（环境科学专业论文）垃圾堆肥对花草生长和水环境的影响及其合理利用研究.pdf

2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 中文摘要 本研究以遵义市欣环垃圾处理厂的垃圾堆肥作为研究对象，探讨垃圾堆肥作为花草生长基质的可能性及其 对水环境的影响。首先在纯垃圾堆肥上种植香万寿菊、矮串红、麦秆菊、天竺葵、千日红、风仙花、翠菊等花 卉品种，筛选出纯垃圾堆肥上具有良好生长响应的优势花种，同时对纯垃圾堆肥基质渗透水的水质进行评价。 其次。将垃圾堆肥与垃圾灰渣按照不同比例混合，添加适量的磷石膏，作为翠菊的生长基质。观察翠菊的生长 状况及基质渗透水水质的变化。最后，将垃圾堆肥与黄壤按照不同比例混合。添加不同用量的木炭渣，将粉煤 灰、磷矿渣以及煤灰渣作为堆肥混合基质的底层填充材料，在表层混合基质上种植黑麦草，观察黑麦草生长状 况及基质渗透水水质的变化。通过以上研究得出下列主要结论： 1 新鲜生活垃圾堆肥p h 值为7 8 ，星弱碱性。 5 m m 5 2 租颗粒物质的质量分数分别为2 5 1 嘣、4 3 3 2 。 平均容重为0 4 8 5 t m 一总孔隙度达7 7 9 4 。含水量为3 1 7 2 ，符合一般腐熟堆肥含水量要求。其电导率为 2 5 4 5 h s c m ，低子抑青日一般耐盐植物生长的限定值。熏麦草与翠菊的发芽指致分别为8 8 7 1 、6 2 5 3 即垃 圾堆肥对一般植物无生理毒性。堆肥所台有机质、碱解氮、速效磷、有效钾分别为1 2 3 7 、7 0 7 6 m g k g ， 4 枣2m g k g 、2 3 3 8 5m g k g 。堆肥月b 力水平较高容重接近标准基质的容重要求( 0 5 t m 1 ) ，将其作为 花草生长的营养基质具有可行性。 2 采用盆栽试验方法，在纯垃圾堆肥基质上种植香万寿菊、矮串红、麦秆菊、天竺葵于日红、风仙花、 翠菊等花卉品种。以上花卉的平均发芽率分另l j 为：1 0 0 、8 0 ，3 0 、1 0 0 、3 0 、1 0 0 、1 0 0 ；平均株高分别 为2 5 、2 4 、1 2 、9 、5 2 ，2 0 m 、2 3 ；平均根长分别为6 、7 ，1 0 、4c m 、1 2 、根腐 烂、6 ：平均开花量分别为6 朵株、1 3 5 朵株，0 朵株、4 朵株、2 6 朵株、5 朵株、6 5 朵株一：平均干重分别为0 1 8g 株、0 6 9g 株、2 0 9g 株、0 8 0g 株一、1 4 2 3g 株、未测量、 1 9 2g 株。总之，纯堆肥基质上千日红的发芽率最低但株高、根长、总开花量以及积累的干物质量较其 它花卉而言是最高的；香万寿菊、天竺葵、风仙花以及翠菊的发芽率均可达到1 0 0 但从总开花量及千重来 看，翠菊别是纯堆肥基质上生长较好的品种；矮串红的发芽宰可达到8 0 * h ，株高、根长及开花量较好但是干 物质量积累太低：而麦秆菊不仅发芽率低，而且在纯堆肥基质上没有开花。 3 。采用盆裁试验方法，在垃圾堆肥、灰渣为主添加磷石膏的混合基质上种植翠菊，翠菊生长状况普遍良好， 株高可达2 3 3 2 5 c = ，开花量可达6 5 1 2 朵株其中1 0 0 堆肥基质平均出苗宰及成活率分别为1 0 0 、 5 2 5 0 ，在六个处理中是最高的：1 0 0 堆肥+ 磷石膏以及7 5 堆肥+ 2 5 灰渣+ 磷石膏基质上平均出苗率为6 8 7 5 、 平均成活率为2 5 0 0 在六个处理中最低。1 0 0 堆肥+ 磷石膏以及7 5 堆肥+ 2 5 灰渣+ 磷石膏基质上翠菊平均株 高分别为3 2 5 、3 0 5 ：平均开花量均为1 2 o 朵株：平均干重分别为6 2 3 9 株、4 8 8 9 株。总 之，将纯垃圾堆肥作为翠菊的育苗基质具有可行性，而堆肥、灰渣为主添加磷石膏的混合基质作为翠菊中后期 生长的营养性生长基质较为适合， 4 按照四因素三水平正交试验采用完全随机试验设计进行黑麦草盆栽试验，极差分析表明试验因素对株 高、根长、鲜重有以下影响：混合基质中添加炭渣有助于黑麦草株高的增高及生物量的积累；而堆肥用量越大 则越有利于黑麦草根系生长。 5 采用营养钵底部收集盆栽渗透水的试验方法，研究了纯垃圾堆肥种植香万寿菊、矮串红、麦秆菊、天竺 葵、千日红，风仙花，翠菊等花卉品种。以及垃圾堆肥、灰渣为主添加磷石膏的混合基质种植翠菊产生的盆栽 渗透水对水环境的潜在影响。实验期间分别在盆栽前期( 2 0 0 5 年的6 月2 2 日) 、中期( 2 0 0 5 年8 月1 0 日) 、后 期( 2 0 0 5 年9 月1 0 日) 采集盆栽渗透水。分析表明基质渗透水呈弱碱性；前、中、后期电导率分别为9 2 0 5 1 3 1 4 0 p s c m - 1 、3 0 1 4 5 5 8 5 p s c - 、2 2 8 6 z 9 2 0 p s c ：前、中、后期高锰酸钾指数分别超过国家地表水v 类水标准的3 7 5 4 t 5 倍、4 1 7 6 5 6 倍3 0 5 4 3 8 倍；中、后期硝态氮超出地表水v 类水标准的0 3 7 l 0 5 4 9 倍、0 1 8 0 0 4 1 5 倍：前、中，后期磷酸根态磷含量分别超出引起藻化现苏极限浓度( 0 0 2 m g 1 - 1 ) 的1 0 7 5 2 8 2 5 倍、0 1 8 0 0 4 1 5 倍、0 5 5 z 6 5 倍：前期钾，钠、钙，镁等阳离子含量分别为5 0 2 5 6 5 5 0 m g i ，4 2 5 0 5 4 5 5m g r 1 、1 0 2 6 0 5 1 5 9 5 1 9m g 1 - 、1 6 i 8 6 4 3 0 2 0m g l ；前期渗透水中铅、铜、 锌、锰等重金属含量极低，分别为0 0 0 0 8 0 0 0 2 0 = g l 一、0 0 0 8 0 0 1 3m g 1 - 、0 0 3 2 0 0 4 3m g l _ 、 0 0 1 4 0 0 3 3m g r 1 。总之，垃圾堆肥以及垃圾堆肥、灰渣为主添加磷石膏的混合基质在种植花卉过程中产 生的渗透水中含有的较高浓度的有机物、硝态氮、磷酸根态磷、盐分，一旦进入水体环境，势必增加水环境污 3 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 染的漕在风险。 6 四因素三水平正交试验表明，各时期盆栽渗透水的有机物、总磷及盐分含量都是较高的。其中，播种前 无苗期、黑麦草苗期盆栽渗透水的高锰酸钾指数范围分别为1 2 2 4 1 8 2 6 4n g 1 一、9 7 9 1 4 6 1 1m g l ， 均有8 88 9 的处理超出国家地表水v 类水标准限值( 1 5 m g l - 1 ) ；播种翦无苗期盆裁渗透水的总磷浓度范围为 0 2 4 7 0 6 7 8m e 1 - i ，均超过国家地表水娄水标准限值( 0 2m g 1 - 1 ) ，苗期盆栽渗透水的总磷浓度范围 为0 1 9 9 0 5 8 3m g l 有船8 9 的处理超过国家地表水类水标准限值；播种前无苗期、黑麦草茁期、黑 麦草成坪期潘透水的电导宰范围分别为：7 0 1 9 ，6 l 1 7 5 2 5 2 1 p s c _ 一、7 0 5 1 5 4 1 6 2 9 8 4 5 w s c 1 一、2 3 8 0 9 5 3 6 9 7 4 8 p s c - 。，均属于高盐分渗透水。 关键词：垃圾堆肥理化性质盆栽试验花卉草皮生长响应渗透水潜在污染 中图分类号：x 7 0 5 x 8 ”，x 8 3 2 4 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 s u m m a r y t h cr e f u s ec o m p o s to f x i n h u a n w a s t e t r e a t m e n tc o m p a n y i n z a n y i u s e d 缸r e s e a r c ho 坷c c t t h e p o s s i b i l i t yo f u s i n g m e d i u ma n dt h ep o h u d o no f l e a c h e t ew e f es t u d i e di np o t s f i r s t l y , s a l v i as p l e n d t n d s ，b a l s a m i n a c e a e ，c a u i s t c p h u s c h i n c n s i s 。t a g e t e se r e c t a ，g o m p h r c m a8 1 0 b o s a l , p e i a r g o n i u mh o r t o r u m , h e l i e h r y s u mb r a c t a a t u ma n 皿w e l 8p l a n t e d o t it h em e d i u r n , t h eb e s tf l o w e rw a ss e l e c t e d a ts a m ct i m e 。t h el e n c h a r eo f m e d i u mw a gm e a s u r e da n da p p r a i s e d s e c o n d l y , g r o w i n gs t a t u so f c a l l i s t e p h n se h i n e u s i sa n d t h e p o n u t i o n o f l e a c h a t e w c ms t u d i e d i n p o t s b ye s i n g m i x e d r e f u s ec o m p u s ta sm e d i u m f i u a l l y , g r o w i n gs t a t u so fl o l i u mla n dt h ep o l l u t i o no fl e a c h a t uw e r es t u d i e di np o t sb y u s i n gm i x e dr e f u s ec o m p o s t t h r o u g ht h er s c a r c h t h em a m c o n c l u s i o nw e r es h o w e d ： 1 t b cp h y s i c u la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f r e f u s ec o m p o s tw a sa m l y s e d t b cr e s u l t ss h o w e dt h a tp ho f r e f u s ec o m p o s tw a s7 8 s l i g h t l ya l k a l i n e 5 m m , 5 2 m mc o m p o s tg r a n u l ew e i e2 5 1 0 ，4 3 3 2 r e s p e c t i v e l y b u l k d e a s i t yo f c o m p o s t w a s0 4 8 5 t - m o j 9 t o t a lp o r t a b l e t i a r a s h e r w a s7 7 9 4 w a t e rc o n t e n t w a s3 1 7 2 e c w a s2 5 4 5 p s c m - 1 g io f g r a s s w a s8 8 7 1 ，g io f c a l l i s t e p h a sc h i n e u s i s w a s6 2 5 3 d e c o m p o s e d o r g a n i c m a t t e r ，a v a i h b l e n p a n dk w e r e1 2 3 7 、7 0 7 6 m g , k g 、a 4 , 2 m g k g 一、2 3 3 8 5m g k 9 1 , r e s p e c t i v e l y 2 g r o w i n gs t a t u so fs a l v i as p l e n d e n d s ，b a k s a m i n a c e a e 。c a l l i s t e p h n sc h i n e n s i s , t a g e t e se r e c t a , g o m p h r e m a g l o b o s a l p e i a r g o n i u mh o r t o r o m , h e l i c h r y s u mb r a c t e a t u ma n & w b 目r cs t u d i e di np o t sb yu s i n gr e f u s ec o m p o s t m e d i u m d u r i n gt h ee x p e r i m e n tt i m e , g r o w t hr e s p o n s eo ff l o w e nw a sm n s m c db ys e e dg e r m i n a t i o nm t e ，s u r v i v a lr a t e , p l a n t h e i g h t , r o o t l e n g t h f l o w e rn u m b e r a n d d r y w e i g h t i n d i f f e r e n t m a t r i x ，r e s u l t ss h o w e ds h o w e d t h a t t h e b e s t f l o w e r w a sg o m p h t e u ag l o b o s al t h ew o r s tf l o w e rw a sh e u c h r y s u mb r a c t 世a t u m 眦 3 g r o w i n gs t a t u so fc a l i i s t e p h u sc h i n e n s i sw e r es t u d i e di np o t sb yu s i n gr e f u s ec o m p o s t 肚m c d i u r n d u r i n gt h e e x p e r i m e n tt i m e g r o w t hr c s p o u s ew a sm n s u r e d ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec a l i i s t e p h u sc h i n e a s i sc o u l dg r o wv e r y w e i lp i a n th e i g h tw a s2 3t o3 2 5 c ma n df l o w e rn u m b e r6 5t o1 2f l o w e r s r e f l l c o m p o s tp r o v e st ob e e f f e c t i v e f e r t i l i z e rf o rp l a n t i n gf l o w e r s 。s u c h i m p r o v i n gt h ec o n t e n t so fa v a i l a b l eo r g a n i cm a t t e ra n dn u t r i e n t a n dc a bb e w i d e l yu s e df o rp r o d u c t i o no ff l o w e r sa n dg m s s 4 ，g r o w i n gs t a t u so fg r a s sw c ”s t u d i e di np o t sb yu s i n gr e f u s ec o m p o s t m e d i u m t h er e s u l t ss h o w e dt h a tp l a n t h e i g h t , r o o tl e n s k a n db i o m a s so fg l a s sw e r ea f f e c t e db ye x p e r i m e n tm a t e r i a l p l a n th e i g h ta n dw e i g h to fg r a s sw e r e e n h a n c e db ya c t i v a t e dc a r b o n , r o o tl e n g t ho fg r a s sw e r ee n h a n c e db yr e f u s ec o m p o s t 5 t h cl e a c h n t eo fr e f u s ec o m p o s tw e r es t u d i e di np o t s t h er e s u i t ss h o w e dt h a tt h el e a c h a t eo fr e f u s ec o m p o s t m i g h tp o h u t et h ew a t e r - e n v i r o n m e n tw i t hs m n cn o x i o u ss u b s t a n c e s p h , e c ，c o d m n ，n l - h 一n n 0 3 - n p 0 4 - p k , n a ，c a m g ，c r g d , p b c u , z ni nt h el e a c h a t eo f d i f f e r e n tt r e a t m e n t sw a r em o n i t o r e d t b er e s o l l ss h o w e dt h a tb cw a sh o w9 2 0 5 t o1 31 4 0 h s c m ! ，3 0 1 4t o5 5 8 5 p s c m z , 2 2 8 6t o2 9 2 0 p s e m i nt h r e ed i f f e r e n tt i n m c o d m oc o n c e n t r a t i o nw a sh i g h e r t h a nt h evc a t e g o r yw a t e rq u a l i t ys t a n d c r d3 7 5 4 1 5 t i m e s , 4 1 7 6 5 6 t i m e s 3 0 5 4 3 8 t i m e s r e s p e c t i v e l y n 0 3 - n c o n c e n t r a t i o n w a sh i g h e r t h e n t h e v c a t e g o r y w a t e r q u a i l t ys t a n d e r d 0 3 7 1 o 5 4 9 t i m e s ，0 1 8 0 0 4 1 5 r i m e s r e s p e c t i v e l y p 0 4 - pc o n c e n t r a t i o n w a gh i g h e rt h a nt h es t a n d e r do f w a t e re u t r o p h i c a t i o n ( o 0 2 m g 1 1 ) 1 0 7 5 2 8 2 5 t i m u s 0 1 8 0 0 4 1 5 t i m e s ，0 5 5 2 6 5 t i m e s ，r e s p e c t i v e l y , i f , n a c a m gc o n c e n t r a t i o n sw a t e5 0 2 5 6 5 5 0 m g - 1 4 。 4 2 5 0 5 4 5 5 m g i - i9 1 0 2 6 0 5 1 5 9 5 1 9m g i - 1w 1 6 1 8 6 4 3 0 2 0m g - i 一, r e s p e c t i v e l y p b c u , z n , m bc o n c e n t r a t i o n sw c r c 0 0 0 0 8 0 0 0 2 0m g 1 to 。0 0 8 0 0 1 3m g 1 - x , o 。0 3 2 0 0 4 3m g 1 - l 。0 0 1 4 0 0 3 3m g - 1 一，r e s p e c t i v e l y 6 , t b e l e a c h a t eo f c o m p o s t w e r c s t d k d i n p o t s , t h e r o s u l t ss h o w e d t h a t c o d m _ ，t o t a l p h o s p h a t u s ( t p ) s a r c o n t e n t h y d r o l o g y ( e c ) o f l e a c h a t ew e r eh i g e r t h a n t h eo r d i n a r yw a t e r c o d m - o f l e a c h a t ew e r e1 2 2 4 1 8 2 ，6 4m g - l ，9 7 9 1 4 6 1 1m g l t r c s p e c t i v e l y , h i g h e rt h a nt h evc a t e g o ww a t e rq u a l i t ys t a n d e r d t po fl e a c h a t ew e r eo 2 4 7 0 6 7 8 m g 1 - 1 0 1 9 9 0 5 8 3m g 1 4 , r e s p e c t i v e l y , i g h a rt h a nt h e e a t c g o f yw a t e rq u a l i t ys t a n d e r d e co fl e a c h a t ew e r e 7 0 1 9 6 1 1 7 5 2 5 2 1 p s c m i , 7 0 5 1 5 4 1 6 2 9 8 4 5 p s - c m - i , 2 3 8 0 9 5 3 6 9 7 4 8 t t s - c m 一r e s p e c t i v e l y ，h i g e rt h a nt h eo r d i n a r y w a t e r k e yw o r d s ：r o f u s ec o m p o s t ；p h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t m i s t i c s ；f l o w e r sa n dg r a s s ；g r o w i n gs t a s t l m ；i c a c h a t eo f m e d i u m ；p o t e n t i a lp o l l u t i o n 5 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_一 第一部分综述及开题报告 第一章垃圾堆肥效应及其研究展望 1 1 引言 城市生活垃圾因含有大量有机物将其堆腐发酵后的产品称为堆肥。由于堆肥含有丰富的有机质、n 、p 、 k 等养分，常用作肥源用于农田耕作明显起到改良土壤、增加土壤肥力、提高作物产量及提品质等作用，是 发展粮食、蔬菜、花卉、林木生产等方面的有效资源垃圾堆肥应用广泛，其利用程度与其效应研究密切相关。 关于堆肥的研究主要集中在肥力效应、生物效应以及环境效应三方面。其中堆肥的肥效研究主要集中在堆肥的 改土、培肥效应方面：生物效应则表现在促进作物生长、增加产量以及提高作物品质t 同时具有改善土壤中微 生物活性的功能：环境效应研究包括正面和负面的。其中正面环境效应主要是通过堆肥进行污染环境的生态恢 复，负面环境问题则包括过量垃圾堆肥施用引起土壤砂化和盐渍化重金属污染等。而其它方面的研究则较少。 1 2 堆肥效应研究 1 z 1 堆肥的肥效研究 1 2 1 1 堆肥的改土效应 在我国将垃圾堆肥用作农肥较为普遍，因为堆肥的有机质含量较一般土壤的高，不仅富含营养元素，而且含 有一定量的粗渣，所以垃圾堆肥施用得当时能明显改善土壤物理性状，尤其表现在非毛管空隙度增大，大的水 稳性团粒增加，而小团粒减少。同时适当的堆肥施用量对土壤质地也有所改善因为堆肥增加了土壤有机质， 为形成良好的水稳性团粒提供了物质基础。一定量的糨渣可相应改变土质粘重的特性。这些都为非毛管空隙的 增多、改善非毛管空隙与毛管空隙的比例，以形成合理的固、液、气三相比创造了条件。随着非毛管空隙度的 增加，土壤饱和导水率增加土壤通气透水性能增强。在土壤有机质增加，结构改善、质地改善的同时，壤耕作 性能得以改善便于通过耕作形成良好的种植条件( 向长萍，1 9 9 5 ) 。金揉等( 金棵，2 0 0 3 ) 通过垃圾堆肥改 良水稻土，结果表明，水稻土中细砂含量升高，粘粒含量下降，而且改良效果随着垃圾堆肥施用量的增加而增加。 在不同耕作深度上，以0 l o c m 土层的效果最佳，l o 2 0 c m 次之，2 0 4 0 c m 最低。实验表明垃圾堆肥是粘粒含 量较高的水田早作土壤的有效改良添加剂。郭郧兰等( 郭郧兰1 9 9 4 ) 研究了城市污泥和污泥堆肥的农田施用 对土壤性质的影响结果表明士壤容重下降幅度与堆肥用量呈正相关。总团粒结构和水稳团睾立结构均有增加趋 势同时土壤固相容积逐渐增加提高了土壤空隙度和毛管空隙度，从而提高了土壤的通气透水和田间水量，明 显改善了土壤的物理性质。秦嘉海等( 秦嘉海，2 0 0 5 ) 研究了垃圾堆肥对土壤理化性质和苜蓿草产量的影响， 得出复混肥施用于农田后土壤容重降低、总孔隙度增大、初步形成团粒结构、提高了土壤的保水和保肥性的结 论。何腾兵等( 何腾兵。2 0 0 3 ) 研究表明长期施用垃圾复混肥可以促进土壤团聚体的形成提高水稳性团聚体 的含量，改善土壤结构状况。适当降低土壤容重，改善土壤孔隙状况，提高土壤的通透性能，适当提高田间持 水量。a g a s s im 等( a g a a s s im ，1 9 9 8 ) 研究了利用垃圾减少水土流失的可行性：在实验室条件下，采用l o o n 3 - h m 的垃圾覆盖，可以有效地预防2 6 0 m m 的降水对土壤的冲洗，使雨水渗入土壤而且垃圾分解后可使土壤的理化性 状德到明显改善。施用堆肥可提高土壤的阳离子代换量，改善土壤对酸碱的缓冲能力，提供养分交换和吸附的话 性位点从而提高土壤的保肥性( 周立祥1 9 9 4 ) 杜茜、马琨等( 马琨2 0 0 0 ；杜茜，1 9 9 9 ) 利用垃圾堆肥 作肥料，采用大田试验研究表明施加堆肥可使容重下降，灌淤土的p h 值向中性点靠拢，方亭等( 方亭，1 9 9 1 ) 研究表明在酸性土壤施加堆肥土壤p h 值量增高趋势而碱性土的p h 值变化幅度不大。这对于提高土壤微量元 素的生物有效性具有积极作用。另据研究。堆肥施用促使土壤微生物活跃提高土壤空气组分中二氧化碳的浓度， 是导致石灰性土壤p h 下降的原因( 张延毅1 9 9 3 ) 1 2 2 2 堆肥的培肥效应 较多研究表明，垃圾堆肥能够提高土壤养分( 张夫道，1 9 8 4 ；吕春元，1 9 8 5 ；朱本岳，1 9 8 9 ：周艺敏t1 9 9 2 ； 北京市环境卫生科学研究所，1 9 9 8 ：张延毅1 9 9 0 ；张延毅1 9 8 9 ) 陆文龙等( 陆文龙，1 9 9 8 ) 通过3 年的定 位试验和盆栽试验，以及马琨等( 马琨。2 0 0 0 ) 利用垃圾堆肥作为肥料采用大田试验对春小麦和土壤的影响进 行的试验研究都表明垃圾堆肥能明显提高土壤有机质含量，且随堆肥用量以及施用年份的增加而增加。除此之 6 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 外，垃圾堆肥还能显著提高土壤全氮、碱解氮、速效磷和速钾等养分的含量。江荣风等( 江荣风，1 9 9 5 ) 研究了 施用垃圾堆肥在潮土上对花生的增产效果试验结果也表明施用垃圾肥能提高土壤有机质全氮以及有效n 、 p 、k 的含量，特别是有效微量元索含量提高幅度较大z n 、c u 、b 各处理平均是对照处理的2 1 0 倍，p e 、m n 、 h o 比对照处理提高1 7 3 8 9 6 。6 h e n a l 等( s h e n a l ，1 9 9 6 ) 研究表明连续施用垃圾堆肥能提高土壤的c 、n 、p 的含量和土壤的p h 值。 1 2 2 堆肥的生物效应研究 1 2 2 1 改善土壤微生物特性 由于垃圾堆肥中含有1 0 以上的有机质，能增加土壤微生物活性。促进壤有机质的分解，从而形成腐殖质， 土壤酶活性大小直接影响到土壤中各种生物化学过程的强度也与土壤肥力的关系十分密切，酶系统是土壤中 最活跃的部分，过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性与土壤碳素转化水平有关( 关松荫，1 9 8 6 ) 。通过田间试验，测得过 氧化氢酶和碱性磷酸酶活性随垃圾堆肥施入量的增加而升高，这表明垃圾堆肥补充的大量有机碳对酶活性有 较强的刺激作用。周立祥等( 周立祥，1 9 9 4 ) 研究也发现使用堆肥可促使土壤微生物活跃，使土壤微生物总量及放 线菌所占比例增加，土壤的代谢强度提高。许月蓉等( 许月蓉，1 9 9 5 ) 研究了施用垃圾堆肥并种植2 季蔬菜的 潮土、黄棕壤及红壤中的微生物结果表明：当土壤和垃圾堆肥所含的真菌、固氮菌、纤维分解荫的数量相同 时，垃圾堆肥用量大小对土壤微生物数量影响不大。土壤微生物c ，n 含量、土壤呼吸强度、微生物生物量的呼 吸活性比、纤维分解强度均随垃圾堆肥用量增加而提高且呈显著的正相关。 1 2 2 2 促进植物生长及提高产量 大田及盆裁试验表明，垃圾堆肥不仅能够改善土壤的微生物特性，而且提高植物产量和作物品质。由于堆 肥具有改土、培肥效应，原来的土壤养分含量提高以及理化性质改善为植物生长提供了良好的生长环境，不仅 促进植物生长、提高植物产量，而且改善作物品质。f e r r e i r am e 等( f e r r e i r am ，1 9 9 2 ) 采用经过蚯蚓消 化处理的城市垃圾堆肥施用于玉米试验田，发现在不加石灰，而仅施用6 0 8 0 t h m 。2 垃圾肥和化学肥料或在 同时施用4 0 6 0 t h m l 垃圾肥和石灰、化学肥料时，都能产生显著的增产效应。郭笃发( 郭笃发，1 9 9 6 ) 研究 经过y 一射线处理的垃圾因有机质和氮磷钾的活性提高施用该垃圾后蔬菜比常规处理具有更大的增产效 果，这种效果在肥力低的土壤上尤为显著。杜茜等( 杜茜，1 9 9 9 ) 利用垃圾堆肥作为小麦生长的肥料大田试验 结果表明，堆肥用量以1 5 0 t h m 。2 效果最好，产量增幅可达2 5 。郭郦兰等( 郭邱兰。1 9 9 4 ) 通过2 年的盆栽 试验和田问试验探讨了城市污水污泥与污泥堆肥的旋用量对作物品质的影响，结果表明，在一定施用量时玉米、 谷子、白菜等可食部分中的蛋白质、脂肪、耱的含量与对照相比无明显变化且重金属无明显积累现蒙，微量 无素均有不同程度的提高作物可食部分的品质明显改善。唐永良等( 唐永良t 9 9 5 ) 进行的红壤地区垃圾堆 肥的田间试验表明使用垃圾堆肥后花生和猕猴桃产量明显增加：维生素c 和总糖增加，重金属含量基本上 与对照近似，土壤容重降低，田闻持水量提高，总空隙度增加，土壤微生物总致增加。同样子彩虹( 于彩虹 1 9 9 6 ) 和李秀文将污泥与垃圾混合堆肥应用到作物、蔬菜上进行的盆栽及小区试验表明混合堆肥对作物、蔬 菜均有明显的增产效果。张桥等( 张桥等，2 0 0 0 ) 对污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验，研究表明 污泥与稻草或木屑的堆肥作为肥料施用于萝h 和菜心，产量明显提高，部分堆肥产品增产效果优于化肥且后效 明显。堆肥施用使土壤中有机质各葬分含量增加，微生物活动增强、数量增加。金燕( 金燕，2 0 0 0 ) 将污泥堆 肥作为有机原料，配以一定量的化学肥料制成污泥复合肥，通过盆栽和大田试验研究了污泥复合肥对农作物的 生物效应、土壤效应及其对作物吸收累积重金属的影响。结果表明污泥复合肥处理比不施肥处理增产小麦 6 4 3 1 菜花3 2 3 1 ，莴笋1 9 7 6 比等量养分的化肥混肥增产小麦1 0 7 6 1 6 9 0 ，且差异均达显著水平。 1 2 3 堆肥的环境效应研究 1 z 3 1 堆肥的负面环境效应分析 1 2 3 1 1 土壤沙化及盐渍化 对于长期施用垃圾堆肥的土壤其物理结构的变化不容乐观天津土壤肥料研究所测定的垃圾堆肥旌用对 土壤物理性状影响的结果表明，随寿施用量的加大以及使用时间的延长，土壤总孔隙度、非毛管孔隙、渗水速 度均随之而加大，三相比中的固相降低。这种变化趋势如长期下去则可能导致土壤结构恶化，耕层质地变粗， 进而导致有机质的耗氧分解加剧土壤保水保肥能力下降等一系列后果。其中粗灰渣( 0 3 5 m ) 百分含量随 7 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 着垃圾堆肥施加年限的延长而加大，尤其是菜园耕地粗灰渣状况更为明显( 何增耀，1 9 9 1 ) 。垃圾堆肥虽然富 含有机质和多种植物所需要的营养元素，而其腐殖质含量与厩肥、人粪尿等相比则较低，并且垃圾堆肥中较大比 例的砾石成分，长期拖用会导致壤砂化和渣化。由于垃圾堆肥中粗砂和砾石级别的颗粒含量较多，尤其是堆 肥原料中煤灰渣比例较大时，大量施用时确有可能引起土壤渣化和砾化。贺立源等( 贺立源1 9 9 6 ) 研究表明 连续施用垃圾堆肥。耕地土壤的机械组成发生了变化，小于0 0 0 2 n 的粘粒含量降低，而大于0 0 2 u 的砂和粗 砂的含量显著增加土壤质地由粉砂质粘壤土向砂质壤土转变，因此，长期施用有引起土壤“砂化”的可能。 王建民等( 王建民1 9 9 5 ) 研究也表明垃圾堆肥对土壤质地具有明显的影响，在垃圾堆肥累计施用量分别达到 2 1 0 t h m 2 和1 5 7 t h b l 后，土壤分别由中壤土和重壤土变为轻壤土和中壤土。 由于部分含盐量高的垃圾和污泥堆肥会明显提高土壤的电导率，过高的盐分不仅破坏养分之间的平衡而 且还会抑制植物对养分的吸收，甚至会对植物根系造成直接伤害。离子之间的拮抗作用也会增加有效养分如f ( 、 n o ；、n 1 4 + 等的淋失。一般施用垃圾堆肥后土壤全盐含量上升，其上升量与垃圾堆肥的施用量成正相关，因此， 在旖用垃圾肥时要依土壤类型而异应注意土壤盐分的累积。具体而言，在非盐渍土上，可长年适量使用，在 轻度盐渍土上少用，在中度盐渍土上以不使用垃圾堆肥为宜( 陆文龙，1 9 9 8 ) 李艳霞等( 李艳霞，2 0 0 0 ) 研究 表明，污泥和垃圾堆肥含盐量较高，而基质舍盐量是影响种子出苗率的因素之一，所以当它们作为容器育苗基质 时，用量不宜过高，在播种前应考虑淋洗脱盐。 1 2 3 1 2 重金属污染 由于生活垃圾经堆肥处理后直接施用于农田，存在养分含量低和施用量大等问题，如长期大量施用易造成 农田重金履污染( 李国学，2 0 0 0 ：曹作忠，2 0 0 1 ：陈世和，1 9 9 0 ；曹作忠，2 0 0 0 ) 由于重金属污染是制约堆肥 农用推广的影响因素之一，关于这方面的研究较多。 一般而言垃圾中重金属含量较高，经过堆肥化处理后，重金属的形态发生了明显变化：水浸提态重金属的 含量减小而交换态和有机结合态增加但总的来说。残渣态占主要部分。由于水溶态、交换态和有机结合态 的重金属对生物的有效性铰高，而碳酸盐及硫化物结合态和残渣态则较低。因此，如何降低垃圾堆肥中重金属 的危害是一个重要的研究课题。在田问定位试验条件下，潘沽等研究了垃圾肥对土壤和农产品重金属含量的影 响。结果表明当垃圾肥施用量超过1 5 0 t h m 2 时土壤中重金属含随着垃圾肥用量的增加而增加( 潘洁，1 9 9 8 ) 。 在施用垃圾的过程中不同的土壤对垃圾的屉大承纳量有所不同。黄棕壤的承纳量为2 2 5 9 0 0 t h m ，潮土的承 纳量为4 5 0 t h m 。红壤的承纳量为9 0 0 t h m 当垃圾堆肥施用量大于以上标准时由于重金属危害等原因将 导致作物和蔬菜产量的增幅减小( 周德智，1 9 9 5 ) 对农产品品质而言。连续多年施用垃圾肥低于1 5 0 t rh m l 后，白菜和小麦籽粒中重金属含量与对照相差不大( 潘沽，1 9 9 8 ) 。郭鄢兰等( 郭鄢兰，1 9 9 5 ) 研究指出当农田 施用3 7 5 t h m l 污泥或污泥堆肥1 2 0 t h m l 时，植物可食部分和茎杆中的铅、镉、汞、砷等重金属元素的含量 均未超过国家食品卫生标准。主要原因可能是：当土壤中有机质及p h 愈高，污泥和土壤中的可给态重金属元素愈 低重金属元素越不易向植物体内转移与积累。谢思琴等( 谢恩琴，1 9 9 5 ) 研究表明单施垃圾肥会增加蔬菜 中重金属的累积量，但若施垃圾堆肥同时拌施0 5 1 的c a c o ，可以显著降低堆肥中重金属的累积水平，与单 施垃圾肥相比蔬菜中p b 下降2 9 4 1 c r 下降5 4 6 ，c d 下降9 4 2 ，c u 下降2 2 4 ， s 下降4 6 0 。 尽管有研究表明在一定施用量范围不会造成土壤中的重金属超标，但李国学等( 李国学，1 9 9 8 ) 在温室中 研究了施用污泥堆肥对土壤和青菜中重金属积累状况的影响，结果表明，随着堆肥施用量增加，土壤和青菜组 织中的重金属有积累趋势。张桥等( 张桥2 0 0 0 ) 将污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验，结果表明 作物和土壤中的重金属含量有不同程度的提高。而马琨等( 马琨，2 0 0 0 ) 利用超量堆肥进行的盆栽试验表明， 小麦和生菜减产且土壤重金属d t p a 提取值随堆肥用量增加而递增，周供试土壤类别、作物类别有关。金揉等 ( 金探，2 0 0 3 ) 将堆置多年的垃圾堆肥用于水稻土改良结果表明，垃圾堆肥对土壤环境质量存在一定负面影 响。其重金属含量随着垃圾堆肥旌用量的增加而增加，且重金属在水稻土中的分布主要集中在o 2 0 c l 土层内， 对2 0 4 0 e m 土层影响较小，没有出现重金属下渗问题。 l2 3 1 1 3 其它环境问题 垃圾堆肥施用后会不会造成地下水中总n 、总p 浓度的超标从而污染地下水或者因地面径流而污染下游 流域，造成水环境问题，对于这一问题研究报道较少，因此，这方面的研究将是垃圾堆肥环境问题的一个新的 研究方向。张增强等( 张增强，1 9 9 7 ：张增强1 9 9 5 ) 研究了污泥堆肥对几种草坪草生长的响应，结果表明当 8 2 0 0 7 硕士研究生毕业论文 污泥堆肥施用量小于9 k g - 1 时，不会造成地下水中n 如。n 浓度超标；地面径流中总氮在前3 次测定中较高以 后都小于2 r a g l 达到我国地下水环境质量i v 类水要求。径流液中总磷在不同的时期都小于0 2 m g 1 ，可 达到i v 类水标准，不会因地面径流而污染下游流域。 1 2 3 2 堆肥的正面环境效应分析 垃圾堆肥不仅用于农业，而且还可用于污染环境的生态修复。由于堆肥提高了土壤中微生物的活性，促进 植物生长的速率，与此同时垃圾堆肥还可用于被大量农药污染的土壤修复，因为它可使除草剂、杀虫荆钝化，达 到生物修复的目的( c o l ema ，1 9 9 5 ) 。一般而言初始反应为水解反应的杀虫剂在城市垃圾堆肥过程中很容易 被微生物降解( r a c k eka ，1 9 8 9 ) 。l i uxz 等( l i u - x z 等1 9 9 6 ) 研究了利用垃圾堆肥来降解农药的可能性，结 果表明当垃圾堆肥的旌用量达到z 0 4 0 的时候，在温室里经过4 个星期或实验室条件下经过1 6 个星期8 5 的t r i f l u r a l i n ( 氟乐灵) ，1 0 0 的m e t o l a c h l o r ( 丙草安) 和7 9 的p e n d i a e t h a l i n ( 胺硝草) 都能够被降解：石油 类污染物中的多环芳烃化合物( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，p a h s ) 性质稳定，具有致畸、致癌、致突 变作用。难以用理化方法降解，但大多数的p h s 可以被微生物降解因而采用堆肥处理日益受到人们的关注。张