全 文 ：山 地农 业生 物学 报　26(2):119 ～ 125, 2007
Journal of Mountain Agriculture and Biology
垃圾堆肥基质对翠菊生长响应及其水环境的影响＊＊
陈兴兰1 ,刘　方 1 ,罗海波1 ,陈贵江 2 ,杨成波 1
(1.贵州大学 环境与资源研究所 , 贵州 贵阳　550025;
2.贵州省 遵义市 欣环垃圾处理厂 , 贵州 遵义　563000)
摘　要:采用盆栽试验方法, 研究了翠菊 Calistephuschinensis在垃圾堆肥混合基质上的生长状况及其渗透水对水
环境的潜在影响。结果表明 ,混合基质上翠菊生长状况普遍良好 ,株高达 23 ～ 32.5cm, 开花量达 6.5 ～ 12朵·株 -1。
基质渗透水呈弱碱性 , 前、中 、后期电导率分别为 9 205 ～ 13 140μs·cm-1、 3 014 ～ 5 585μs·cm-1和 2 286 ～
2 920μs·cm-1;高锰酸钾指数超过国家地表水Ⅴ类水标准;磷酸根态磷含量超出引起藻化现象极限浓度
(0.02mg·L-1)。中、后期硝态氮超出地表水Ⅴ类水标准:前期钾 、钠、钙 、镁阳离子含量分别为 502.5 ～ 655.0mg·L-1 、
425.0～ 545.5mg·L-1、1 026.05 ～ 1 595.19mg·L-1、161.86 ～ 430.20mg·L-1;渗透水中铅 、铜 、锌、锰等重金属含量极
低 ,分别为 0.000 8 ～ 0.002 0mg·L-1、0.008 ～ 0.013mg·L-1、0.032 ～ 0.043mg·L-1、0.014 ～ 0.033mg·L-1。
关键词:翠菊;垃圾堆肥;混合基质;生长状况;水环境
中图分类号:S682.110.62;S682.110.1　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0457(2007)02-0119-07
GrowthstatusofCalistephuschinensisontherefusecompostmediumanditswater-envirmental
efect
CHEN Xing-lan1 , LIU Fang1 , LUO Hai-bo1 , CHEN Gui-jiang2 , YANG Cheng-bo1(1.EnvironmentandResource
Institute, GuizhouUniversity, GuizhouGuiyang550025, China; 2.XinhuanWasteTreatmentCompanyinZunyi,
GuizhouZunyi563000, China)
Abstract:Thegrowingstatusofflowersandthepollutionofleachatewerestudiedinpotsbyusingrefusecompostasme-
dium.Duringtheexperiment, growthresponsewasmeasuredbyseedgerminationrate, survivalrate, plantheight, root
length, flowernumberanddryweightindiferentmatrix, theresultsshowedthatCallistephuschinensiscouldgrowvery
well.Plantheightwas23 to32.5cm, andflowernumber6.5 to12 flowers.Refusecomposthasbeenprovedtobean
effectivefertilizer, suchasimprovingthecontentsofavailableorganicmaterandnutrient, andcanbewidelyusedfor
productionofflowers.Butontheotherhandtheleachateofrefusecompostmaypollutethewater-environmentwithsome
noxioussubstances.pH, EC, CODMn, NH+4 -N, NO-3 -N, PO3-4 -P, K, Na, Ca, Mg, Cr, Gd, Pb, Cu, Znintheleachate
ofdiferenttreatmentsweremonitored.TheresultsshowedthatECwasfrom 9 205 to13 140μs·cm-1 , 3 014 to5 585
μs·cm-1 , 2 286 to2 920μs·cm-1 inthreedifferentperiods.CODMnconcentrationwashigherthantheⅤ categorywater
qualitystandard.NO-3 -NconcentrationwashigherthantheⅤ categorywaterqualitystandard.PO3-4 -Pconcentration
washigherthanthestandardofwatereutrophication(0.02mg·L-1)K, Na, Ca, Mgconcentrationswere502.5-655.0
mg·L-1 , 425.0-545.5mg·L-1 , 1 026.05-1 595.19mg·L-1 , 161.86-430.20mg·L-1.Pb, Cu, Zn, Mnconcentrations
were0.000 8-0.002 0mg·L-1 , 0.008-0.013mg·L-1 , 0.032-0.043mg·L-1 , 0.014-0.033mg·L-1.
Keywords:Calistephuschinensis;refusecompost;medium;growingstatus;water-envirmentalefect
垃圾 、污泥堆肥因富含有机质及植物生长所需的多种营养元素 ,将其作为肥源用于农作物表现出明显
的改土 、培肥 、促进作物生长和增加产量的效果 [ 1] 。大量研究将堆肥作为城市绿化 、观赏性植物的生长基
＊ 收稿日期:2006-11-06;修回日期:2006-11-24
基金项目:贵州大学人才基金项目资助
作者简介:陈兴兰(1980-),女 ,贵州遵义人 ,在读硕士研究生 ,主要从事环境污染与防治研究。
DOI :10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2007.02.006
质 [ 2-6] ,已取得一定成果 ,尤其是垃圾堆肥制成的复合有机肥 ,是林木 、花卉 、草坪的有效资源 [ 7-8] 。我国
城市生活垃圾一般包括食物残渣 、废纸 、玻璃 、塑料废弃制品 、煤灰渣和粪便等 ,垃圾堆肥的理化性质受地
区能源消耗结构 、垃圾来源和性质 、季节变化以及堆肥工艺的影响 ,在许多中小城市的生活垃圾中煤灰渣
含量高达 40%以上 [ 9-10] 。长期或大量施用沙砾较多的垃圾堆肥可能污染农田 、影响作物品质 ,甚至造成
土地渣化和沙化 [ 11-12] 。
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几方面[ 13] ,而对堆肥保水保肥能力差
造成渗透水流失的污染及防治方面的研究较少 。笔者以贵州省遵义市垃圾堆肥为花卉植物生长基质 ,研
究翠菊在垃圾堆肥基质上的生长状况及其渗透水对水环境的影响 ,其目的在于探索垃圾堆肥种植花卉的
有效性 ,为城市绿化提供有效的生长基质 ,同时也为垃圾堆肥资源化 、无害化利用提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料为遵义市四化垃圾填埋场提供的经 2次发酵的垃圾精堆肥以及第 1次筛选出的垃圾灰渣 ,磷
石膏是来自开阳磷酸厂的废弃物。垃圾堆肥和灰渣的理化性质见表 1。供试花卉为翠菊(菊科)Calistephus
chinensis,其花卉为 1年生草本植物 ,种子繁殖喜肥 ,适于生长在潮润且排水良好的壤土或沙质壤土。
表 1　供试垃圾精堆肥及灰渣基本性质
Tab.1　Basicpropertiesofexperimentalrefusecompostandrefuseash
样　品 pH值 电导率(μs·cm-1)
有机质
(%)
有效氮
(mg·kg-1)
有效磷
(mg·kg-1)
有效钾
(mg·kg-1)
过 2mm筛堆肥 7.8 2 545 12.37 707.6 22.9 2 338.5
过 2mm筛垃圾灰渣 8.1 1 642 8.25 238.9 12.9 1 137.2
1.2　方法
1.2.1　试验设计　设 6个处理 3次重复 ,其基质配方及用量见表 2。营养钵采用 16cm×14cm的塑料钵 ,
每个营养钵装 1.25kg堆肥和垃圾灰渣的混合基质 ,其中堆肥与灰渣按照质量比混合 , 磷石膏用量为
0.125kg·钵 -1。采用上口径 11cm塑料小桶收集盆栽渗透水。试验于 2005年 5 ～ 12月在贵州大学南校
区盆栽场进行 , 5月 30日播种(10粒·钵 -1),此后在花卉的不同生育期进行相关指标的测定。
表 2　基质配方方案
Tab.2　Schemefortheconstituentsofthemediainthepots
处理编号 　　基　质　配　方 堆　肥　用　量(kg)
灰　渣　用　量
(kg)
磷　石　膏
(kg)
1 100%堆　肥 1.25 0 0
2 100%堆　肥 +磷石膏 1.25 0 0.125
3 75% 堆　肥 +25%灰　渣 0.937 5 0.312 5 0
4 75% 堆　肥 +25%灰　渣+磷石膏 0.937 5 0.312 5 0.125
5 50% 堆　肥 +50%灰　渣 0.625 0.625　 0
6 50% 堆　肥 +50%灰　渣+磷石膏 0.625 0.625　 0.125
注:配比为质量比 ,其中堆肥 、灰渣含水率 20%,磷石膏含水率 2%,下同。
1.2.2　水样采集与测定方法　采用天然降雨与干旱期的人工灌溉相结合的方法 ,用上口径 11cm塑料
小桶收集盆栽基质渗透水 ,分别于 2005年的 6月 22日 、8月 10日 、9月 10日采集盆栽渗透水 3次 ,在后
文中分别用盆栽前期 、中期 、后期表述 。室内量取 400mL渗透水通过慢速滤纸 ,对过滤水样进行水化学参
数的测定 ,测定项目有 pH值 、电导率 、高锰酸钾指数 、铵态氮 、硝态氮 、磷酸根态磷 、钾 、钠 、钙 、镁 、铬 、镉 、
铅 、铜 、锌 、锰 。其中 pH值 、电导率采用电极法测定(注:盆栽基质电导率采用 1∶2.5的土水比浸提液);高
锰酸钾指数采用酸性高锰酸钾氧化法测定;铵态氮采用靛酚蓝比色法测定;硝态氮采用紫外分光光度法测
定;磷酸根态磷采用异丁醇萃取 —钼蓝比色法测定;钾 、钠采用火焰分光光度法测定;钙 、镁采用 EDTA滴
定法测定;铬 、镉 、铅 、铜 、锌 、锰采用原子分光光度法测定 。数据统计采用 DPS软件分析。
120 山 地 农 业 生 物 学 报 　2007年
2　结果与分析
2.1　翠菊在垃圾堆肥混合基质上的生长状况
2.1.1　翠菊出苗率及成活率　从表 3中看出 ,纯堆肥基质上 10d内出苗率 、15d后最大出苗率以及 60d
内成活率都高于其它处理;添加磷石膏处理的 10d内出苗率 、15d后最大出苗率以及 60d内成活率都低于
未添加磷石膏的处理 。说明腐熟堆肥对种子出苗无不利影响;但加入垃圾灰渣后则不利于种子出苗及成
活 。添加磷石膏后 ,尽管酸性较强的磷石膏可以调节弱碱性的堆肥 ,但磷石膏所含的硫酸 、磷酸等成分 ,并
不利于种子出苗及苗期生长。
表 3　不同混合基质上翠菊的生长状况
Tab.3　TheseedgerminationgrowthstatusofCalistephuschinensis
　　　　　处　理 出苗率(%)
最大出苗率
(%)
成活率
(%)
株 高
(cm)
主 根
(cm)
开花量
(朵)
干重
(g)
100%堆　肥 87.50 100.00 62.50 23.0c 6.0b 6.5c 2.90e
100%堆　肥 +磷石膏 56.25 68.75 25.00 30.5a 9.5a 12.0a 6.23a
75% 堆　肥 +25%灰　渣 62.50 87.50 43.75 29.5ab 5.0b 10.0ab 4.28c
75% 堆　肥 +25%灰　渣 +磷石膏 56.25 68.75 25.00 32.5a 4.5b 12.0a 4.88b
50% 堆　肥 +50%灰　渣 62.50 93.75 56.25 26.0bc 3.0b 8.0bc 3.63d
50% 堆　肥 +50%灰　渣 +磷石膏 56.25 62.50 50.00 26.5bc 3.0b 11.5a 2.67e
注:生育期内 10d种子出苗率 、15d之后的种子最大出苗率 、 60d内成活率 、120d株高 、主根长 、干重以及累积开花量。 表中数据为检测项目
的平均值 ,数据后的字母为多重比较(SSR)结果 ,同一列中字母不同的处理之间达到P为 0.05的显著性水平。
2.1.2　翠菊根长 、株高 、开花量及全株干重　从表 3可看出 ,各处理的翠菊主根长差异显著 ,其中 100%
堆肥 +磷石膏的根长最长。各处理株高较纯堆肥的高 ,且差异显著 ,其中 100%堆肥 +磷石膏与 75%堆肥
+25%灰渣 +磷石膏处理的株高最佳 。各处理翠菊开花量都较纯堆肥的高 ,且差异显著 ,其中 100%堆肥
+磷石膏 、75%堆肥 +25%灰渣 +磷石膏以及 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理的开花量相似 ,差异不
显著 , 100%堆肥 +磷石膏处理的全株干重高于其它处理 ,且差异显著或极显著 ,而 100%堆肥与 50%堆肥
+50%灰渣 +磷石膏处理所积累的干物质的量则较低 。如仅以株高 、开花量而言 , 100%堆肥 +磷石膏与
75%堆肥 +25%灰渣 +磷石膏为最佳处理组合 。
加入垃圾灰渣的处理其翠菊主根长低于未添加的处理 ,这与垃圾灰渣中含有大量煤灰渣 ,以至混合基
质过于疏松多孔 ,保水能力较差和表层土温上升过快有关。而土温直接影响种子萌芽出苗 、作物根系生长
以及作物营养性生长和生殖生长。由于试验正值贵州高温时期 ,垃圾灰渣用量越大造成混合基质中沙粒
越多保水能力越差 ,而垃圾灰渣与堆肥的有效氮 、磷 、钾含量也相差较大 ,因而对根系的生长产生影响 。在
本试验中观察到 ,盆栽前期混合基质较为松散 ,翠菊采花后 ,主根长≥4.5cm的处理 ,如 100%堆肥 、100%
堆肥 +磷石膏 、75%堆肥 +25%灰渣以及 75%堆肥 +25%灰渣 +磷石膏处理的上层混合基质 8 ～ 9cm较
为紧实且可随根拔起 ,说明主根短小但须根发达的翠菊仍可起到较好的固土作用 。添加磷石膏的处理中
翠菊的株高 、开花量均高于未添加的处理 ,这说明以堆肥为主添加磷石膏的混合基质对翠菊中后期植株生
长 、开花有着积极作用 。
2.2　基质渗透水化学变化及其对水环境的影响
2.2.1　有机污染物含量及影响　垃圾堆肥中的有机碳可以通过径流和淋溶进入水环境 ,在表 4中各处
理不同时期渗透水的有机物含量以高锰酸钾指数表示 ,前 、中 、后期的渗透水分别高出我国现行地表水Ⅴ
类水环境质量标准的 3.75 ～ 4.15倍 、4.17 ～ 6.56倍 、3.05 ～ 4.38倍 ,渗透水水质劣于地表水Ⅴ类水的环
境质量标准 。从水法观点来看 ,堆肥所产生的渗透水是一种含有多种污染物的有机废水 ,其用途应仅限于
农用灌溉或作为景观用水 ,如不加控制 ,盆栽渗透水将以点源形式排放 ,高浓度的有机污染物势必造成局
部水环境的有机污染 。
121第 2期　 陈兴兰 ,等:垃圾堆肥基质对翠菊生长响应及其水环境的影响
表 4　各处理不同时期渗透水中高锰酸钾指数变化
Tab.4　CODMncontentsinleachateofdiferenttreatmentschangedwithtime mg·L-1
　　　　　　处　理 前　期 中　期 后　期
100%堆　肥 54.12±1.11 61.66±14.21 44.48± 5.33
100%堆　肥 +磷石膏 51.45±2.00 75.65± 2.00 53.80± 0.44
75% 堆　肥 +25%灰　渣 47.46±0.67 69.66±11.54 45.81± 5.77
75% 堆　肥 +25%灰　渣 +磷石膏 50.56±2.00 51.67± 4.66 44.04± 8.44
50% 堆　肥 +50%灰　渣 50.79±0.89 70.10± 9.32 40.48± 7.55
50% 堆　肥 +50%灰　渣 +磷石膏 47.68±0.44 61.66±12.43 49.81±11.55
注:表中数据为检测项目的平均值 ±标准差。
2.2.2　NH+4 -N和 NO-3 -N含量及影响　土壤溶液中的NH+4 -N和NO-3 -N易于植物吸收利用 ,但同时
NO-3 -N也容易随着水分流失。表 5结果表明 ,翠菊生育期不同盆栽渗透水中NH+4 -N浓度出现变化 ,大
体表现为中期 >前期 >后期 。前期 100%堆肥 +磷石膏处理的渗透水中NH+4 -N浓度高于其它处理 ,其余
处理NH+4 -N浓度大致相近;中期则是 75%堆肥 +25%灰渣与 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理的渗透
水中NH+4 -N浓度较其它处理高;后期 100%堆肥 +磷石膏处理的渗透水中NH+4 -N浓度高于其它处理 ,
其余处理NH+4 -N浓度大致相近;总体上是 100%堆肥 +磷石膏处理的NH+4 -N流失量高于其它处理 。渗
透水中NO-3 -N浓度变化趋势大体表现为后期 >中期 >前期 ,前期 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理渗
透水中NO-3 -N浓度高于其它处理;中期 100%堆肥 +磷石膏处理渗透水中NO-3 -N浓度则在 6个处理中
最低;后期 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理的渗透水中NO-3 -N浓度高于其它处理;总体上 50%堆肥
+50%灰渣 +磷石膏处理的NO-3 -N流失量高于其它处理 。
表 5　各处理不同时期渗透水中NH+4 -N、NO-3 -N以及PO3-4 -P含量变化
　Tab.5　NH+4 -N, NO-3 -NandPO3-4 -Pcontentsinleachateofdifferenttreatmentschangedwithtime mg·L-1　　
处　理 NH
+
4 -N
前　期 中　期 后　期
NO-3 -N
前　期 中　期 后　期
PO3-4 -P
前　期 中　期 后　期
100%堆　肥 0.119
±0.014
0.103
±0.003
0.083
±0.012
2.496
±1.129
34.280
±7.088
38.930
±6.381
0.235
±0.005
0.104
±0.006
0.056
±0.006
100%堆　肥 +磷石膏 0.135
±0.020
0.239
±0.024
0.109
±0.031
2.277
±0.161
12.586
±3.847
30.498
±4.524
0.554
±0.066
0.199
±0.001
0.069
±0.006
75%堆　肥+25%灰　渣 0.090
±0.005
0.323
±0.123
0.073
±0.02
3.187
±0.161
38.716
±7.949
33.763
±7.309
0.268
±0.002
0.102
±0.001
0.031
±0.001
75%堆　肥+25%灰　渣+磷石膏 0.118
±0.018
0.153
±0.093
0.062
±0.000
3.963
±2.620
36.548
±1.483
23.982
±3.664
0.374
±0.016
0.137
±0.020
0.051
±0.001
50%堆　肥+50%灰　渣 0.108
±0.018
0.163
±0.013
0.088
±0.019
3.840
±2.287
36.843
±5.490
39.333
±8.130
0.348
±0.070
0.123
±0.003
0.038
±0.001
50%堆　肥+50%灰　渣+磷石膏 0.094
±0.001
0.388
±0.113
0.071
±0.018
8.734
±4.070
37.417
±2.352
42.754
±2.088
0.585
±0.005
0.206
±0.001
0.073
±0.005
注:表中数据为检测项目的平均值 ±标准差。
翠菊生长过程中各处理的渗透水中氮素浓度存在差异与植物吸收以及NH+4 -N的硝化作用有关 。尽
管植物在生长发育过程中主要吸收在土壤溶液中溶解度较大的铵氮和硝态氮 ,但一般植物在生长初期以
吸收硝态氮为主 ,而生长后期则以铵态氮为主[ 14-16] 。盆栽前期腐熟堆肥呈弱碱性 ,铵化作用较容易 ,
NH+4 -N呈还原态 ,易被土壤胶体吸附和固定 ,故NH+4 -N流失量较小;NO-3 -N呈氧化态 ,存在于土壤溶液
中 ,易到达根系表面或被淋失[ 17] 。 NO-3 -N的淋失不仅造成植物有效养分损失 ,还造成地下水和地表水的
污染 ,最终导致江河 、湖泊等水系的富营养化 ,造成水生植物和藻类生长过盛;甚至污染饮用水并威胁人体
健康[ 18] 。在本试验中 ,以堆肥为主的混合基质呈中性至弱碱性 ,不仅通气好 ,而且植物生长促进硝化过程
的发生 ,故硝化作用较铵化作用容易 ,加上植物生长后期以吸收NH+4 -N为主 ,因此 ,随着生育期的延长 ,
NO-3 -N淋失浓度逐渐上升 。监测数据表明 ,前期各处理的渗透水中NO-3 -N浓度在2.277 ～ 8.734mg·L-1 ,可
122 山 地 农 业 生 物 学 报 　2007年
达到我国地表水环境质量标准 Ⅰ类水标准(Ⅰ类水≤10mg·L-1 , GB3838— 88)。中期除 100%堆肥 +磷石
膏处理 ,后期除 75%堆肥 +25%灰渣 +磷石膏处理外的其它处理的渗透水中NO-3 -N浓度均在 30mg·L-1
以上 ,且分别超出 Ⅴ类水标准的 0.371 ～ 0.549倍 、 0.180 ～ 0.415倍 ,劣于Ⅴ类水标准 (Ⅴ类水 ≤25
mg·L-1 , GB3838— 88)。而铵氮的利用程度却随着生育期延长利用率不断升高 ,故后期NH+4 -N淋失有所
下降。但NH+4 -N浓度总体在地表 Ⅰ ～ Ⅱ类水(Ⅰ类水≤0.15mg·L-1 , Ⅱ类水≤0.5mg·L-1 , GB3838—
2002)。分析表明大量堆肥用作盆栽花卉营养基质时 ,前期渗透水污染较小 ,而中 、后期渗透水表现出
NO-3 -N的淋溶污染 ,且该渗透水仅适合于农业用水区及一般景观要求水的标准。因此 ,以堆肥为主的盆
栽基质产生的硝酸盐随着地表径流迁移或渗漏将增加地表水和地下水污染的风险。
2.2.3　PO3-4 -P含量及影响　随着生育期变化 PO3-4 -P部分被翠菊吸收 ,而部分则随着渗透水流失 。表
5的分析数据表明 ,前 、中期以及后期 100%堆肥 +磷石膏以及 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理的渗透
水中 PO3-4 -P浓度高于其它处理;总体上 PO3-4 -P浓度变化趋势为前期 >中期 >后期。统计表明 ,添加磷
石膏处理的渗透水中 PO3 -4 -P浓度平均超出未添加处理的 0.68倍。
100%堆肥 +磷石膏处理以及 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理的渗透水中PO3-4 -P浓度高于其它
处理 ,这主要与基质中磷素较其它处理高有关。一方面 ,磷石膏中含有少量未分解的磷矿和少量游离磷
酸 ,故添加磷石膏的各处理其磷素流失量相对于未添加磷石膏的处理要高些;另一方面 ,垃圾灰渣中沙粒
较多 ,颗粒孔隙大 ,对磷素的固定作用较弱 ,且保水保肥能力差 ,降雨条件下磷素容易以PO3-4 -P形态淋
溶 。一般水中 PO3-4 -P含量达到 0.02mg·L-1时 ,就有可能引起藻化现象的发生 [ 18] ,但在本试验中 ,前 、中
以及后期各处理的渗透水中PO3-4 -P含量分别超出该浓度 10.75 ～ 28.25倍 、4.1 ～ 8.95倍 、0.55 ～ 2.65
倍 ,如果这部分磷进入受纳水体后 ,将成为水体中磷的补给源并可能加速附近水体富营养化的产生 [ 19] 。
总之 ,高磷量堆肥直接用作盆栽基质时可能引起较高浓度的磷素流失 ,而每 10kg垃圾堆肥与灰渣的混合
基质中添加磷石膏的用量不宜超过 1kg,否则基质中的可溶性磷随着地表径流迁移或渗漏 ,将增加地表水
水体富营养化的风险 。因此 ,盆栽时可考虑在盆栽基质底部铺垫吸附剂避免磷素流失 ,在西南地区粉煤灰
和矿渣极为丰富 ,将其作为吸附基质并采取适当防渗措施 ,在短期内基质不会达到吸附磷素饱和状态 ,一
般不会造成磷素二次污染问题 [ 20] ,且具有极好的经济价值和环境价值。
2.2.4　重金属含量及影响　从表 6可见 ,在以堆肥 、灰渣为主添加磷石膏的盆栽试验中渗透水所含的
Pb、Cu、Zn、Mn浓度较低 ,尤其是添加磷石膏的处理其 Zn、Mn浓度低于未添加磷石膏的处理 ,这可能是磷
石膏在堆肥和垃圾灰渣中对部分重金属(Zn, Mn)发挥钝化作用 [ 21] 。因此 ,可以考虑在植物生长基质中添
加粉煤灰 、煤灰渣 、磷矿渣以及磷石膏等废物作为钝化剂 ,以减少重金属的活性及其对水环境的影响 。
因本试验所在城市垃圾中极少有工业垃圾成分 ,渗透水中 Cr、Cd含量低 ,不在检测线之内 ,故在堆肥
作为生长基质时 ,可不考虑渗透水中 Cr、Cd的污染。而各处理的渗透水中 Pb含量远远低于我国地表水
环境质量标准规定的 Ⅰ类水(≤0.01mg·L-1)标准 ,因而渗透水中 Pb污染可忽略不记 。渗透水中 Cu含量
介于Ⅰ ～ Ⅱ类水(0.01 ～ 1.0mg·L-1)的标准限值;渗透水中 Zn、Mn含量都低于 Ⅰ类水(≤0.05mg·L-1 ,
≤0.1mg·L-1)的标准限值(GB3838— 88)。加之一般盆栽花卉从播种 、定植 、露天摆放以及到收盆 ,持续
半年之久 ,因雨水淋溶程度差异 ,其渗透水一般在 1 500mL左右 ,且渗透水中重金属含量较低 ,一般不会对
周边环境造成严重的重金属污染。
表 6　不同混和基质前期渗透水中 Pb、Cu、Zn、Mn的含量变化
Tab.6　Pb, Cu, ZnandMncontentsinleachateofdiferenttreatments mg·L-1
　　　　　　处　理 Pb Cu Zn Mn
100%堆　肥 0.000 8 0.011 0 0.043 0 0.033 0
100%堆　肥 +磷石膏 0.000 8 0.013 0 0.036 0 0.016 0
75% 堆　肥 +25%灰　渣 0.000 8 0.011 0 0.034 0 0.024 0
75% 堆　肥 +25%灰　渣 +磷石膏 0.001 0 0.012 0 0.032 0 0.022 0
50% 堆　肥 +50%灰　渣 0.001 6 0.008 0 0.035 0 0.016 0
50% 堆　肥 +50%灰　渣 +磷石膏 0.002 0 0.010 0 0.033 0 0.014 0
123第 2期　 陈兴兰 ,等:垃圾堆肥基质对翠菊生长响应及其水环境的影响
2.2.5　pH值 、电导率及水溶性盐量　一般腐熟堆肥呈中性到微碱性 ,试验表明盆栽渗透水为弱碱性 ,各
处理的渗透水 pH值为 7.64 ～ 7.85,按照我国地表水环境质量标准 ,对 pH值无严格界限。尽管磷石膏酸
性较强(pH值 2 ～ 4),但总体表现出添加磷石膏的处理其 pH值略高于未加的处理。盆栽渗透水的电导率
差异为:前期 100%堆肥 +磷石膏处理较其它处理的高;中期是 100%堆肥 +磷石膏处理较其它处理的高;
后期是 100%堆肥 +磷石膏处理与 50%堆肥 +50%灰渣 +磷石膏处理较其它处理高;总体上看 , 100%堆
肥 +磷石膏处理产生的渗透水的电导率在各个时期都是最高的 。由于受试材料磷石膏盐分
(3 320μs·cm-1)>堆肥盐分(2 545μs·cm-1)>灰渣盐分(1 642μs·cm-1),因此 ,在纯堆肥中添加磷石膏的
用量不宜过大 ,否则基质盐分过高不宜植物生长 ,且其渗透水中的盐分随着地表径流和直接下渗将对周边
水土环境造成不利影响。
各处理渗透水中阳离子浓度值见表 7。表 7表明 , 100%堆肥 +磷石膏处理的渗透水中 K+、Na+、Ca2+
含量高于其它处理;而 Mg2+含量则表现出 75%堆肥 +25%灰渣 +磷石膏处理高于其它处理。渗透水中
Mg2 +含量表现出添加磷石膏处理比未添加的大 ,说明添加磷石膏对渗透水中 Mg2+总量有一定贡献 ,这可
能和磷石膏含有 Ca、Mg的磷酸盐及硅酸盐有一定关系。检测表明渗透水中的可溶性盐浓度较高 ,如果不
加处理和控制 ,渗透水随着地表径流进入水体以及直接渗透到土壤可能加重局部水土环境中可溶性盐含
量 。统计表明 , K+、Na+含量与前期渗透水的电导率存在较好的线性关系 ,其线性方程分别为:y=23.979x
-2 520.1(R2 =0.976 8);y=31.958x-4 973.9(R2 =0.810 1),说明 K+、Na+对渗透水的总盐分贡献极为
明显。如果大量 K+、Na+进入水体将引起水环境盐分过高 ,而大量 Ca2+、Mg2+进入水体则提高水环境的
硬度 ,对水生动植物生存 、繁衍以及水资源的正常利用都有一定影响。
表 7　渗透水 pH值 、电导率及水溶性盐中阳离子浓度
Tab.7　pH, EC25anddissolvedK+, Na+, Ca2 +, Mg2 +contentsinleachateofdiferenttreatments
　　　　　处　理 pH值
电　导　率
(μs·cm-1)
前　期 中　期 后　期
阳　离　子(前　期)
(mg·L-1)
K+ Na+ Ca2+ Mg2+
100%堆　肥 7.64 9 205 3 073 2 509 502.5 425.0 1 114.24 175.00
100%堆　肥 +磷石膏 7.64 13 140 5 585 2 920 655.0 545.5 1 595.19 227.99
75% 堆　肥 +25%灰　渣 7.80 10 370 3 141 2 522 540.0 480.0 1 162.31 233.31
75% 堆　肥 +25%灰　渣 +磷石膏 7.85 10 435 3 014 2 286 527.5 482.5 1 026.05 430.20
50% 堆　肥 +50%灰　渣 7.69 9 800 4 634 2 494 510.0 490.0 1 202.40 161.86
50% 堆　肥 +50%灰　渣 +磷石膏 7.85 10 220 3 025 2 920 530.0 487.5 1 114.24 257.61
注:表中数据重复间检测项目的平均值。
3　结　论
以堆肥 、灰渣为主添加磷石膏的混合基质可以作为翠菊的生长基质 ,其中 100%堆肥基质上有着较高
的出苗率及成活率 ,适合作为翠菊前期生长的育苗基质;而 100%堆肥 +磷石膏以及 75%堆肥 +25%灰渣
+磷石膏基质上出苗率 、成活率较低 ,但株高 、主根长 、开花量及干重则比其它处理高 ,说明这两种混合基
质较适合作为翠菊中后期生长的营养性基质。前期混合基质上翠菊出苗率 、成活率表现出添加磷石膏的
3个处理分别低于未添加的 3个处理 ,这可能和基质盐分以及磷石膏中含有较多有害成分有关 ,而哪个为
主导因素还需深入研究。但中后期翠菊株高 、开花量则表现出添加磷石膏 3个处理分别高于未添加的 3
个处理 ,这可能和基质中危害成分随着渗透水逐渐流失有关 。如果是基质中危害成分较多造成出苗率 、成
活率较低 ,那么在基质使用前应考虑淋洗 ,或者在纯堆肥基质上育苗 ,然后再将苗移栽到添加有磷石膏的
堆肥混合基质上生长 。总体上 ,纯堆肥作为育苗基质是可行的 ,而堆肥 、灰渣为主添加磷石膏的混合基质
则不适合育苗 ,但可将其作为花卉中后期生长的营养基质较为适合 。
盆栽渗透水的理化分析表明 ,前 、中 、后期渗透水中有机物含量较高 ,且超过国家地表水Ⅴ类水标准;
124 山 地 农 业 生 物 学 报 　2007年
中 、后期硝态氮含量超过国家地表水Ⅴ类水标准;前 、中 、后期磷酸根态磷超过水体富营养化极限值
(0.02mg·L-1);渗透水电导率极高 ,其中可溶性盐中阳离子(钾 、钠 、钙 、镁)排放浓度极高 ,可能加重受纳
水环境的盐分含量;部分重金属如铅 、铜 、锌 、锰含量在国家地表水Ⅰ 、Ⅱ类水标准之内。总之 ,堆肥 、灰渣
为主添加磷石膏的混合基质在渗透水中极高浓度的有机物 、硝态氮 、磷酸根态磷 、盐分进入受纳水环境可
能增加水环境污染的风险 。建议在堆肥利用过程中添加黄壤 、粉煤灰 、矿渣等具有吸附性能的物质 ,以期
降低有机物 、氮磷营养物流失浓度。
本研究与以往将垃圾堆肥施用于大田相比 ,减少了土壤污染以及对农作物的危害 ,为城市固体废弃物
的利用找到一条出路 ,也减少城市绿化用土的需求量 ,对低成本绿化具有积极意义。但是 ,将垃圾堆肥 、灰
渣为主添加磷石膏的混合基质用作花卉的生长基质时 ,应当加强渗透水的污染防治及处理 。
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