賴余港，陳君曉，趙彩霞，丁 穎

(杭州師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 311121)

0 引言

園林廢棄物主要為園林綠化植物自然凋落以及園藝修剪過(guò)程中產(chǎn)生的樹枝、種子、殘花、雜草等植物殘?bào)w[1-2].全國(guó)城市綠地的快速發(fā)展，導(dǎo)致園林廢棄物數(shù)量急劇增加.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，我國(guó)城市建成區(qū)綠化覆蓋率為41.1%，人均公園綠地面積為14.11 m2，全國(guó)園林廢棄物年產(chǎn)生量約為4 000萬(wàn)t[3].對(duì)固體廢棄物的傳統(tǒng)處理方法是填埋或焚燒，但由于園林廢棄物的容重較低，其運(yùn)輸和填埋管理成本很高,焚燒則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染[2].堆肥是合適的園林廢棄物資源化處理處置方法，通過(guò)生物降解過(guò)程，園林廢棄物體積顯著減少，有助于解決處置問(wèn)題并減少溫室氣體排放[4]，且穩(wěn)定、無(wú)害的堆肥產(chǎn)品還可以作為土壤污染修復(fù)材料或優(yōu)質(zhì)肥料[5].同時(shí)，園林廢棄物的微污染物含量較低，有利于生產(chǎn)具有低植物毒性的堆肥，能夠滿足有機(jī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中堆肥使用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并降低使用限制[6].值得注意的是，如果堆肥條件控制和操作不當(dāng)，堆肥周期可能會(huì)顯著延長(zhǎng)(90～210 d)，產(chǎn)生多種惡臭氣體的風(fēng)險(xiǎn)增大，還可能生成利用價(jià)值低的產(chǎn)品[7].因此，要實(shí)現(xiàn)高效堆肥并提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量，需要對(duì)堆肥過(guò)程進(jìn)行有效的管理[8].

目前，已有不少研究關(guān)注園林廢棄物堆肥(garden waste composting，GWC)操作參數(shù)的優(yōu)化，并在縮短堆肥周期、提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量等方面取得了一定的成果.已知影響園林廢棄物堆肥的主要參數(shù)包括粒徑、水分含量、溫度、初始C/N、曝氣等，通過(guò)調(diào)控這些參數(shù)，可以有效提高堆肥效率.除此之外，研究人員還常用共基質(zhì)(膨脹材料和改性材料)堆肥和接種微生物的方法優(yōu)化堆肥工藝，如圖1所示.

圖1 園林廢棄物堆肥的過(guò)程和特點(diǎn)Fig.1 The process and characteristics of GWC

本文簡(jiǎn)要介紹了常見(jiàn)的幾種園林廢棄物堆肥處理處置系統(tǒng)，重點(diǎn)綜述了園林廢棄物堆肥過(guò)程操作參數(shù)的調(diào)控及優(yōu)化策略，并概述了園林廢棄物堆肥產(chǎn)品的后續(xù)利用情況，以期從促進(jìn)堆肥快速腐熟和提升堆肥產(chǎn)品品質(zhì)等研究方向?yàn)閳@林廢棄物堆肥工藝的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考.

1 園林廢棄物堆肥系統(tǒng)

目前，常見(jiàn)的園林廢棄物堆肥系統(tǒng)主要有條垛式堆肥系統(tǒng)、通風(fēng)靜態(tài)垛式堆肥系統(tǒng)和容器堆肥系統(tǒng).表1列出3種堆肥系統(tǒng)的原理和各自優(yōu)缺點(diǎn).

表1 堆肥系統(tǒng)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)Tab.1 The principle of composting system and its advantages and disadvantages

堆肥技術(shù)發(fā)展至今已較為成熟，但由于堆肥原料、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件、土地面積及氣候等各方面因素的差異，各個(gè)地區(qū)采用的堆肥方式不盡相同.近年來(lái)，學(xué)者們?yōu)榱颂岣叨逊市蔬M(jìn)行了一定的創(chuàng)新.Tong等[12]發(fā)現(xiàn)通過(guò)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向和曝氣增加系統(tǒng)氧含量可以有效加速堆肥過(guò)程中有機(jī)物的降解.Pandey等[15]以綠色廢棄物、餐廚垃圾和棕櫚樹廢棄物為原料進(jìn)行堆肥實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出了一種新的可控容器堆肥系統(tǒng)，能夠加速?gòu)U棄物的堆肥進(jìn)程，并實(shí)現(xiàn)無(wú)病原體土壤改良.

2 園林廢棄物堆肥操作參數(shù)調(diào)控

堆肥是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)過(guò)程，受到諸多因素的影響，包括粒徑、水分含量、溫度、C/N、曝氣等[2,16].園林廢棄物具有高C/N、高木質(zhì)纖維素含量和缺氮磷鉀元素等特點(diǎn)，這些因素限制了園林廢棄物單獨(dú)堆肥的效率[2,17].為了提高堆肥質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效堆肥，需要充分了解堆肥的初始基質(zhì)條件，并在堆肥過(guò)程中加強(qiáng)管理和維護(hù)[8].表2列舉了近年來(lái)園林廢棄物堆肥研究中的堆肥方式以及具體操作參數(shù)，包括初始粒徑、初始含水量、初始C/N、最高溫度、高溫期持續(xù)時(shí)間和堆肥周期等.

表2 近年來(lái)園林廢棄物堆肥研究具體操作參數(shù)Tab.2 Specific operating parameters of GWC research in recent years

2.1 粒徑調(diào)控

物料的粒徑大小對(duì)堆體的空隙率和堆積密度有很大的影響，也影響了水分和氣體在堆體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)[10].因此，粒徑大小被認(rèn)為是堆肥理化性質(zhì)和微生物多樣性的潛在控制因素.如果粒徑過(guò)小，會(huì)抑制氧氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)移，形成厭氧環(huán)境，從而降低微生物活性.而當(dāng)粒徑過(guò)大時(shí)，一方面會(huì)使物料空隙過(guò)大、保水能力下降、通風(fēng)過(guò)度和自熱不足[23]，堆體還可能發(fā)生坍塌；另一方面，也會(huì)造成微生物菌劑與堆肥原料混合不均勻，降低微生物分解速度，延長(zhǎng)堆肥周期.Haynes等[26]研究了不同粒徑下成熟樹木剪切物的營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果表明，有機(jī)碳含量和C/N隨粒徑的減小而降低，粒徑為20～50 mm的材料更適于堆肥.Zhang等[23]比較了10、15、25 mm 3種初始粒徑對(duì)落葉與枝條堆肥的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)原料粒徑調(diào)整到15 mm時(shí)，提高了曝氣率和透水率，增加了微生物數(shù)量和酶活性，堆肥效率和質(zhì)量達(dá)到最高.由于原料成分的不同，粒徑的大小也各不相同，難以得到統(tǒng)一的堆肥粒徑標(biāo)準(zhǔn)，粒徑的大小應(yīng)隨廢棄物的理化性質(zhì)差異而變化.

2.2 水分調(diào)控

好氧堆肥過(guò)程中水分含量直接影響堆肥的反應(yīng)速度和堆肥產(chǎn)品質(zhì)量[16].水分對(duì)堆肥過(guò)程的作用主要在于溶解堆肥原料中的有機(jī)物、參與微生物的新陳代謝從而影響微生物活性、幫助調(diào)節(jié)堆體的溫度等.當(dāng)含水量低于40%時(shí)，微生物的活動(dòng)會(huì)受到抑制，有機(jī)物分解速度減慢；當(dāng)含水量高于70%時(shí)，物料間的透氣性變差，空氣流動(dòng)受影響，易導(dǎo)致厭氧發(fā)酵，減慢降解速度，延長(zhǎng)堆腐時(shí)間[27].在堆肥腐熟階段，含水量也應(yīng)保持在20%～30%，以利于增強(qiáng)細(xì)菌和放線菌的活性、加快堆肥的腐熟、提高堆肥產(chǎn)品的穩(wěn)定性.

此外，不同的堆肥材料具有不同的最佳初始含水量，70%的初始含水量適用于家禽和小麥秸稈的堆肥[28]，60%～70%適用于豬糞的堆肥[29]，而對(duì)于園林廢棄物堆肥，初始含水量控制在60%～65%為宜(表2).

2.3 溫度調(diào)控

溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程起著決定性作用，而微生物活性又是影響堆肥進(jìn)程的重要因素，因此溫度是判斷堆肥過(guò)程正常與否最直接的指標(biāo)[30].Kulikowska[31]觀察到，堆肥是一個(gè)放熱過(guò)程，初始溫度取決于底物的生物降解特性.根據(jù)溫度的不同，可以將堆肥過(guò)程分為升溫、高溫、降溫和腐熟4個(gè)階段[6].堆體的溫度不僅可以反映堆肥階段，還可以反映微生物降解的實(shí)時(shí)情況[32].一方面，溫度決定了每個(gè)時(shí)期的優(yōu)勢(shì)微生物，使得堆肥得以正常進(jìn)行；另一方面，溫度可以確保堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量，殺滅有害的微生物，溫度在55 ℃以上時(shí)可以消滅大部分寄生蟲和病原體，確保最好的衛(wèi)生條件[33].但溫度不是越高越好，若高于65 ℃則會(huì)抑制絕大部分微生物的生長(zhǎng)，堆肥過(guò)程也隨之停止[34].因此，通過(guò)調(diào)節(jié)其他參數(shù)來(lái)控制合適的溫度十分重要，一般使堆體溫度處在45～65 ℃為宜[14].

2.4 C/N調(diào)控

C/N是影響堆肥的重要因素，能夠提供微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)元素.碳素是微生物的基本能量來(lái)源，也是微生物細(xì)胞構(gòu)成的基本材料，堆體中的碳素可被微生物利用并轉(zhuǎn)化為二氧化碳.氮?jiǎng)t是蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、酶和輔酶的組成部分，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和功能發(fā)揮起到重要作用[35].因此，調(diào)節(jié)合適的C/N十分重要.當(dāng)碳素短缺時(shí)，微生物的能量來(lái)源減少，氮素相對(duì)過(guò)剩并以氨氣的形式揮發(fā)造成營(yíng)養(yǎng)損失和潛在的惡臭問(wèn)題[36].當(dāng)可利用的碳素過(guò)多時(shí)，氮素來(lái)源受限導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)繁殖速度變慢，影響有機(jī)物降解速度.由于園林廢棄物的高C/N，一般通過(guò)添加富氮物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)初始C/N，如尿素、牲畜糞便、食品垃圾、蛋殼和花生殼等.但也有不少例外，如大木屑、樹皮和紅木，在C/N值較高時(shí)，分解速度較慢，可以生成相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)品[37].由表2可知，園林廢棄物堆肥初期的C/N值推薦控制在25～30.

2.5 曝氣調(diào)控

堆肥效率極大程度地受到氧氣水平的影響[38]，因此，曝氣影響堆肥過(guò)程中的微生物活性和堆肥質(zhì)量[39].曝氣提供了有機(jī)物氧化所需的氧氣，同時(shí)從基質(zhì)中蒸發(fā)多余的水分，起到了調(diào)節(jié)溫度的作用[28].曝氣還是影響堆肥穩(wěn)定性的主要因素，它對(duì)堆肥的物理性質(zhì)(含水量、溫度和有機(jī)質(zhì)含量)有很大影響[40].曝氣過(guò)少會(huì)導(dǎo)致厭氧條件，而過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致過(guò)度冷卻，從而無(wú)法達(dá)到最佳分解速率所需的溫度[39].Zhang等[41]在廚余垃圾堆肥中發(fā)現(xiàn)曝氣速率在0.2～0.6 L/(min·kg)時(shí)可以顯著減少氨氣排放，增加微生物活性，縮短堆肥腐熟時(shí)間.Kulcu等[42]測(cè)定了刈草、番茄、辣椒、茄子渣等混合料在不同曝氣速率(0.1、0.2、 0.4、0.8 L/(min·kg))下的有機(jī)物降解率，發(fā)現(xiàn)當(dāng)曝氣速率為0.4 L/(min·kg)時(shí)，有機(jī)物降解率達(dá)到最大值58.11%.Sun等[43]研究了曝氣速率對(duì)葉片和豬糞共堆肥的影響，結(jié)果表明，0.14 L/(min·kg)的通氣曝氣速率對(duì)堆肥效果最有利，高溫期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，堆肥產(chǎn)品的發(fā)芽指數(shù)最高.

3 園林廢棄物堆肥優(yōu)化策略

園林廢棄物具有木質(zhì)纖維素含量高和氮磷鉀含量低等缺點(diǎn)，在自然情況下很難單獨(dú)進(jìn)行堆肥[2].為了克服這些問(wèn)題，常用的做法是通過(guò)使用共基質(zhì)堆肥或接種微生物來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量或促進(jìn)堆肥腐熟.

3.1 共基質(zhì)堆肥

一般來(lái)說(shuō)，添加的共基質(zhì)堆肥材料有兩種：膨脹材料和改性材料.膨脹材料可用來(lái)控制水分、增加孔隙率、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)支持和改善空氣在混合物中的運(yùn)動(dòng).改性材料可添加到基質(zhì)或最終產(chǎn)品中以改良工藝或提高產(chǎn)品質(zhì)量[2].

3.1.1 膨脹材料

膨脹材料通常用于確保堆肥效率，能夠調(diào)控堆體溫度變化，抑制病原體和寄生蟲的生長(zhǎng)，增強(qiáng)最終產(chǎn)物穩(wěn)定性.如表3所示，已有研究表明，添加諸如木屑、稻殼、蛋殼、生物質(zhì)炭、廢紙、廢棉或粉煤灰等膨脹材料可以改善園林廢棄物的堆肥效果.

表3 園林廢棄物堆肥中常用的膨脹材料及其作用效果Tab.3 Expanding materials commonly used in GWC and their effects

膨脹材料的添加能夠有效地調(diào)控溫度變化，從而促進(jìn)堆肥腐熟.Zhang等[21]發(fā)現(xiàn)，在園林廢棄物與廢蘑菇渣和生物炭共堆肥中，添加35%廢蘑菇渣和20%生物炭的實(shí)驗(yàn)組可使升溫期從4 d縮短為1 d，最高溫度從50.1 ℃升至59.2 ℃，堆肥腐熟時(shí)間從30 d減至24 d.他們?cè)诹硪豁?xiàng)研究中添加了8.5%麥飯石和45%青貯飼料作為膨脹材料，堆體的高溫期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14 d，且升溫速度加快，而沒(méi)有添加的堆體高溫期僅有2 d[45].這與Li等[47]和Qiu等[48]的研究結(jié)果相似.以上的研究均表明，添加膨脹材料能夠加速升溫，提升最高溫度，延長(zhǎng)高溫期并縮短腐熟時(shí)間.

膨脹材料的添加，還能增加堆體空隙率，減少堆肥容重，改善通風(fēng)和有效控水.根據(jù)Wang等[18]的研究，添加蛋殼和稻殼后最終產(chǎn)物的容重小于對(duì)照組容重，約為0.40 g/cm3，容重值的差異反映了堆肥顆粒內(nèi)部空隙的增加[49].Zhang 等[44]研究了甜菜渣和廢紙作為膨脹材料對(duì)園林廢棄物堆肥的影響，結(jié)果表明，膨脹材料優(yōu)化了堆肥過(guò)程的曝氣效果，抑制了堆體厭氧環(huán)境的形成，有效降低了堆肥過(guò)程中二氧化氮的排放.Jain等[46]的研究表明，生物炭的添加也可以降低堆體的初始容重，從而使堆體的初始孔隙率增加.添加膨脹材料還可以調(diào)節(jié)堆肥過(guò)程的C/N，減少養(yǎng)分損失，提高堆肥質(zhì)量.根據(jù)Zhang等[24]的研究，甘蔗渣和廢葡萄渣可以為園林廢棄物堆肥提供豐富的C、N等營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)整初始C/N，有助于CO2和NH3的溶解及C、N的固定，減少養(yǎng)分流失.

此外，研究發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)既能提供營(yíng)養(yǎng)又能改善結(jié)構(gòu)，磷礦便是其中一種.磷礦是磷的天然來(lái)源，可以通過(guò)堆肥等處理方法進(jìn)行溶解，能為原料混合物提供表面積，并具備大量?jī)?chǔ)水的能力[1].Bustamante等[1]研究發(fā)現(xiàn)，園林廢棄物與2.3%的磷礦混合堆肥可以通過(guò)揮發(fā)減少氮的損失，提高了產(chǎn)品中的有效磷含量.另一方面，Zhang等[50]報(bào)告，當(dāng)添加15%的磷礦時(shí)，混合物的產(chǎn)熱增加(即更高的降解率)，而且磷的高孔隙率還平衡了可用氧，使堆肥始終處于有氧環(huán)境.研究膨脹材料在堆肥中的作用時(shí)，還應(yīng)該探索它們的具體作用機(jī)理和適用范圍，這對(duì)更有目的性地添加對(duì)應(yīng)膨脹材料和提高堆肥質(zhì)量有重大意義.

3.1.2 改性材料

眾多研究表明，改性材料的添加可以改善堆肥工藝，調(diào)節(jié)原料初始C/N，影響有機(jī)質(zhì)的礦化和硝化過(guò)程，從而提高堆肥質(zhì)量(表4).為了克服園林廢棄物氮含量低和餐廚垃圾水分含量高的缺點(diǎn)，Kumar等[25]將兩種材料按不同比例混合堆肥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共堆肥在低C/N(19.6)時(shí)也能有效進(jìn)行，從而減少使用填充劑來(lái)調(diào)整堆體的初始C/N.Belyaeva等[20]在園林廢棄物與生物固體共堆肥時(shí)發(fā)現(xiàn)，在綠色廢棄物原料中添加生物固體可以顯著降低堆肥的C/N，但是會(huì)導(dǎo)致高流動(dòng)性的NO3-N在堆體中大量積累，若大量使用，可能會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題，所以需要注意用量問(wèn)題[20,51].Zhang等[52]在牛糞和廢咖啡渣與園林廢棄物共同堆肥的研究中發(fā)現(xiàn)，兩種原料的高含氮量和牛糞里存在的大量硝化細(xì)菌，提高了堆肥的初始C/N，并極大地影響了最終堆肥的氮滯留量.以上結(jié)果說(shuō)明改性材料的添加有助于堆肥過(guò)程，但這些研究都是在特定的原料下優(yōu)化后進(jìn)行的，在實(shí)際應(yīng)用中還需充分了解改性材料的特性以及在堆肥中發(fā)揮作用的機(jī)理，按照情況添加對(duì)應(yīng)物質(zhì)，保證經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性.

表4 園林廢棄物堆肥中的改性材料及其對(duì)堆肥的影響Tab.4 Modified materials in GWC and their effects

3.2 接種微生物

傳統(tǒng)的堆肥腐熟過(guò)程是一個(gè)堆體內(nèi)自然微生物組參與的生理生化過(guò)程[16].通過(guò)添加外源微生物(單一菌劑、復(fù)合菌劑或者腐熟堆肥)能夠增加堆肥初期微生物群體數(shù)量并改善群落結(jié)構(gòu)，從而加快有機(jī)物的分解，加速堆體升溫，縮短堆肥周期[53-54].木質(zhì)纖維素由木質(zhì)素、纖維素和半纖維素組成，是園林廢棄物中的主要成分，在自然條件下降解十分緩慢，是限制園林廢棄物堆肥的重要因素，因此多數(shù)關(guān)于微生物菌劑添加的研究主要集中在加速木質(zhì)纖維素的降解方面.

表5列出了園林廢棄物堆肥研究中若干種微生物菌劑及其對(duì)木質(zhì)纖維素的降解效果和堆肥周期.青霉屬(Penicillium)、曲霉屬(Aspergillus)、木霉屬(Trichoderma)、鏈霉菌屬(Streptomyces)、白腐菌(White-rotfungi)、放線菌目(Actinomycetales)以及部分芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)都是報(bào)道較多的能夠高效降解木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的微生物種類[55-56].劉月等[57]在水稻秸稈和牛糞混合堆肥中添加黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)、灰略紅鏈霉菌 (Streptomycesgriseorubens)和3株芽孢桿菌 (Bacillussp.X9、Bacillussp.L1和Bacillussp.L8)，發(fā)現(xiàn)添加菌劑的堆肥中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的降解率分別比對(duì)照提高了100.16%、41.14%和50.80%.Hu等[58]在蘑菇渣和豬糞混合堆肥中接種了包括短芽孢桿菌(Brevibacillus)、類芽孢桿菌(Paenibacillus)、芽孢桿菌、賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus)和柯恩氏菌(Cohnella)等在內(nèi)的超過(guò)30個(gè)屬的木質(zhì)纖維素降解菌群，使接種組真菌群落多樣性更高，纖維素降解基因的相對(duì)豐度在堆肥后期顯著高于對(duì)照組，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的降解率分別提高了19.66%、8.75%和34.46%.Wei等[59]在小麥、水稻、玉米和大豆秸稈的堆肥中添加了由鏈霉菌屬、分枝桿菌屬(Mycobacteriumsp.)、小單孢菌屬(Micromonosporasp.)和糖單孢菌屬(Saccharomonosporasp.)組成的復(fù)合菌劑，結(jié)果表明，接種微生物可以增加堆肥中關(guān)鍵酶的活性，促進(jìn)木質(zhì)纖維素的降解.還有研究發(fā)現(xiàn)，在堆肥的不同時(shí)期進(jìn)行接種，微生物起到的效果也不盡相同.Chen等[60]在玉米秸稈與油菜渣共堆肥研究中發(fā)現(xiàn)，在降溫階段時(shí)接種黃孢原毛平革菌比在堆肥初期接種效果更好，木質(zhì)素和纖維素降解率分別提高了13.33%和84.64%，更有利于堆肥腐殖質(zhì)的形成，促進(jìn)腐殖質(zhì)化過(guò)程.綜上，在堆肥過(guò)程中接種微生物，可以提高微生物數(shù)量和酶活性，從而促進(jìn)木質(zhì)纖維素的降解.但堆肥中木質(zhì)纖維素的降解需要不同微生物的協(xié)同作用，因此需要了解各類微生物在木質(zhì)纖維素降解過(guò)程中發(fā)揮的作用.

表5 園林廢棄物堆肥研究中的微生物菌劑及其對(duì)木質(zhì)纖維素的降解效果Tab.5 Microbial agents in GWC research and their effects on lignocellulosic degradation

4 園林廢棄物堆肥產(chǎn)品利用

園林廢棄物堆肥產(chǎn)品含有豐富的有機(jī)質(zhì)且污染物含量較低，目前，主要應(yīng)用于基質(zhì)栽培、有機(jī)肥料和土壤改良劑等方面[5].

4.1 基質(zhì)栽培

目前，泥炭作為一種理想基質(zhì)被廣泛應(yīng)用于花草的栽培，然而泥炭是不可再生資源，大量的開(kāi)采利用已使泥炭資源出現(xiàn)枯竭現(xiàn)象[62].園林廢棄物經(jīng)堆肥化處理后礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素豐富、腐殖質(zhì)含量高，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)理后具有持水力強(qiáng)、保肥能力強(qiáng)、透氣性好等特點(diǎn)，且來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，堆肥產(chǎn)出穩(wěn)定，是一種較為理想的替代基質(zhì).賈蘭虹[63]利用園林廢棄物產(chǎn)品作為基質(zhì)用于花卉栽培，結(jié)果表明，利用園林廢棄物作為基質(zhì)來(lái)替代泥炭培養(yǎng)花卉具有可行性.Morales-Corts等[64]比較了6種植物在園林廢棄物、蚯蚓糞和蜂巢渣滓的堆肥產(chǎn)物上栽培的生長(zhǎng)效果，發(fā)現(xiàn)園林廢棄物堆肥產(chǎn)物具有較好的理化性質(zhì)，能夠加快作物生長(zhǎng)并提高種子發(fā)芽率.

4.2 有機(jī)肥料

園林廢棄物含有大量的營(yíng)養(yǎng)元素，本身就是一種寶貴的有機(jī)肥料，經(jīng)過(guò)堆肥化處理后氮、磷、鉀等主要營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素的含量得到提高[65].余韻等[66]研究了添加園林廢棄物堆肥對(duì)楸樹苗木生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，園林廢棄物堆肥有利于其生長(zhǎng)和養(yǎng)分狀況的提升，產(chǎn)出高質(zhì)量的苗木.郝瑞軍等[67]在研究園林廢棄物堆肥對(duì)黑麥草產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響時(shí)，也得到了類似的結(jié)果.

4.3 土壤改良劑

園林廢棄物堆肥產(chǎn)品對(duì)土壤的改良作用主要體現(xiàn)為提高土壤肥力和改善土壤結(jié)構(gòu).園林廢棄物成分中的氮、鉀等物質(zhì)都以陽(yáng)離子形態(tài)存在，而堆肥形成的腐殖質(zhì)帶負(fù)電荷，能夠吸附陽(yáng)離子，因此堆肥產(chǎn)品可以有效減少養(yǎng)分損失，提高土壤的保肥能力[68].大量研究表明，將堆肥施入土壤后能夠改變土壤的理化性質(zhì)，增加土壤氮、磷、鉀的含量，調(diào)節(jié)土壤pH，改善土壤透氣性、透水性、蓄水保肥性及耕作性等功能[69].

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，園林綠化水平及規(guī)模顯著提高，園林廢棄物大量增加.堆肥處理是園林廢棄物資源化利用的重要途徑，盡管國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了園林廢棄物堆肥的研究并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)踐，但我國(guó)園林廢棄物堆肥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還處在起步階段，存在以下問(wèn)題亟待解決：

1)園林廢棄物堆肥工藝參數(shù)已有了不少研究，初始含水量宜控制在55%～65%，C/N一般控制在25～30，但沒(méi)有關(guān)于堆肥粒徑大小和曝氣的統(tǒng)一數(shù)值，堆肥時(shí)需按原料性質(zhì)和要求自行調(diào)控.

2)園林廢棄物通過(guò)與其他材料共同堆肥，可以克服自身低碳值、難降解等缺點(diǎn).共基質(zhì)堆肥能夠有效地減少堆肥腐熟時(shí)間并提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，但部分材料在堆肥內(nèi)發(fā)揮作用的具體機(jī)制還不清楚.

3)堆肥過(guò)程中接種微生物能夠促進(jìn)木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的降解和相關(guān)酶的活性，有效加快堆肥腐熟，減少養(yǎng)分損失.然而，接種微生物和土著微生物存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，如何使接種微生物保持優(yōu)勢(shì)并發(fā)揮其功能值得進(jìn)一步深入研究.

總之，園林廢棄物的堆肥化處理是實(shí)現(xiàn)資源高效循環(huán)再利用和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，仍需要更多的研究者和生產(chǎn)者參與其中，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.