陳 月,陳 祥,胡艷燕,陳喬宇,朱本國
(重慶市風景園林科學研究院/重慶市城市園林工程技術研究中心/重慶市園林土壤質量檢測中心,重慶 401329)
城市污泥處理是當前我國所面臨的主要環(huán)境問題之一,我國每年產生污泥量約為1100 萬噸,其中約70%未能得到妥善處置[1]。將城市污泥進行好氧發(fā)酵堆肥后進行土地利用是當前較為熱門的污泥處理處置方式,好氧堆肥土地利用能夠將污泥中的營養(yǎng)物質返回到土壤中,同時也是一個碳減排的過程[2]。
由于污泥中含有一定量的重金屬元素,所以是否能夠將污泥堆肥產物運用到農業(yè)當中存在著巨大的爭議[3]。2021 年發(fā)布的《有機肥料》(NY/T 525—2021)標準明確禁止污泥作為有機肥料的生產底物,基本表明污泥及其產物不能進行農業(yè)利用,這對污泥的土地利用產生了深遠的影響。但是,園林行業(yè)對污泥堆肥產物的利用不存在這樣的限制,由于不進入人類的食品鏈,同時污泥產物具有不錯的肥效和土壤結構改良功效,污泥產物在園林行業(yè)有著不錯的市場口碑。
以重慶市廬山大道藍花楹行道樹土壤作為研究樣本,該地段藍花楹在2016 年栽種之后生長狀況較差且開花較少,經過土質檢驗發(fā)現(xiàn)是由于土壤質量狀況較差引起的。因此,使用城市污泥好氧發(fā)酵產物對其進行改良試驗,研究污泥發(fā)酵產物在實際工程應用中的效果。
藍花楹土壤改良地點位于重慶市兩江新區(qū)廬山大道,道路兩側于2016 年種植了574 棵藍花楹。由于種植后藍花楹生長狀況和開花狀況不理想,于2019 年5 月22 日對該路段種植土壤進行土壤改良施工,所選用的土壤改良基質由重慶市風景園林科學研究院提供,其生產原料是園林廢棄物和生活污泥,改良基質的理化性質見表1。
改良基質選用溝施和撒施的方法進行施肥,每個樹坑施污泥產物2 kg,使用改良基質3 kg,棒肥(高25 cm,直徑5 cm,重450~500 g,成分為污泥產物)4 根。
土壤采集深度為0~30 cm 的表層土壤,采用蛇行法,多點取樣組成1 個混合樣品。采集的土壤樣品去掉雜質后自然風干,分別過0.15 mm 和2 mm 篩,作為調查土樣。
植物生長狀況調查和植物樣品采集與土壤調查同期進行。分別對藍花楹的開花數(shù)量、胸徑進行現(xiàn)場調查,并對藍花楹的樹葉和花進行隨機采樣。采樣時間分別為2019 年5 月18 日和2021 年5 月29 日。
土壤和植物樣品采集后,在重慶市城市土壤檢測中心對樣品的各項指標進行檢測。土壤指標包括pH、EC、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀等,檢測指標和方法依據(jù)《園林栽植土壤質量標準》(DBJ50/T 044—2019)進行。植物樣品檢測指標包括葉片全氮、全磷、全鉀、葉片面積、花冠長度等,元素檢測方法與土壤相同。
用污泥堆肥產物進行土壤改良前后的土壤質量見表1。以重慶市地方標準《園林種植土壤質量標準》(DBJ50/T 044—2019)為評判依據(jù),該路段土壤pH 雖然符合標準,但是由于藍花楹適宜在弱酸性或中性土壤中生長,所以需要進行酸堿性改良;EC 值達標;有機質含量略低于現(xiàn)行標準;堿解氮和有效磷含量略低于標準,速效鉀含量良好。整體上,該路段土壤各項指標均處于《園林種植土壤質量標準》的下限處,土壤質量狀況較差,較為貧瘠。
表1 改良前后土壤質量變化
經過污泥堆肥產物改良2 年后,該路段土壤的氮磷鉀總含量顯著提高,分別提升了0.05、1.59 和0.31 倍;土壤堿解氮和速效鉀分別增長了0.15 和0.76 倍,有效磷變化不明顯。經過改良后,土壤pH 下降到了7.17,為弱堿性土壤,基本滿足藍花楹生長要求;土壤EC 和有機質含量下降,可能與施肥間隔較長有關。
廬山大道藍花楹是當?shù)氐闹攸c道路景觀,但是自2016 年栽種完成以來,藍花楹的生長狀況和開花效果始終未能達到預期目標。2019 年進行土壤改良前經過實地調查,該路段藍花楹開花率僅有52.48%,開花狀況較差,在經過改良后開花率提升到了78.95%(圖2A),表明限制藍花楹開花率進一步提高的主要因素是土壤肥力不夠、施肥頻率較低,每年都應當進行定期施肥。改良后藍花楹花冠長度較改良前沒有顯著變化,說明土壤改良對藍花楹開花質量沒有顯著影響(圖2B)。
圖2 土壤改良前后藍花楹的開花狀況
經過改良后,葉片中的氮磷鉀含量也隨之變化。磷和鉀的含量分別較改良前增加了0.12 和1.47 倍,但是氮含量下降了38%(圖3A);改良后藍花楹單羽葉片面積達到了41.87 cm2,是改良前的1.46 倍,說明改良后藍花楹的生長狀況得到了顯著的改善(圖3B)。
圖3 土壤改良前后藍花楹的葉片狀況
本研究中,堆肥產物改良后土壤中的氮磷鉀元素含量都得到了明顯的提升,與文獻結果一致[4-5];上海市園科院的趙廣琦等對12 種花灌木施用堆肥產物,發(fā)現(xiàn)污泥產物對花灌木的開花效果具有一定的促進作用,與本研究的結果一致[6];但是花冠的長度在改良前后沒有顯著變化,說明污泥產物的施用對藍花楹開花的質量沒有顯著影響;在改良后,藍花楹的葉片面積得到了顯著的增長,李彩群等發(fā)現(xiàn)污泥產物對錦紫蘇葉片也有同樣的效果[7]。
綜上所述,污泥堆肥產物對園林綠化工程是一種非常有效的土壤改良基質,但由于園林土壤普遍具有品質差、管護難的特性,應適當提高施肥頻率,保證園林景觀效果的持續(xù)性。