污泥用作苗木容器栽培基質(zhì)試驗(yàn)

吳志廣，仲海洲，朱冬梅，石偉勇

(浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 浙江省亞熱帶土壤與植物營養(yǎng)重點(diǎn)試驗(yàn)室，浙江 杭州 310058)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)步伐的加快，城市污泥等廢棄物處理已成為未來城市發(fā)展的一個(gè)不可忽視的重大問題。城市污水處理量的增加導(dǎo)致污泥產(chǎn)量連年劇增，對(duì)城市污泥進(jìn)行綜合開發(fā)，將經(jīng)過穩(wěn)定化無害化處理的污泥進(jìn)行循環(huán)利用，生產(chǎn)出可供植物栽培利用的生態(tài)有機(jī)原料，既可緩和城市環(huán)境污染的矛盾，又可以變廢為寶，為城市和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供重要途徑［1］。本研究針對(duì)花卉苗木生產(chǎn)容器育苗基質(zhì)的需求，利用城市生活污泥以及生物質(zhì)廢棄物，研究開發(fā)苗木容器育苗基質(zhì)，經(jīng)多種苗木的育苗試驗(yàn)，取得了良好的效果，現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在德清綠色陽光農(nóng)業(yè)生態(tài)有限公司園藝基地進(jìn)行，于2010年9月開始，2011年11月底結(jié)束。

供試基質(zhì)原料:經(jīng)過堆制發(fā)酵處理的污泥、豬糞、松鱗、珍珠巖以及苗圃土。

污泥堆制發(fā)酵過程:將污泥與一定量的調(diào)理劑(鋸沫、秸稈、豬糞等)及膨脹劑 (礱糠、花生殼等)混勻，調(diào)節(jié)物料含水量為55%～60%，碳氮比為30∶1 左右，進(jìn)行好氧堆漚。堆肥過程中，堆體溫度在60～70℃時(shí)翻堆，并保持5～7 d，達(dá)到無害化和活化;當(dāng)堆料變得疏松，堆體溫度下降并趨于相對(duì)穩(wěn)定，電導(dǎo)率基本不再變化，發(fā)酵堆制結(jié)束。污泥經(jīng)堆肥處理后，病原菌、寄生蟲卵、雜草種子幾乎全部被殺死，揮發(fā)性成分減少且臭味降低，速效養(yǎng)分含量有所增加，成為一種比較干凈而性質(zhì)比較穩(wěn)定的基質(zhì)原料。

供試苗木品種:紅葉石楠、大花六道木1.5年生扦插苗，茶花為2年生扦插苗，各個(gè)品種的規(guī)格均等。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)配方的基質(zhì):配方A，污泥4 份、豬糞2 份、珍珠巖1 份、松鱗2 份;配方B，污泥3 份、豬糞2 份、珍珠巖1 份、松鱗2 份;配方C，污泥2 份、豬糞2 份、珍珠巖1 份、松鱗2 份;配方D，污泥1 份、豬糞2 份、珍珠巖1 份、松鱗2份;配方E，豬糞2 份、珍珠巖1 份、松鱗2 份;配方F，泥炭2 份、珍珠巖1 份、松鱗2 份;對(duì)照(CK)苗圃土。

將發(fā)酵處理過的污泥、豬糞、松鱗、珍珠巖等原料按照不同配方的體積比充分混合，用薄膜覆蓋進(jìn)行消毒處理14 d，然后分別裝于高17 cm、上口徑16.5 cm 的1 加侖塑料容器內(nèi)。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)4 次，每個(gè)配方移栽定植扦插苗160 株。

苗木上盆前經(jīng)過精心挑選，除去病株、蟲株，并及時(shí)修剪根系，上盆后及時(shí)澆透水，生長季節(jié)每月追施1 次復(fù)合肥，氮磷鉀比例為8∶4∶5。栽培管理措施保持一致。

1.3 指標(biāo)的測(cè)定與調(diào)查

測(cè)定基質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。用pH 計(jì)測(cè)定基質(zhì)的酸堿度，用電導(dǎo)率測(cè)定儀測(cè)定EC 值，基質(zhì)的容重、孔隙度、有機(jī)質(zhì)等的測(cè)定采取一般的土壤理化性質(zhì)分析方法。

容器苗木生長量的調(diào)查。株高、冠幅、地徑直接測(cè)定，并以算術(shù)平均數(shù)得出。根系發(fā)育狀況以1，2，3，4 級(jí)依次表示為差、中、好和極好。試驗(yàn)結(jié)束后，取出所有供試植株，抖落根部基質(zhì)，洗凈后測(cè)定每株鮮株的質(zhì)量，取其算術(shù)平均數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)的理化性質(zhì)

從表1 可見，基質(zhì)復(fù)配后，理化性質(zhì)存在差異。所有配方基質(zhì)的總孔隙度均在68% 以上，遠(yuǎn)高于對(duì)照苗圃土的60%，基質(zhì)的通氣和保水能力顯著提高，增強(qiáng)了通透性;配方基質(zhì)的容重均小于對(duì)照，有利于減少載重和降低運(yùn)輸成本。配方基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量均高于對(duì)照，有利于有益生物菌群活動(dòng)，對(duì)于根系營養(yǎng)順利吸收，提高根系活力有幫助;配方基質(zhì)的有效氮含量均高于對(duì)照，肥力明顯增強(qiáng)，其中配方A，B，C，D 均含有一定量的發(fā)酵污泥，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量高于其他基質(zhì)。配方基質(zhì)的pH 值5.9～6.9，有利于植物的生長;電導(dǎo)率明顯高于對(duì)照，較高的電導(dǎo)率能增大陽離子交換活性，使根系對(duì)主要礦質(zhì)元素和微量元素的吸收更為順利。

表1 不同配方基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.2 對(duì)紅葉石楠生長的影響

不同配方基質(zhì)對(duì)紅葉石楠的營養(yǎng)生長影響不一樣。從表2 可看出，紅葉石楠在配方A 和B 基質(zhì)營養(yǎng)生長量 (包括樹高、冠幅、地徑、根系生長和生物量)較大，栽培效果較好，與其他基質(zhì)生長量相比達(dá)到顯著水平。其次為配方C 和E 基質(zhì)，兩者的生長量與對(duì)照達(dá)到顯著差異水平。配方F 基質(zhì)鮮重低于對(duì)照，主要表現(xiàn)為主根不發(fā)達(dá)、側(cè)枝少，影響了紅葉石楠整體的生長量。綜合分析，配方A，B基質(zhì)為紅葉石楠栽培的較優(yōu)配方基質(zhì)，紅葉石楠屬于嗜肥類植物，基質(zhì)中較高的電導(dǎo)率和較高的有機(jī)無機(jī)養(yǎng)分含量對(duì)紅葉石楠的生長起到關(guān)鍵性作用。

2.3 對(duì)大花六道木生長的影響

從表3 可看出，大花六道木在配方A，B 基質(zhì)的生長明顯好于其他基質(zhì)，配方C，E 基質(zhì)的株高、鮮重及根系生長量也明顯好于配方F 基質(zhì)。說明富含污泥、豬糞的有機(jī)質(zhì)能夠明顯促進(jìn)植物生長，在大花六道木的栽培過程中，并不是孔隙度越大越好，關(guān)鍵還是基質(zhì)中有效養(yǎng)分的供應(yīng)量。綜合分析，配方A，B號(hào)基質(zhì)為大花六道木容器栽培的較優(yōu)基質(zhì)。

表2 不同配方基質(zhì)對(duì)紅葉石楠生長的影響

表3 不同配方基質(zhì)對(duì)大花六道木生長的影響

2.4 對(duì)茶花生長的影響

由于茶花為喜酸性植物，其適宜pH 值在5.5左右，所以栽培基質(zhì)的pH 值對(duì)于其生長影響較為明顯。從表4 中可看出，茶花在配方A，B，F(xiàn) 基質(zhì)的營養(yǎng)生長量較大，栽培效果較好，其鮮重生長量與其他基質(zhì)相比達(dá)到顯著差異水平;以下依次為配方C，D，E 基質(zhì)，都與對(duì)照差異達(dá)到顯著水平。綜合分析，在保證基質(zhì)中一定含量的有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分的前提下，茶花對(duì)于栽培基質(zhì)的酸堿度較為敏感，配方A，B，F(xiàn) 基質(zhì)栽培茶花效果較優(yōu)。茶花為肉質(zhì)根系，在保障偏酸性的栽培基質(zhì)條件下，較高的孔隙度和電導(dǎo)率對(duì)于促進(jìn)其根系活躍，排除毒性金屬的傷害起到重要作用。

表4 不同配方基質(zhì)對(duì)茶花生長的影響

2.5 基質(zhì)成本

依照德清綠色陽光農(nóng)業(yè)生態(tài)有限公司苗木基地周邊的市場價(jià)格，污泥主要由污水處理廠配送，其成本主要是堆制發(fā)酵過程中的部分添加劑和堆制人工費(fèi)用，成本價(jià)為65 元·m-3，豬糞的成本價(jià)為120 元·m-3，松鱗成本價(jià)為130 元·m-3，泥炭成本價(jià)為350 元·m-3，珍珠巖的單價(jià)為180 元·m-3。配方基質(zhì)A，B，C，D，E，F(xiàn) 的成本分別為104.2，109.4，115.7，124.2，136.0 和228.0 元·m-3。各配方基質(zhì)的成本與容器栽培大量采用的泥炭、珍珠巖配方基質(zhì)價(jià)格相比，成本下降1/2，因此利用污泥等本地廢棄物資源開發(fā)栽培基質(zhì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

3 小結(jié)與討論

基質(zhì)復(fù)配后的理化性質(zhì)較單一基質(zhì)明顯改善。容器栽培技術(shù)的核心是用基質(zhì)代替土壤，基質(zhì)的作用除支持和固定植物外，更重要的是為植物生長提供穩(wěn)定、適宜的根系環(huán)境，如水分、空氣、養(yǎng)分、酸堿度、有機(jī)質(zhì)等。單一的物質(zhì)很難達(dá)到植物生長所需的適宜的理化指標(biāo)，復(fù)合基質(zhì)利用不同材料的特點(diǎn)，揚(yáng)長避短，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可使基質(zhì)的穩(wěn)定性、保水保肥性、通氣性、透水性、緩沖性達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)，利于植物生長和容器栽培管理。

紅葉石楠、大花六道木和茶花的試驗(yàn)栽培結(jié)果表明，發(fā)酵污泥中富含的有機(jī)質(zhì)和有效氮，能夠被植物有效吸收并轉(zhuǎn)化成生長物質(zhì)，在合理的混配比例下，混合基質(zhì)較高的孔隙度和電導(dǎo)率對(duì)于促進(jìn)植物根系的活躍，排除毒性金屬的傷害起到積極的作用，適合用作苗木容器栽培的基質(zhì)。

從成本、栽培效果綜合分析，35%～45%的污泥混合豬糞、松鱗及珍珠巖的配方基質(zhì)適宜于紅葉石楠、大花六道木和茶花的容器栽培，是較優(yōu)的配方基質(zhì)，以污泥等廢棄物為主的配方基質(zhì)的生產(chǎn)成本較泥炭價(jià)格有較大幅度下降。

［1］李艷霞，王敏健，王菊思.有機(jī)固體廢棄物堆肥的腐熟度參數(shù)及指標(biāo)［J］.環(huán)境科學(xué)，1999，20 (2):98-103.

［2］李謙盛，郭世榮，李式軍.利用工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無土栽培基質(zhì)［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2002，17 (4):515-519.

［3］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.3 版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

［4］連兆煌，李式軍.無土栽培原理與技術(shù)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1994.

［5］李國學(xué)，張福鎖.固體廢物堆肥化與有機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000:46-47.