幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐基質(zhì)理化特性及在園林覆蓋和栽培上的應(yīng)用.pdf

1、由于泥炭資源大量減少,開(kāi)采泥炭對(duì)濕地生態(tài)造成嚴(yán)重破壞,限制泥炭使用的壓力越來(lái)越大,泥炭替代物研究成為基質(zhì)國(guó)際研究熱點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者根據(jù)各國(guó)家國(guó)情用城市垃圾有氧腐解物、樹(shù)皮、木材纖維等作為泥炭替代物并對(duì)其特性進(jìn)行了研究。我國(guó)有著大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,資源浪費(fèi)嚴(yán)重并引起污染問(wèn)題,把其開(kāi)發(fā)為泥炭替代物可以大幅度降低基質(zhì)成本,具有重要的研究意義和研究?jī)r(jià)值。另外,國(guó)內(nèi)基質(zhì)理論研究相對(duì)滯后,目前基質(zhì)研究?jī)H限于基質(zhì)的簡(jiǎn)單配比及對(duì)植物的影響等,有必要對(duì)基質(zhì)的性

2、質(zhì)進(jìn)行深入研究,只有明確了其性質(zhì),才能在配比及管理方面有的放矢。本研究對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行堆腐處理,應(yīng)用國(guó)際上基質(zhì)通用研究方法并借鑒土壤學(xué)研究方法,深入研究農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐基質(zhì)的理化特性并加以改良,為其代替泥炭在無(wú)土栽培中應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持,并進(jìn)行了農(nóng)業(yè)廢棄物腐解基質(zhì)在園林覆蓋和栽培上應(yīng)用研究。結(jié)果表明： (1)堆腐開(kāi)始后,各種材料溫度均迅速升高,較短時(shí)間后又較快的下降,不同材料溫度上升的快慢及最高溫度差異很大,翻堆可提高堆體的

3、溫度；玉米秸稈整個(gè)腐解過(guò)程均不需加水,小麥秸稈堆制前吸水特別困難,腐解較短時(shí)間后吸水就變得很容易,棉花秸稈失水較快,腐解過(guò)程中需要不斷加水,而大豆秸稈和菇渣只需前期加水；在堆腐的過(guò)程中,各種材料持水孔隙度均有所增加；玉米秸稈、小麥秸稈、大豆秸稈pH值變化均呈現(xiàn)出先降低后升高然后降低的趨勢(shì),菇渣和棉花秸稈表現(xiàn)為先升高后降低,但兩者曲線有所不同；各種材料的電導(dǎo)率(EC值)均表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)；菇渣抗分解能力最強(qiáng),雙子葉植物秸稈比單

4、子葉植物秸稈抗分解能力強(qiáng),單子葉植物腐解過(guò)程中體積和重量減少較多；隨著腐解過(guò)程的進(jìn)行,容重都不同程度的增加；各種材料的NH4+N和全N都是前期升高,后期降低,而碳氮比(C/N)均呈下降的趨勢(shì)；各種材料經(jīng)過(guò)不同的腐解期后,腐解基質(zhì)發(fā)芽指數(shù)(GI)很快升高,GI后期接近或超過(guò)100％。 (2)玉米秸稈、小麥秸稈基質(zhì)容重較小、通氣性較強(qiáng),而大豆秸稈和棉花秸稈基質(zhì)容重較大,持水孔隙相對(duì)較多；玉米秸稈和小麥秸稈基質(zhì)比大豆和棉花秸稈基質(zhì)易

5、利用水較多,緩沖水容量較少：最大吸濕量和同一壓力下的含水量以質(zhì)量含水量表示時(shí)隨著粒徑的增大而增大,以容積含水量表示時(shí)隨著粒徑的增大而減小；玉米秸稈和小麥秸稈基質(zhì)初始含水量較低,前期蒸發(fā)較快,大豆秸稈和棉花秸稈基質(zhì)初始含水量較高,持水能力較強(qiáng)；加入保水劑不能降低秸稈基質(zhì)的蒸發(fā)速率,但是可以提高其容器持水量和蒸發(fā)過(guò)程中的含水量；四種秸稈基質(zhì)毛管水上升高度有較小的差異,粒徑越小,毛管水上升越快；玉米秸稈和小麥秸稈基質(zhì)滲透系數(shù)分別為74.81

6、mm·s-1和99.09 mm·s-1,而大豆秸稈和棉花秸稈基質(zhì)的滲透系數(shù)分別為22.82 mm·s-1和23.50 mm·S-1,粒徑變化對(duì)滲透系數(shù)有較大影響,蛭石可以減小各秸稈基質(zhì)的滲透系數(shù),但是對(duì)小麥秸稈和玉米秸稈基質(zhì)影響較大,對(duì)大豆秸稈和棉花秸稈基質(zhì)影響較小,隨著基質(zhì)的分解,滲透系數(shù)會(huì)不同程度的下降。 (3)小麥秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈及棉花秸稈基質(zhì)的pH值分別為6.12、6.58、7.64和7.42,只有小麥秸稈pH

7、值在理想范圍5.5～6.5之間,玉米秸稈基質(zhì)的pH值稍微偏高,大豆秸稈和棉花秸稈基質(zhì)的pH值明顯偏高；堆腐過(guò)程中加入硫磺粉可以使秸稈基質(zhì)pH值降低,但基質(zhì)的電導(dǎo)率(EC值)也明顯增加；由于泥炭的pH值和EC值均較低,秸稈基質(zhì)與泥炭混合后,秸稈基質(zhì)的pH值和EC值均顯著降低；用稀H2SO4可以將秸稈基質(zhì)的pH值調(diào)低,隨澆水次數(shù)的增加,其pH值以較快的速率回升；FeSO4·7H2O也可以使秸稈基質(zhì)的pH值調(diào)低,但大豆和棉花秸稈基質(zhì)需要加入的

8、量較多；秸稈基質(zhì)淋洗兩次后,其EC值均達(dá)到理想范圍(<2ms/cm);各種秸稈基質(zhì)EC值的空間分布在含水量較少的情況下差異顯著。秸稈基質(zhì)中含有較多的初始養(yǎng)分,淋洗可以使大量元素含量減少,但對(duì)中微量元素含量影響不大。小麥和玉米秸稈基質(zhì)以質(zhì)量表示的CEC較大,而以體積表示的CEC以小麥秸稈基質(zhì)的為最??；粒徑變化對(duì)秸稈基質(zhì)CEC的影響依據(jù)質(zhì)量表示和依據(jù)體積表示有所不同。小麥秸稈基質(zhì)抗淋溶作用較弱,淋出養(yǎng)分較多,其他三種秸稈基質(zhì)抗淋溶作用較強(qiáng),

9、大豆和棉花秸稈基質(zhì)前期淋出的養(yǎng)分相對(duì)較少,后期相對(duì)較多。 (4)為了研究菇渣作為泥炭替代物的可行性,試驗(yàn)比較了菇渣與泥炭的理化性狀,并對(duì)菇渣生長(zhǎng)障礙因素進(jìn)行了分析和調(diào)節(jié)。結(jié)果表明：菇渣大粒徑較多,透氣透水性較好,持水孔隙比泥炭少,蒸發(fā)反而比泥炭慢；菇渣毛管水上升速較快,加濕潤(rùn)劑對(duì)其作用不明顯；菇渣水分特征曲線與泥炭相似；菇渣保肥性能較弱；菇渣EC值偏高,而泥炭較低,可通過(guò)淋洗方式降低菇渣的EC值；菇渣pH值偏高,可以通過(guò)添加硫

10、磺粉、稀硫酸以及與泥炭等低pH值材料混合的措施解決。 (5)有機(jī)廢棄物腐解材料園林覆蓋可以明顯降低土壤容重、增加土壤孔隙度、提高土壤的滲透性能、減少蒸發(fā)、減少水土流失；有機(jī)廢棄物腐解材料地面覆蓋后地溫日變化平緩,變幅明顯減小,地面覆蓋后年變化變幅明顯減小,春季升溫減慢；有機(jī)廢棄物半腐解材料地面覆蓋抑制雜草效果非常理想,如果覆蓋厚度適宜,基本可以完全抑制雜草的生長(zhǎng)；有機(jī)廢棄物半腐解材料地面覆蓋后明顯提高表層土壤有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分含