾的处理成本,也可为开发泥炭的替代材料提供参考,对于减少生态环境破坏有着重要的作用[16]｡

对5种园林废弃物堆肥材料配制混合基质的理化性质进行研究,表明该5种基质都呈弱酸性,pH值介于6.36~6.61,适用于大多数植物的栽植[17]｡处理组中有机质和养分含量都显著高于黄土,保水性和通气性也更优于黄土｡在所有处理组中,养分含量以A4最高,其次为A5｡在成活率方面,5个枫树品种在不同类型基质中的成活率有所差异,其中‘莎娜’在处理组中成活率更高,‘滨野丸’在处理组中成活率略低于对照组,其余品种则在处理组和对比组中成活率相当｡对比各枫树品种在5种基质中的生长参数发现,‘莎娜’在A1中新枝生长最快,在A2中则新根生长最快;对‘金线’品种而言,A5类型基质最有利于其新枝和新根生长;‘克利普斯’品种以A5为栽培基质,2个生长指标的数据值最大;‘十二单衣’在A4､A5中新枝生长迅速,但其新根在该2种基质中生长较为缓慢,可能是由于地上生长与地下生长竞争营养所导致;‘滨野丸’在处理组中新枝生长较缓,但其根系生长更快｡综合而言,不同类型的园林废弃物混合基质对于枫树根系生长具有促进作用,但对于不同品种的新枝生长速度则因品种而异｡

4、结论

本研究以5种园林植物的修剪废弃物堆肥为试验材料,对5种混合基质在枫树小苗栽培中的应用效果进行研究,结果表明,以园林废弃物堆肥作为栽培基质的配比材料具有可行性,该类基质在理化性质方面优于黄土,并在栽培试验中表现出了良好的种植效果,因此具有制作轻型化基质的价值｡

参考文献:

[1]刘瑜,赵佳颖,周晚来,等.城市园林废弃物资源化利用研究进展[J].环境科学与技术,2020,43(04):32-38.

[2]夏金利.不同措施对园林废弃物堆肥腐熟效果的影响[D].郑州:郑州大学,2021.

[5]张彤彤,顾平道,黄跃武.碳氮比对法国梧桐落叶､香樟青叶与猪粪混合厌氧发酵特性的影响[J].河南农业大学学报,2019,53(01):99-105.

[6]王安娇.城市园林植物废弃枝叶分解利用研究[D].福州:福建农林大学,2010.

[7]李燕.外源添加剂对园林废弃物堆肥进程及其品质的影响研究[D].北京:北京林业大学,2016.

[8]郭世荣.无土栽培学[M].北京:中国农业出版社,2003:140-142.

[9]崔勇,杨帆,李荣,等.有机肥料:NY525-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.

[10]葛保志,宋杰,张伟,等.不同栽培基质和肥料配比对月季生长的影响[J].浙江农业科学,2023,64(08):1920-1925.

[12]闫湘.丹麦的环境保护[J].生态经济,2007(10):151-154.

[14]王瑞东,颉建明,冯致,等.不同微生物菌剂对棉秆高温好氧堆肥的影响[J].甘肃农业大学学报,2019,54(01):68-73.

[16]康凯丽,王朴,梁玉婷,等.不同有机废弃物作为栽培基质的可行性分析[J].安徽农业科学,2022,50(19):99-101+136.

[17]刘梦欣,李素艳,孙向阳,等.园林废弃物堆肥用于屋顶绿化轻型基质的配方筛选[J].环境工程学报,2022,16(07):2374-2380.

基金资助:浙江省教育厅科研项目资助(项目编号:Y202352491);宁波市公益性科技计划重点项目(项目编号:2024S017);宁波市乡村振兴团队科技特派员项目(项目编号:2024S211);

文章来源:林立,朱锃杰,祝志勇,等.园林废弃物堆肥为基质对日本枫树生长的影响[J].现代园艺,2025,48(13):19-21+24.