绿色植物废弃物在城市绿地土壤上的应用

论文摘要

随着城市绿化的快速发展,城市绿色植物废弃物的量也越来越多。绿色植物废弃物含有丰富的营养成分,在国外绿色植物废弃物堆肥或直接覆盖均取得很好的城市生态环境和景观效果,而我国大部分城市对绿色植物废弃物还是采用焚烧或填埋的处置方式。随着建设“国际生态型大都市”目标确立,上海城市绿化也越来越重要,随之而产生的绿色植物废弃物量也在快速增加,这些废弃物的处理已经成为一个迫切需要解决的问题。另一方面,由于成土原因和城市化快速发展,上海城市土壤普遍存着有机质含量低、pH高、结构板结和污染严重等问题,低质量的城市土壤已成为上海城市园林绿化发展一大障碍。本试验选取粉碎粒径约为5 mm左右的绿色植物废弃物和污泥进行体积分别为1：0、2：1、1：1和1：2的不同配比堆肥试验,研究发现：绿色植物废弃物堆肥具有升温快,高温维持时间长,腐熟快,安全性高,重金属含量低等特点。温度、T值、NO3-N和NH4-N、腐殖化参数、种子发芽指数都可以作为绿色植物废弃物堆肥腐熟评价指标。含C高、质地疏松的绿色植物废弃物和含氮丰富、质地粘稠的污泥合理配比堆肥能弥补彼此不足之处,提高堆肥产品质量和土地利用价值。将腐熟的绿色植物废弃物堆肥产品作为原材料,来改良典型的城市退化土壤-上海华山路绿地深层土壤,设置不施加堆肥的对照、绿色植物废弃物施用量分别为6570 kg·hm-2、9850 kg·hm-2和13240 kg·hm-2的不同用量。研究结果表明绿色植物废弃物堆肥能提高土壤蓄水持水能力；降低土壤的酸碱度；增加土壤有机质、总氮、总磷、有效磷、生物量碳、氮和微生物总量；堆肥对土壤全钾的含量总体影响不大,但速效钾的含量却成倍增加；说明绿色植物废弃物能改善土壤理化性质,提高土壤肥力,且随着绿色植物废弃物用量的增加,对土壤的改良作用也越显著；同时,由于绿色植物废弃物C/N高,建议用量应该控制在13240 kg·hm-2以内。从现场养护也发现,使用绿色植物废弃物堆肥能显著促进植物生长,提高植物观赏效果。选择典型城市林地-上海外环线东川绿地,进行绿色植物废弃物粉碎后新鲜样（2-7cm）直接进行覆盖,共设对照（未覆盖）、绿色植物废弃物用量分别为1832 kg·hm-2、3672kg hm-2、6120 kg·hm-2 4个处理。研究发现：绿色植物废弃物覆盖能降低土壤容重,提高土壤保水能力,增加总孔隙度和毛管孔隙度尤其是非毛管孔隙度；能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、速效钾含量,而全钾含量的增加要在覆盖160天后且覆盖量高时才出现；覆盖后土壤微生物生物量碳、氮也显著增加,微生物周转速率加快,周期缩短,转移量增加,土壤微生物活性增强,有利于土壤养分的循环和保持。绿色植物废弃物覆盖对城市林地土壤具有较好的修复效果。而且从现场可以看出覆盖后植物长势明显提高,杂草明显减少,浇水次数也减少,降低了养护费用。绿色植物废弃物不但可以和其它有机废弃物—起综合利用,而且相比其它废弃物具有堆肥工艺简单,堆肥产品质量高,安全性强等特点,绿色植物废弃物还可以粉碎后直接覆盖。总之,绿色植物废弃物土地利用对提高城市土壤质量、涵养城市水源、促进植物生长、综合提高城市生态环境质量等均具有积极作用；同时也直接降低城市绿地养护所需的浇水、施肥、去除杂草等成本,有利于“节约型、生态型”的城市绿化建设；而且绿色植物废弃物土地利用对降低城市废弃物量,促进城市“节能、减排”也有积极作用。绿色植物废弃物具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 绿色植物废弃物
• 1.1.1 绿色植物废弃物的定义范围、现状和政策、利用价值
• 1.1.2 绿色植物废弃物资源化处理研究进展
• 1.2 绿色植物废弃物的堆肥处理
• 1.2.1 堆肥的控制条件
• 1.2.2 堆肥的腐熟度评价
• 1.2.3 腐熟堆肥对土壤的改良
• 1.3 绿色植物废弃物覆盖对土壤的改良
• 1.3.1 对土壤物理性质的影响
• 1.3.2 对土壤化学性质的影响
• 1.3.3 对土壤微生物的影响
• 1.4 研究的目的与意义
• 1.5 研究思路
• 第二章 绿色植物废弃物堆肥特性及腐熟度的评价
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料来源与性质
• 2.1.2 试验设计与样品采集
• 2.1.3 分析方法
• 2.1.4 数据分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 堆肥过程中堆体温度和pH的变化
• 2.2.2 堆肥过程中化学性质的变化
• 2.2.3 堆肥风险评价
• 2.3 本章小结
• 第三章 腐熟绿色植物废弃物堆肥对城市绿地土壤的改良
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 研究地概况及实验材料
• 3.1.2 实验设计及采样方法
• 3.1.3 样品分析
• 3.1.4 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 绿色植物废弃物对绿地土壤持水能力的影响
• 3.2.2 绿色植物废弃物堆肥对绿地土壤pH的影响
• 3.2.3 绿色植物废弃物堆肥对土壤肥力的影响
• 3.2.4 绿色植物废弃物堆肥对绿化土壤中微生物的影响
• 3.3 小结
• 第四章 绿色植物废弃物覆盖对城市绿地土壤的改良
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 实验设计与样品采集
• 4.1.3 分析方法
• 4.1.4 数据分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 绿色植物废弃物对土壤保水能力的影响
• 4.2.2 绿色植物废弃物对土壤容重及孔隙度的影响
• 4.2.3 绿色植物废弃物覆盖对土壤肥力的影响
• 4.2.4 绿色植物废弃物对土壤微生物的影响
• 4.2.5 覆盖量和微生物量碳氮与土壤肥力之间的关系
• 4.3 本章小结结论
• 4.3.1 绿色植物废弃物覆盖对城市林地土壤的改良效果机制与意义
• 4.3.2 微生物生物量可作为覆盖绿色植物废弃物效果的评价指标
• 第五章 结论和存在不足
• 5.1 研究结论
• 5.1.1 绿色植物废弃物堆肥特点
• 5.1.2 绿色植物废弃物能显著提高城市退化深层土壤肥力
• 5.1.3 绿色植物废弃物覆盖能显著维护城市林地土壤肥力、降低城市林地养护费用
• 5.2 存在不足
• 参考文献
• 致谢