全 文 ：水葫芦有机肥料的研制与应用效果
黄东风 , 李清华 , 陈　超
(福建省农科院土壤肥料研究所 , 福建　福州　350013)
摘　要:研究利用水葫芦为原料生产出优质的有机肥料。首先对水葫芦样品进行主要营养元素及主要有毒有害
重金属元素的含量进行分析化验 , 判定其是否适合作为作物有机肥生产的原料;其次对水葫芦有机肥料生产工
艺——— “微生物好氧发酵堆肥化技术” 进行了研究 , 生产出优质的水葫芦有机肥;最后通过盆栽试验 , 验证所
生产的水葫芦有机肥的施用效果。
关键词:水葫芦;有机肥料;研制;应用效果
中图分类号:S141　　　文献标识码:B　　　文章编号:1673-6257 (2007)05-0048-05
收稿日期:2006-06-12
基金项目:福建省科技厅重点项目资金资助 (项目编号:
2005Y009)。
作者简介:黄东风 (1975-), 男 , 福建南安市人 , 助理研究
员 , 福建农林大学在读博士生 , 目前主要从事土壤肥料学科及
生态农业环保学科方面研究。
　　水葫芦 [ Eichhornia crassipes (Martius)Solms-
Laubach] 又称凤眼莲 、凤眼兰 (蓝)、 假水仙 、 洋
水仙 、水 (生)风信子 、 水荷花 、 布袋莲等 , 是单
子叶植物 , 雨久花科凤眼兰属 。原产南美洲 , 在气
温13 ℃开始繁殖 , 气温 39 ℃时仍能繁殖 , 是世界
上生长 、 繁殖最快的水草之一[ 1] 。它是我国在 20
世纪30 年代粮食极度短缺时从南美引进 , 60 、 70
年代曾作为畜禽饲料推广 , 近年来由于其营养价值
不高和饲料的普及而逸为野生 , 尤其是内河内湖的
富营养化水体使其生长速度近乎疯狂 , 成为一大公
害[ 2] 。水葫芦已在我国南方 17个省 (市 、 自治区)
泛滥成灾 , 是目前世界上危害最严重的多年生水生
杂草之一[ 3] 。据报道 , 我国每年人工打捞水葫芦花
费至少超过1亿元[ 4] 。
由于水葫芦繁殖能力极强 , 在适宜条件下 , 每
5 d就能繁殖 1 株新植株[ 5] , 8个月就能繁衍成 60
万株的群体[ 6] 。故水葫芦生物资源可谓相当丰富且
易得 。并且水葫芦在其生长过程中因聚集了大量的
营养元素 , 这些营养元素又是植株生长所必需的 。
因此 , 可利用水葫芦为原料生产作物有机肥料 , 化
害为利 、 变废为宝 , 一方面减少水葫芦对水域环境
的污染 , 另一方面为农作物的生产提供优良的有机
肥源 。然而 , 目前有关如何利用水葫芦为原料生产
有机肥料的研究尚少见报道 。本研究首先对水葫芦
样品进行主要营养元素含量及其对人体有毒有害主
要重金属元素的含量进行分析化验 , 以判定其是否
适合作为作物有机肥生产的原料;其次对水葫芦有
机肥料生产工艺——— “微生物好氧发酵堆肥化技
术” 进行研究 , 生产出优质的水葫芦有机肥;最后
通过盆栽试验 , 验证所生产的水葫芦有机肥的施用
效果 , 旨在为水葫芦资源的开发利用提供新的途
径 。
1　材料与方法
1.1　水葫芦原料的采集和制备
供试的水葫芦样品分别从福建省闽江中上游的
“南平樟湖板 、 雄江水口库区 、 闽候南通” 等 3处
水葫芦危害较为严重的水域中捞取 , 并分别从 3处
捞取的水葫芦样品中各自随机取 5株回实验室供测
定植株氮 、 磷 、 钾及重金属 (如砷 、 铅 、 镉 、 铬 、
汞等)含量之用 , 其余水葫芦样品平铺放在福建省
农科院土肥所玻璃顶篷盆栽模拟试验网室内晒干并
粉碎备样 , 以供水葫芦有机肥料的研制之用。
1.2　水葫芦有机肥料的研制
水葫芦有机肥料的研制采用 “微生物好氧发酵
堆肥化技术” 进行生产 , 其工艺流程见图 1。堆肥
化试验设 A 、 B 两组 , A 组为添加 “快速发酵菌
剂” (福建省农科院土肥所微生物实验室多年筛选
得出的纤维素分解菌剂 , 有效活菌数为 10.8×108
个/mL , 添加量为混合有机物料重量的 0.2%), B
组为不添加发酵菌剂的普通对照组 , 除此之外 , 两
试验组其它堆肥化试验条件基本一致 。每组堆肥物
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中国土壤与肥料　2007(5)
料分别为粉碎后的水葫芦干样 (C/N 比为 18.04)
31.75 kg和粉碎后的稻草干样 (C/N比为 72.05)5
kg , 与之混匀调节 C/N 比为 25.39 , 混合物料 pH
值为 7.5。堆肥呈圆锥体形 , 高 0.8 m , 表面无覆
盖。在堆肥锥体的顶部 、 中间和底部分别埋设有水
银地表温度计 (精度 1℃, 埋深 10 cm), 并于堆肥
期间的每天上午 9:00和下午 3:00分别观测堆肥
体温度。每当堆肥体温度开始下降时 , 重新翻堆水
葫芦物料 , 并适当添加水分 , 以保持其含水量在
60%左右 。翻堆后温度又会上升 , 并维持 3 ～ 4 d;
此后每 3 ～ 4 d翻堆 1 次;当堆体温度下降并稳定
在 40℃左右时 , 再堆放 7 d让其充分完成后熟阶
段 。然后将腐熟后的水葫芦有机肥摊开晾干 , 即为
商品化的水葫芦有机肥 。腐熟后的水葫芦有机肥呈
褐色或灰褐色 , 湿时用手握之松软有弹性 , 干时很
脆 , 容易破碎。堆肥化试验设在福建省农科院土肥
所肥料中试厂厂房内 , 自 2005年 7月 22 日开始 ,
至 8月21日结束。最后随机多点抽取晾干腐熟后
的水葫芦有机肥样品进行有机质 、氮 、磷 、钾 、水
分和 pH的测定 。
图 1　水葫芦有机肥 “微生物好氧发酵堆肥化技术” 生产工艺流程
1.3　水葫芦有机肥料的肥效试验
试验在福建省农科院土肥所网室内进行 , 室顶
用具有良好透光性的阳光板搭盖成遮雨篷。供试土
壤为菜园土 , 土样风干后过 0.5 cm 筛 , 供试土壤
的物理化学性状为:pH 7.0 , 有机质 17.9 g·kg-1 ,
全氮1.0 g·kg-1 , 碱解氮 94 mg·kg-1 , 速效 P 110
mg·kg-1 , 速效 K 139 mg·kg-1 。
试验设 4个处理:(1)化肥 (施纯 N 180 kg·
hm-2;P2O5 72 kg·hm-2;K2O 90 kg·hm-2 , NPK 施
用量按每 666.7 m2 耕层土重 15万 kg 折算加入);
(2)1/2化肥+1/2水葫芦有机肥 A;(3)水葫芦
有机肥A;(4)水葫芦有机肥 B。每个处理重复 3
次。
供试肥料品种有:尿素 (N 46%)、磷酸二铵
(N 15%, P2O5 42%)、 氯化钾 (K2O 60%), 水葫
芦有机肥 A (含 N 2.779%、 P2O5 1.661%、 K2O
6.983%, 有机质 49.88%)和水葫芦有机肥 B (含
N 2.688%、 P2O5 1.642%、 K2O 6.886%, 有机质
48.25%)为自己生产制备。试验所用盆钵为瓦盆 ,
规格为钵口内直径 26 cm , 钵底内直径 21 cm , 高
18 cm , 每盆装风干土样 8 kg 。每盆所施的肥料品
种及用量见表 1。试验所用的肥料全部做基肥 , 与
土壤充分混匀并装盆 。试验期间于每天傍晚用定量
清水浇灌以保持盆钵土壤湿润。供试蔬菜品种为空
心菜 , 于 2005年 9 月 8日播种 , 每盆播空心菜种
子 12粒;9月 19日进行间苗 , 每盆留种空心菜苗
8株;10月 10日采收 , 并进行相关农艺性状观测
及测产 。
表 1　不同处理施用的肥料品种及用量　　 (g/盆)
处　　理 肥料品种及用量尿素 磷酸二铵 氯化钾 水葫芦有机肥
1 化肥 1.1925 0.6095 0.5333 -
2 1/2 化肥 +1/2 水
葫芦有机肥A 0.5963 0.3048 0.2667 23.03
3 水葫芦有机肥A - - - 46.06
4 水葫芦有机肥B - - - 47.62
1.4　分析测定方法
水葫芦植株样品氮 、磷 、钾含量测定方法参照
文献 [ 7] , 重金属 (砷 、铅 、 镉 、 铬 、 汞)含量测
定方法参照文献 [ 8] , 由福建省农科院土肥所化验
室测定 。水葫芦有机肥料的养分测定依据 NY525-
2002 《有机肥料》 的方法测定 , 由福建省农产品质
量安全检验检测中心负责测定。
2　结果与分析
2.1　水葫芦植株样品基本养分及重金属含量状况
从水葫芦植株茎叶及根部的氮 、 磷 、 钾含量的
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测定结果 (表 2)可看出 , 水葫芦植株的钾含量最
高 , 且主要富集在植株的茎叶部分 , 其中茎叶钾的
平均含量为 6.43%, 是根部的 2.33倍;水葫芦植
株的磷含量最低 , 茎叶与根的含量基本相当 , 分别
为 0.23%和 0.21%;水葫芦植株氮的含量居中 ,
其中茎叶氮的平均含量为 2.58%, 比根部高
48.28%。水葫芦植株茎叶氮磷钾总含量平均占整
株茎叶 (烘干)重的 9.24%, 水葫芦根部氮磷钾
总含量平均占整株根部 (烘干)重的 4.71%。水
葫芦营养价值茎叶大于根部。由此可见 , 闽江中上
游流域的水葫芦植株样品氮磷钾总量比较高 , 可以
利用其为原料研制生产作物有机肥料。
表 2　水葫芦 (烘干样)的主要营养元素含量 (%)
全氮 全磷 全钾
范围 平均 范围 平均 范围 平均
水葫芦茎叶 2.03～ 3.10 2.58 0.16～ 0.38 0.23 5.56～ 8.12 6.43
水葫芦根 1.20～ 2.00 1.74 0.15～ 0.36 0.21 2.31～ 3.60 2.76
　　水葫芦植株茎叶及根部的重金属含量的测定结
果 (表 3)表明 , 水葫芦根部的重金属含量都明显
高于茎叶 , 说明水葫芦植株的重金属主要富集于其
根部;水葫芦植株重金属含量由大到小的顺序 , 茎
叶为:铬 (8.8 mg·kg-1)>砷 (4.9 mg·kg-1)>
铅 (2.5 mg·kg-1) >镉 (0.09 mg·kg-1) >汞
(0.051 mg·kg-1);根部为:铬 (22.3 mg·kg-1)>
铅 (24.5 mg ·kg-1) >砷 (9.2 mg·kg-1) >镉
(1.62 mg·kg-1)>汞 (0.140 mg·kg-1)。而根据我
国城镇垃圾农用控制标准 (GB8172-87)的限制指
标:砷含量≤30 mg·kg-1 , 铅含量≤100 mg·kg-1 ,
镉含量≤3 mg·kg-1 , 铬含量≤300 mg·kg-1 , 汞含
量≤5 mg·kg-1 。试验所取的水葫芦植株样品 (无
论是茎叶或根部)的重金属含量均在规定的限量标
准范围之内 , 因此利用闽江中上游流域的水葫芦植
株样品为原料生产的有机肥料不会存在重金属含量
超标的问题 。
表 3　水葫芦 (烘干样)的主要有毒有害重金属含量　　(mg·kg-1)
砷 铅 镉 铬 汞
范围 平均 范围 平均 范围 平均 范围 平均 范围 平均
水葫芦茎叶 2.2～ 6.6 4.9 0.7～ 4.9 2.5 0.02～ 0.30 0.09 2.1～ 14.3 8.8 0.029～ 0.075 0.051
水葫芦根 4.9～ 13.7 9.2 16.5～ 31.9 24.5 0.32～ 2.50 1.62 14.5～ 31.9 22.3 0.056～ 0.295 0.140
　　总之 , 利用在闽江中上游水域所捞取的水葫芦
样品为原料研制供作物生产施用的有机肥料 , 不但
能供给作物丰富的氮 、磷 、钾等主要的植物必需营
养元素 , 而且还不会由于有毒有害重金属含量超标
而造成农产品或环境的污染问题。因此 , 应用水葫
芦样品为原料可望生产出养分充沛且环境友好的优
质有机肥料供农作物生产使用 。
2.2　水葫芦有机肥料研制及其产品养分状况
2.2.1　添加 “快速发酵菌剂” 对水葫芦有机物料
好氧发酵进程的影响
研究结果 (图 2)表明 , (1)A 组 (添加快速
发酵菌剂)堆肥锥体在堆肥后的第 4 d , 其温度就
迅速上升并达到最高温度 59℃, 而 B 组 (对照)
的温度却在堆肥后的第 7 d 才上升到最高温度
58℃, A组比 B组提前 3 d 使堆肥锥体温度上升到
最高 , 这说明了添加快速发酵菌剂能够提高水葫芦
有机物料的发酵速度 , 促进水葫芦有机物料有机质
的快速分解。(2)A组在堆肥后的第 20 d温度就已
经降到并稳定在 40℃左右 , 而 B组却在堆肥后的
第24 d温度才降到并稳定在约 40℃, A 组比 B 组
提前 4 d使堆肥锥体温度降低并稳定在 40℃左右 ,
这说明了添加快速发酵菌剂能够加速水葫芦有机物
图 2　添加快速发酵菌剂对水葫芦物料好氧发酵进程的影响
注:1.图中每天的温度为上午和下午观测堆肥锥体的顶部 、 中
间和底部温度的平均值;2.A组和 B组均在堆肥后的第 8 、 12、
16、 20 、 24 d观测完温度后进行翻堆。
料完全发酵腐熟的进程 。由于加快了有机物料的腐
熟速度 , 可以减少对有机物料进行翻堆 1 ～ 2 次 ,
从而节省了不少劳力支出。
2.2.2　水葫芦有机肥的各项养分含量指标
采用 “微生物好氧发酵堆肥化技术” 工艺生产
出来的水葫芦有机肥料 (水葫芦有机肥 A), 经检
测 , 结果 (表 4)表明 , 该有机肥的有机质含量高
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中国土壤与肥料　2007(5)
达49.88%, 氮磷钾总养分含量为 11.423%;对照
国家农业部有机肥料的各项养分限量标准 (NY525
-2002), 水葫芦有机肥的有机质 、 氮 、 磷 、 钾等
养分含量均远远高于国家农业部标准 , 水分和 pH
也处于国家农业部标准范围之内。因此 , 所生产出
来的水葫芦有机肥属优质的作物有机肥料。表 4的
结果还显示 , A组和 B组不同处理生产出来的水葫
芦有机肥在养分含量上并没有多大差别 , 都符合国
家农业部有机肥料标准。
表 4　水葫芦有机肥的各项养分含量指标
及国家农业部有机肥养分限量标准
全氮
(N , %)
全磷
(P2O5 , %)
全钾
(K2O , %)
有机质
(C , %)
水分
(%) pH
水葫芦有机肥 A 2.779 1.661 6.983 49.88 18.18 7.47
水葫芦有机肥 B 2.688 1.642 6.886 48.25 19.05 7.87
国家农业部
有机肥标准 总量≥4.0 ≥30 ≤20 5.5～ 8.0
注:水葫芦有机肥A 为 A 组发酵后的产品 , 水葫芦有机肥 B为 B
组发酵后的产品。
2.3　水葫芦有机肥的肥效试验
2.3.1　不同处理对空心菜株高和着叶数的影响
表 5　不同处理对空心菜株高 、 着叶数的影响
处　　理 株高 增加 株着叶数 增加(cm) (%) (片/株) (%)
1 化肥 35.32Bb - 10.73Ab -
2 1/2 化肥 +1/ 2 水葫
芦有机肥 A 41.00Aa 16.08 11.84Aa 10.34
3 水葫芦有机肥 A 41.54Aa 17.61 11.30Aab 5.31
4 水葫芦有机肥 B 40.90Aa 15.80 11.26Aab 4.94
注:1.表中数值后面大写字母表示 1%显著性水平 , 小写字母表示
5%显著性水平 (LSD检验法 , 下同);2.表中每一数据均为 3次重
复的平均值 , 每个重复的数值为盆栽试验 8株空心菜测量值的平均
值 (下同)。
试验结果 (表 5)表明 , (1)几种不同处理对
空心菜植株株高的增长效果 , 由高到低的顺序为:
处理 3 、处理 2 、处理 4和处理 1;与处理 1 相比 ,
其增长率分别为:17.61%、 16.08%和 15.80%;
应用 LSD多重比较分析的结果表明 , 处理 3 、 处理
2和处理 4的空心菜植株株高均极显著地高于处理
1 , 而处理3 、处理2和处理4之间的差异没有达到
显著水平 。(2)几种不同处理对空心菜植株着叶数
的增加效果为:处理 2>处理 3>处理 4>处理 1;
与处理 1相比 , 其增加率分别为 10.34%、 5.31%
和4.94%。分析结果表明 , 对空心菜植株着叶数
的增加效果 , 处理 2显著地高于处理 1 , 而处理 2 、
处理 3和处理4之间及处理 3 、处理 4和处理 1之
间的差异均未达到显著水平。
2.3.2　不同处理对空心菜植株 (可食部分)鲜重
及干物质生物产量的影响
试验结果 (表 6)表明 , (1)几种不同处理对
空心菜植株 (可食部分)鲜重的增加效果 , 由大到
小的顺序为:处理3 、 处理 4 、处理2和处理 1;与
处理 1相比 , 其增重率分别为 32.35%、 30.31%和
29.02%。分析结果表明 , 对空心菜植株 (可食部
分)鲜重的增加效果 , 处理 3 、处理 4和处理 2均
极显著地大于处理 1 , 而处理 3 、 处理 4和处理 2
之间的差异没有达到显著性水平 。(2)不同处理对
空心菜植株 (可食部分)干物质生物产量的提高效
果为:处理 3>处理 4>处理 2>处理 1;与处理 1
相比 , 其 提高 率 分别 为 26.98%、 25.58%和
22.09%。分析结果表明 , 对空心菜植株 (可食部
分)干物质生物产量的提高效果 , 处理 3显著优于
处理 1 , 而处理 3 、 处理 4 和处理 2之间以及处理
2 、处理 4和处理 1之间的差异未能达到显著水平。
表 6　不同处理对空心菜植株 (可食部分)鲜重及
干物质生物产量的影响
处　　理 鲜重 增重 生物产量 增产(g/株) (%) (g/ 8株 ,干重) (%)
1 化肥 5.41Bb - 4.30Ab -
2 1/ 2 化肥 + 1/ 2
水葫芦有机肥A 6.98Aa 29.02 5.25Aab 22.09
3 水葫芦有机肥A 7.16Aa 32.35 5.46Aa 26.98
4 水葫芦有机肥B 7.05Aa 30.31 5.40Aab 25.58
3　结论
3.1　由闽江中上游水域所捞取的水葫芦植株样品
的基本养分比较高 , 而重金属含量低于国家规定的
限量标准 , 适合于作为作物有机肥料研制的原料。
3.2　采用 “微生物好氧发酵堆肥化技术” 工艺生
产出来的水葫芦有机肥料产品 , 其中水葫芦有机肥
A的有机质含量高达 49.88%, 氮磷钾总养分含量
为 11.423%;水葫芦有机肥 B 的有机质含量为
48.25%, 氮磷钾总养分含量为 11.216%, 均属优
质的作物有机肥料 。
3.3　盆栽模拟试验的结果表明 , 4种不同施肥处
理对空心菜生长的总体促进效果 , 从大到小的顺序
依次为:水葫芦有机肥 A (处理 3)>水葫芦有机
肥 B(处理 4) >1/2 化肥 +1/2 水葫芦有机肥 A
(处理 2)>化肥 (处理 1)。与施用化肥 (处理 1)
相比 , 施用水葫芦有机肥 A (处理 3)能明显地提
高植株株高 、株着叶数 、植株鲜重及植株干物质生
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物产量 , 提高率依次为:17.61%、 5.31%、 32.35%
和26.98%。施用水葫芦有机肥 B(处理 4)和 1/2
化肥+1/2水葫芦有机肥 A (处理 2)的效果与施
用水葫芦有机肥 A (处理 3)的效果相当 , 3 者对
盆栽空心菜生长的影响差异未达显著水平 , 但都比
施用化肥处理 (处理 1)明显地促进空心菜植株的
生长。因此 , 采用 “微生物好氧发酵堆肥化技术”
工艺生产出来的水葫芦有机肥料对农作物的生长具
有明显的肥效 , 是一种优质的有机肥料 , 适合今后
进一步推广应用 。
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Research to development of organic fertilizer made from common waterhyacinth and effect of applying it
HUANG Dong-feng , LI Qing-hua , CHEN Chao (Institute of Soil and Fertilizer , Fujian Academy of Agricultural Sciences ,
Fuzhou Fujian 350013)
Abstract:High quality organic fertilizer was manufactured by using common waterhyacinth as raw material.To begin with , the
contents of main nutrition elements and venomous and nocuous heavy metals in common waterhyacinth were tested.Then the de-
tected results were used to decide whether common waterhyacinth was suitable to be made into organic fertilizer as its raw material.
Moreover , manufacturing craftwork of organic fertilizer made from common waterhyacinth——— Technique of Compost Fermented by
Aerobic Microbe , was researched and high quality organic fertilizer was produced.Finally , the effect of applying this kind of or-
ganic fertilizer was tested by pot trial.
Key words:common waterhyacinth (Eichhornia crassipes);organic fertilizer;development;effect of applying
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中国土壤与肥料　2007(5)