垃圾堆肥基质对不同草坪植物生态及质量特征的影响

通过田间实验,研究了城市生活垃圾堆肥基质对高羊茅和黑麦草不同品种草坪植物生态及质量特征的影响。结果表明:堆肥能明显促进草坪植物生长,提高地上和地下生物量。与一茬草相比,垃圾堆肥对二茬草的促进作用更为明显,说明了垃圾堆肥营养具有缓释效应。另外,垃圾堆肥能加快草坪植物返青,对越年草坪植物盖度、株高以及生物量具有明显促进作用。不同品种草坪植物对垃圾堆肥的生长响应存在明显差异,在生长速度和生物量指标上,3种高羊茅品种表现较好。采用美国国家草坪评比体系NTEP(9分法)作为评比标准,对各草坪综合质量进行评定。结果垃圾堆肥建植的草坪综合质量均明显好于对照;不同草坪植物之间比较,以爱神综合质量为最佳,尤其表现在密度、颜色和质地方面。     

淋洗后生活垃圾堆肥建植高羊茅草坪生理生态响应

以不同淋洗方式处理后的生活垃圾堆肥为基质进行草坪植物培植,研究了高羊茅的生理生态响应。结果表明,淋洗处理堆肥中高羊茅的发芽率及株高等生长指标均优于未淋洗的原堆肥对照组,其中水肥淋洗比例为1∶1的处理中,高羊茅的最大发芽率比对照提高89.6%。通过对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）3种保护酶的活性及脯氨酸和丙二醛（MDA）含量等指标的测定可以看出,经淋洗处理后的堆肥基质对草坪植物的胁迫程度均小于原堆肥,更有利于草坪植物的正常生长。综合高羊茅生长指标及生理指标来考虑,堆肥处理的最佳淋洗比例为水∶堆肥的质量比为2∶1。     

垃圾堆肥复合菌剂对干旱胁迫下草坪植物生理生态特性的影响

从生活垃圾堆肥中提取有益微生物菌种,配成不同浓度的复合微生物菌剂（CM）,施入草坪基质,研究了复合微生物菌剂对干旱胁迫下草坪植物生理生态特性的影响。结果表明：在干旱胁迫下,接种过复合微生物菌剂的草坪植物叶片的丙二醛（MDA）含量显著低于未接种菌剂的对照,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著高于对照。不同草坪植物品种生理生态特性在接种CM后对干旱胁迫的响应程度不同。即高羊茅（Festuca arundinacea L.）,当接种200倍稀释液的菌剂,叶片SOD、POD和CAT活性达到最大,分别是对照的8.13、1.53和2.46倍;而黑麦草（Lolium perenne L.）则当接种100倍稀释液的菌剂,POD和CAT活性分别高出对照64.4%和56.1%,而SOD活性是对照的6.50倍。和对照相比,各接种菌剂处理的脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白含量明显降低,离体叶片持水力却保持了较高的水平。上述结果表明,接种复合微生物菌剂后,植物能够通过自身的保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而有效缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害,提高草坪植物的抗旱性,为干旱环境草坪植物的建植提供依据。     

生活垃圾堆肥淋洗液培植无土草皮的生态特征

以生活垃圾堆肥淋洗液培植无土草皮,结果表明,垃圾堆肥淋洗液中有机质、全氮、有效磷及其它营养元素含量显著高于对照土壤淋洗液,能够充分满足草坪植物生长需要。高浓度淋洗液使黑麦草和高羊茅种子萌发高峰期推迟出现,但不影响发芽率,到萌发第11天,种子发芽率分别达到94％和92％以上。对黑麦草而言,80％的淋洗液可显著提高植株高度、地上生物量和叶绿素含量;对高羊茅,60％的淋洗液则为最佳浓度。当淋洗液培植的无土草皮进行田间铺坪90d时,黑麦草和高羊茅草皮地上生物量分别达到5．38g／块和7．89g／块,并显著高于对照草皮（P〈0．05）,而地下生物量和根长差异不显著。垃圾堆肥淋洗液改变了黑麦草和高羊茅植株地上／地下生物量的分配格局,使其根冠比降低,其分别为4．60和3．71,并明显低于对照。从坪用性状上看,铺坪后垃圾堆肥淋洗液培养的草皮叶色深绿,质地柔软光滑,明显优于土壤淋洗液培养的对照草皮。     

生活垃圾堆肥草坪中蚯蚓对植物生长和抗氧化酶系的影响

通过在添加蚯蚓的生活垃圾堆肥基质上培植黑麦草、高羊茅和早熟禾,测定了草坪植物生物量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,研究了蚯蚓活动对3种草坪植物生长和抗氧化酶系的影响。结果表明：蚯蚓活动使黑麦草、高羊茅的地上牛物量分别增加了3．53倍和12．17倍,地下生物量分别增加127．45％和148．94％,而早熟禾地上生物量减少42．37％。放入蚯蚓后,黑麦草和高羊茅的MDA含量分别减少了51．30％和87．52％,早熟禾增加了16．74倍。黑麦草、高羊茅和早熟禾的SOD和POD活性在放入蚯蚓后,分别有所下降,SOD活性分别下降了64．93％,13．38％和83．56％,POD活性分别下降41．15％,54．41％和34．09％。黑麦草CAT活性提高了5．61％,而高羊茅和早熟禾分别下降11．73％和33．23％。可见,生活垃圾堆肥草坪中蚯蚓活动对植物生长及抗氧化酶系的影响因植物种类而异。     

纳米铁联合氧化石墨烯对垃圾堆肥基质高羊茅生理生态的影响

通过室内盆栽试验,在生活垃圾堆肥中按质量比添加1%氧化石墨烯(GO)和不同比例的纳米铁(nZVI,1%、3%、5%),研究了GO和nZVI对高羊茅生长和生理特性的影响。结果表明:单独添加GO及共同添加GO和nZVI促进了高羊茅种子萌发,发芽率和发芽指数均在GO+5%nZVI处理达到最大。除1%nZVI处理外,其他添加剂处理显著提高了高羊茅地上生物量和叶绿素含量,在GO+5%nZVI处理达到最大,较对照分别提高25%和31%。添加3%、5%nZVI显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,且随nZVI添加比例的增加而升高。与对照相比,单独添加nZVI以及联合GO处理过氧化氢酶(CAT)与丙二醛(MDA)含量显著降低,随nZVI添加比例的增加而减少,分别在GO+5%nZVI和GO+3%nZVI处理中达到最低,较对照分别降低52%和48%。高羊茅地上部重金属含量随nZVI添加比例的增加而降低,在共同添加GO和nZVI的处理中效果显著,均显著低于对照。可见,nZVI和GO两种材料对堆肥重金属具有固定作用,减少了植物对重金属的吸收,促进了草坪植物的生长。     

生活垃圾堆肥基质草坪建植体系接种草坪土壤线虫多样性特征

通过城市生活垃圾堆肥基质草坪建植体系接种草坪土壤线虫,研究了线虫数量、科属分类、营养类群等线虫多样性变化.结果表明,接种草坪土壤线虫 4 个月后,垃圾堆肥基质中共鉴定出线虫4科7属,包括植物寄生性线虫、食真菌线虫和食细菌线虫3个营养类群;垃圾堆肥基质草坪建植体系中线虫总数明显少于土壤基质.在接种草坪线虫的土壤基质草坪建植体系中,植物寄生线虫为优势营养类群,盘旋线虫属仍为优势属,相对多度达到83.3%,显著高于本底土壤45.1%.在接种草坪土壤线虫的垃圾堆肥基质草坪建植体系中,土壤本底中处于优势属的植物寄生类线虫如盘旋线虫属和螺旋线虫属基本消失了,表明垃圾堆肥基质对植物寄生类群的生长与繁殖表现出明显的抑制作用,优势属也发生了很大变化,食细菌类群的头叶属和丽突属成为优势属,相对多度分别为67.0%和14.0%.因此,从草坪土壤线虫危害角度来说,以垃圾堆肥作为草坪基质将会为草坪植物生长创造良好的基质环境.     

废旧橡胶颗粒填充草坪根带基质及草坪植物生态响应

选择4种不同粒径大小的废旧橡胶颗粒分别与壤土、粘土、沙土组配草坪基质,通过组配基质构建草坪建植体系,研究了草坪植物的生态响应。通过对各生态指标综合效应分析,结果表明：壤土组配基质中,胶粒粒径为0.5~1 mm与4~6 mm组配基质要好于1~2 mm和2~4 mm组配基质;粘土组配基质中,1~2 mm胶粒组配基质为最好;对于沙土组配基质,1~2 mm和2~4 mm粒径的胶粒组配基质要优于0.5~1 mm与4~6 mm的组配基质。比较发现,从草坪植物生长角度来看,以沙土填充废胶粒为介质组配运动场草坪基质具有较好的应用前景。     

以生活垃圾堆肥为基质的废弃物铺网草皮建植研究

以生活垃圾堆肥为基质,5种生活废弃物为铺网,对高羊茅、草地早熟禾及本特3种草坪植物的草皮培植与铺坪应用进行了研究.结果表明:(1)在草皮培植中,同种草坪植物在不同铺网草皮中的生长效应差异较大,其中早熟禾在草席与塑料纱网草皮中的综合性能表现较好;本特和高羊茅在竹席和草席中的表现较好.(2)草皮的刈割再生生长能力总体上与草皮培植时的生长状况密切相关,草种与基质、铺网间的协同性存在差异,生长协同性较好的草皮组合为早熟禾的草席草皮、本特的草席与塑料纱网草皮以及高羊茅的草席、纤维网袋与塑料纱网草皮.(3)5种生活废弃物铺网中,塑料薄膜在草皮培植中与各草种间的协同性均最差,其铺网草皮在铺坪应用中的再生生长能力也较差,可见塑料薄膜不适宜作为草皮铺网.     

接种高温纤维素菌剂对生活垃圾堆肥理化性质的影响

为探讨高温纤维素菌剂对生活垃圾堆肥的影响, 研究在堆肥过程中添加了不同剂量和不同种类的微生物菌剂。分析了堆肥过程中各个阶段不同处理的温度、含水率、pH 值、E4/E6、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、C/N、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变化情况。研究表明接种微生物菌剂的处理使堆肥初期升温上升较快, 堆肥效果好于空白对照处理。其中添加1%自制纤维素菌剂的处理升温速度较快, 堆肥发酵后期含水率最低, 腐殖化程度、有机质降解效率最高, C/N 达到20 时所用时间最短, 全氮、硝态氮、铵态氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量最高, 堆肥效果最好。     

The effects of spent mushroom compost and municipal solid waste compost on Phytophthora drechsleri in vivo and in vitro

Leached spent mushroom compost (SMC), municipal solid waste compost (MSWC) and their extracts, were tested to suppress Phytophthora drechsleri in cucumber plants. The composts were mixed with sand-loam soil in sterile and non-sterile types and were used to assess suppressiveness against P. drechselri in greenhouse experiments. The extracts of composts, in both sterile and non-sterile types, were applied to evaluate their effect in suppression of pathogen in vitro. The results of the experiments showed that all applications rate of non-sterile SMC were significantly effective in the control of the pathogen. However the sterile SMC amendments did not have a positive effect on the pathogen suppression in vitro or in vivo, as it was expected. In greenhouse experiments, both composts were effective in controlling pathogen at the rate of 15%, but the treatments amended with higher rate of MSWC did not show a positive effect. The treatments amended with MSWC (15%) and SMC (25%) showed the most suppressive effect in controlling the pathogen. The extract of leached-SMC could inhibit P. drechselri in petri dish.     

污泥堆肥对草坪草生长及光合特征的影响

研究不同污泥堆肥施用量(0、0.8%、2%、6%和10%)对高羊茅、黑麦草和早熟禾3种草坪草生长及光合特征的影响.结果表明: 污泥堆肥施用量为6%时效果最好.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅、黑麦草和早熟禾的株高、单叶面积和单株生物量均显著增加,根冠比显著降低,其中,株高增幅分别为64.9%～180.8%、97.3%～200.9%和39.1%～156.5%,单叶面积增幅分别为91.3%～417.4%、186.4%～394.9%和164.6%～508.3%,单株生物量增幅分别为333.4%～867.6%、138.4%～445.1%和316.3%～669.2%.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)呈先增加后降低的趋势;早熟禾P_n、T_r和WUE逐渐增加,C_i呈先增加后降低的趋势;黑麦草P_n和WUE逐渐增加,但其C_i和T_r呈先增加后降低的趋势.污泥堆肥施用使3种草叶绿素a、b和(a+b)含量增加,施用量>6%后叶绿素a、b和(a+b)含量下降,但叶绿素a/b变化不明显.
     

EDTA-assisted phytoextraction of heavy metals by turfgrass from municipal solid waste compost using permeable barriers and associated potential leaching risk

A column experiment with horizontal permeable barriers was conducted to investigate phytoextraction of heavy metals by Lolium perenne L. from municipal solid waste compost following EDTA application, as well as to study the effects of L. perenne and permeable barriers on preventing metal from leaching. In columns with barriers, EDTA addition yielded maximum concentrations of Cu, Zn and Pb of 155, 541 and 33.5 mg kg⁻¹ in shoot, respectively. This led to 4.2, 2.1 and 7.4 times higher concentrations of Cu, Zn and Pb compared to treatment with no chelating agent, respectively. In treatments with 10 mmol kg⁻¹ EDTA, the barriers reduced leaching of Cu, Zn and Pb by approximately three times, respectively, resulting in leaching of total initial Cu, Zn and Pb by 27.3%, 25.2% and 28.8%, respectively, after four times’ irrigation. These results indicate that L. perenne and permeable barriers are effective to reduce leaching of heavy metals and minimize the risk of contaminating groundwater in EDTA-enhanced phytoremediation. Thus these findings highlight that turfgrass and permeable barriers can effectively prevent metal leaching.     

The biofuel potential of municipal solid waste

The world in the 21st century is facing a dual crisis of increasing waste and global climate change. Substituting fossil fuels with waste biomass‐derived cellulosic ethanol is a promising strategy to simultaneously meet part of our energy needs, mitigate greenhouse gas (GHG) emissions, and manage municipal solid waste (MSW). However, the global potential of MSW as an energy source is as yet unquantified. Here, we report increasing trends of MSW generation, and waste biomass‐derived cellulosic ethanol potentials in relation to socio‐economic development across 173 countries, and show that globally, up to 82.9 billion litres of waste paper‐derived cellulosic ethanol can be produced worldwide, replacing 5.36% of gasoline consumption, with accompanying GHG emissions savings of between 29.2% and 86.1%.     

城市垃圾堆肥及其复合肥对黑麦草草坪质量的影响

为加速城市生活垃圾堆肥农业资源化利用研究,避免重金属等有害物质进入食物链,利用盆栽试验,研究了垃圾堆肥及以其为原料研制而成的3种复合肥的不同施肥水平对土壤肥力,黑麦草生长及草坪质量的影响,以选取最佳的适合黑麦草生长的垃圾肥料及其施用量。共设空白、堆肥、化肥、复合肥1、复合肥2、复合肥3等6个处理,每个处理又分为高、中、低3种施肥水平,测试草坪生物指标的质量状况和土壤肥力。结果表明:与化肥比较,垃圾复合肥可以显著提高土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷的含量。垃圾复合肥明显促进了黑麦草的茎与根系的生长,提高了生物量,改善了叶片的色泽和整齐度,提高了草坪的密度和质量;促进了黑麦草对氮的吸收,尤其是生长后期,叶片中氮和叶绿素的含量明显高于化肥与空白处理,且差异显著。草坪质量综合评价以垃圾复合肥1的中量施肥处理为最好,黑麦草分蘖最高,地上生物量适度;除复合肥的高量施肥处理外,复合肥1的中量施肥处理茎叶中氮素和叶绿素含量最高,草坪品质最高。     

城市垃圾堆肥对高羊茅生长及土壤性质的影响

采用盆栽实验方法,比较了在每盆施用130 g垃圾堆肥(T1)或1.5 g化肥(T2)以及130 g垃圾堆肥与1.5 g 化肥混合施用(T3)条件下高羊茅(Festuca arundinacea L)生长及土壤性质的变化.结果表明:T1和T3处理组的土壤容重显著低于对照(不施肥)和T2处理组,土壤中的阳离子代换量及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量显著高于对照及T2处理组,且T3处理组的增加幅度更大;T1和T3处理组土壤中Pb、As、Cu、Cr和Cd含量均高于对照和T2处理组,且T1处理组土壤中Pb、As、Cu和Cd含量均显著高于仍处理组,但均小于土壤环境质量一级标准,不会造成土壤环境污染.T1和T3处理组高羊茅种子萌发率均明显低于T2处理组和对照,但随萌发时间的延长逐渐提高,表明垃圾堆肥对高羊茅种子萌发的抑制作用是暂时性的.施肥处理对高羊茅生长均有明显的促进作用;T1、T2和T3处理组高羊茅的株高、地上部分和根于质量、叶片N含量和叶绿素含量总体上均显著高于对照;其中T1处理组在栽培前期高羊茅的株高、地上部分干质量和叶片N含量低于T2处理组,但在后期显著高于T2处理组;而T3处理组高羊茅的各项指标总体上均最高.结果显示:使用垃圾堆肥能明显改善土壤性质、增加土壤肥力;垃圾堆肥具有缓释效应,能改善高羊茅的生长状况、提高草坪质量,与化肥混合施用效果更佳.