几种农业废弃物堆腐基质理化特性及在园林覆盖和栽培上的应用

1、几种农业废弃物堆腐基质理化特性及在园林覆盖和栽培上的应用由于泥炭资源大量减少 ,开采泥炭对湿地生态造成严重破坏 , 限制泥炭使用 的压力越来越大 , 泥炭替代物研究成为基质国际研究热点。国外学者根据各国家 国情用城市垃圾有氧腐解物、 树皮、木材纤维等作为泥炭替代物并对其特性进行 了研究。我国有着大量的农业废弃物 ,资源浪费严重并引起污染问题 , 把其开发为泥 炭替代物可以大幅度降低基质本钱 , 具有重要的研究意义和研究价值。 另外 , 国内 基质理论研究相对滞后 , 目前基质研究仅限于基质的简单配比及对植物的影响等 有必要对基质的性质进行深入研究 , 只有明确了其性质 ,才能在配比及管理方面

2、有的放矢。本研究对农业废弃物进行堆腐处理 , 应用国际上基质通用研究方法并借鉴土 壤学研究方法 , 深入研究农业废弃物堆腐基质的理化特性并加以改进 , 为其代替 泥炭在无土栽培中应用提供理论和技术支持 , 并进行了农业废弃物腐解基质在园 林覆盖和栽培上应用研究。 结果说明 :(1) 堆腐开始后 , 各种材料温度均迅速升高 , 较短时间后又较快的下降 , 不同材料温度上升的快慢及最高温度差异很大 , 翻堆 可提高堆体的温度 ;玉米秸秆整个腐解过程均不需加水 , 小麦秸秆堆制前吸水特 别困难, 腐解较短时间后吸水就变得很容易 ,棉花秸秆失水较快 ,腐解过程中需要 不断加水 ,而大豆秸秆和菇渣只需前

3、期加水 ;在堆腐的过程中 , 各种材料持水孔隙 度均有所增加；玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆pH值变化均呈现出先降低后升高 然后降低的趋势 ,菇渣和棉花秸秆表现为先升高后降低 ,但两者曲线有所不同 ;各种材料的电导率(EC值)均表现出先升高后降低的变化趋势；菇渣抗分解能力最强, 双子叶植物秸秆比单子叶植物秸秆抗分解能力强, 单子叶植物腐解过程中体积和重量减少较多 ;随着腐解过程的进行 , 容重都不同程度的增加 ; 各种材料的 NH4+ N和全N都是前期升高,后期降低,而碳氮比(C/N)均呈下降的趋势；各种材 料经过不同的腐解期后 , 腐解基质发芽指数 (GI) 很快升高 ,GI 后期接近或超过

4、100%。(2) 玉米秸秆、 小麦秸秆基质容重较小、 通气性较强 , 而大豆秸秆和棉花秸秆 基质容重较大 , 持水孔隙相对较多 ； 玉米秸秆和小麦秸秆基质比大豆和棉花秸秆 基质易利用水较多 , 缓冲水容量较少 ； 最大吸湿量和同一压力下的含水量以质量 含水量表示时随着粒径的增大而增大 , 以容积含水量表示时随着粒径的增大而减 小； 玉米秸秆和小麦秸秆基质初始含水量较低 , 前期蒸发较快 , 大豆秸秆和棉花秸 秆基质初始含水量较高 , 持水能力较强 ； 参加保水剂不能降低秸秆基质的蒸发速 率, 但是可以提高其容器持水量和蒸发过程中的含水量 ； 四种秸秆基质毛管水上 升高度有较小的差异 ,粒径越小

5、,毛管水上升越快 ；玉米秸秆和小麦秸秆基质渗透 系数分别为74.81 mm - s-1和99.09 mm - s-1,而大豆秸秆和棉花秸秆基质的渗 透系数分别为22.82 mm - s-1和23.50 mm s-1,粒径变化对渗透系数有较大影 响, 蛭石可以减小各秸秆基质的渗透系数 , 但是对小麦秸秆和玉米秸秆基质影响 较大,对大豆秸秆和棉花秸秆基质影响较小 ,随着基质的分解 ,渗透系数会不同程 度的下降。 (3) 小麦秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆及棉花秸秆基质的pH 值分别为6.12、6.58、7.64和7.42,只有小麦秸秆pH值在理想范围5.56.5之间，玉米 秸秆基质的pH值稍微偏高，大豆

6、秸秆和棉花秸秆基质的pH值明显偏高；堆腐过程 中参加硫磺粉可以使秸秆基质pH值降低，但基质的电导率(EC值)也明显增加；由 于泥炭的pH值和EC值均较低,秸秆基质与泥炭混合后，秸秆基质的pH值和EC 值均显著降低；用稀H2S0刘以将秸秆基质的pH值调低,随浇水次数的增加，其pH值以较快的速率上升；FeS04 7H2O也可以使秸秆基质的pH值调低,但大豆和 棉花秸秆基质需要参加的量较多；秸秆基质淋洗两次后，其EC值均到达理想范围 (<2ms/cm);各种秸秆基质EC值的空间分布在含水量较少的情况下差异显著。秸秆基质中含有较多的初始养分 , 淋洗可以使大量元素含量减少 , 但对中微

7、量元素含量影响不大。小麦和玉米秸秆基质以质量表示的 CEC较大，而以体积表 示的CEC以小麦秸秆基质的为最小；粒径变化对秸秆基质CEC的影响依据质量表 示和依据体积表示有所不同。小麦秸秆基质抗淋溶作用较弱 , 淋出养分较多 , 其他三种秸秆基质抗淋溶作 用较强 , 大豆和棉花秸秆基质前期淋出的养分相对较少 , 后期相对较多。 (4) 为了 研究菇渣作为泥炭替代物的可行性 , 试验比拟了菇渣与泥炭的理化性状 , 并对菇 渣生长障碍因素进行了分析和调节。结果说明 : 菇渣大粒径较多 , 透气透水性较好 , 持水孔隙比泥炭少 , 蒸发反而 比泥炭慢 ； 菇渣毛管水上升速较快 , 加湿润剂对其作用不明

8、显 ； 菇渣水分特征曲线 与泥炭相似；菇渣保肥性能较弱；菇渣EC值偏高,而泥炭较低，可通过淋洗方式降 低菇渣的EC值;菇渣pH值偏高，可以通过添加硫磺粉、稀硫酸以及与泥炭等低 pH值材料混合的措施解决。(5)有机废弃物腐解材料园林覆盖可以明显降低土壤 容重、增加土壤孔隙度、提高土壤的渗透性能、减少蒸发、减少水土流失 ； 有机 废弃物腐解材料地面覆盖后地温日变化平缓 ,变幅明显减小 ,地面覆盖后年变化 变幅明显减小 , 春季升温减慢 ； 有机废弃物半腐解材料地面覆盖抑制杂草效果非 常理想 , 如果覆盖厚度适宜 , 根本可以完全抑制杂草的生长 ； 有机废弃物半腐解材 料地面覆盖后明显提高表层土壤有机质含量和养分含量 , 但不同材料及不同厚度 覆盖之间有所差异 ;玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆分解较快 , 以小麦秸秆分解最 快,棉花秸秆、菇渣分解较慢 ,菇渣分解最慢 ; 有机废弃物半腐解材料地面覆盖可 以显著促