本發(fā)明涉及園林廢棄物在土壤改良和植物培育中的用途。

背景技術：

園林廢棄物(garden waste)是指城市植物自然凋落或人工修剪過程中產(chǎn)生的綠化修剪物、枯枝落葉、草屑花敗及其他固體廢棄物。隨著我國生態(tài)文明建設和城市化建設的大力推進，園林綠化在維持城市環(huán)境、維護城市生態(tài)平衡等方面的作用受到人們越來越多的重視，豐富的園林綠化資源每年會產(chǎn)生大量的園林廢棄物，而目前我國的城市垃圾分類中還沒有園林廢棄物這一類，這使得環(huán)衛(wèi)工人在收集園林廢棄物的過程中難度很大。現(xiàn)在的一些科學舉措取代了以前的填埋、焚燒等處理方法，因為枝葉不好壓縮，同等質(zhì)量的園林廢棄物是生活垃圾體積的5-7倍，這樣會占用大量的土地資源；而焚燒則會造成大氣污染，加劇環(huán)境惡化。因此，科學合理處置園林廢棄物在城市化發(fā)展的進程中是非常必要的。

然而，目前園林廢棄物合理利用方面的研究仍有待加強。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種合理利用園林廢棄物，有效促進園林廢棄物養(yǎng)分歸還大自然的手段。

需要說明的是，本發(fā)明是基于發(fā)明人的以下發(fā)明構思和工作完成的：

從資源學角度來看，不存在真正的垃圾，園林廢棄物是一種放錯地方的資源，含有木質(zhì)素、纖維素、半纖維素及其他有機質(zhì)，而這些本應該參與到生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)之中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將收集的園林廢棄物進行粉碎處理后得到園林粉碎物，園林粉碎物可以覆蓋裸露的土壤表層，改善土壤環(huán)境，提高土壤質(zhì)量；而將園林粉碎物經(jīng)過堆肥化處理得到的園林腐熟物(園林廢棄物堆肥處理，是指將廢棄物經(jīng)過粉碎處理至一定粒徑，在一定水分、C/N比、通風條件下，通過微生物的有氧發(fā)酵，最終形成性質(zhì)穩(wěn)定、含有大量營養(yǎng)元素和腐殖質(zhì)的有機產(chǎn)品)，可作為土壤改良劑、有機肥和植物栽培基質(zhì)等使用。

因而，發(fā)明人預測園林廢棄物可以用作土壤改良劑或植物栽培基質(zhì)。然而，利用園林廢棄物是否能夠真正改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量，從而促進植物健康生長，以及采用怎樣的組成和配比得到的土壤改良劑或植物栽培基質(zhì)能夠起到促進作用，需要進一步的實驗設計和探索。

進而，發(fā)明人以園林廢棄物為研究對象，經(jīng)粉碎(F)、腐熟(S)并分別添加羊糞(Y)和菌劑(J)形成9個試驗處理(CK、F、FY、FJ、FYJ、S、SY、SJ、SYJ，其中，CK為空白對照；F為園林粉碎物；FY為園林粉碎物+羊糞；FJ為園林粉碎物+菌劑；FYJ為園林粉碎物+羊糞+菌劑；S為園林腐熟物；SY為園林腐熟物+羊糞；SJ為園林腐熟物+菌劑；SYJ為園林腐熟物+羊糞+菌劑)促進其分解，并應用到大田試驗中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

(1)不同處理土壤pH值隨時間逐漸降低，CK的土壤pH值基本沒有變化，而下降最高的處理是SY(8.31)，下降了0.51。

(2)不同處理土壤氮、磷、鉀含量差異顯著(P<0.05)，全氮、全鉀含量隨時間呈逐漸上升的趨勢，而全磷含量呈下降趨勢。添加園林腐熟物的處理要優(yōu)于添加園林粉碎物的處理，其中最優(yōu)處理SYJ土壤氮、磷、鉀含量分別比CK顯著高104.55％、33.33％、60.95％。

(3)土壤有機質(zhì)含量最低的為CK(7.48g·kg^-1)，最高的處理SJ、SYJ分別是CK的兩倍，各處理間差異顯著(P<0.05)；C/N比最低的處理是S(17.69)，其次為處理SYJ(18.49)。

(4)土壤過氧化氫酶含量隨時間呈先上升后下降的趨勢，含量最高的處理SYJ、SJ分別比CK顯著提高88.23％、85.04％。

(5)處理SYJ的新枝長度增長量、直徑增長量約是CK的2倍，其次是添加園林腐熟物的處理SJ、SY。

(6)各處理葉綠素含量差異顯著(P<0.05)，含量最高的處理SYJ、SJ約是含量最低CK的兩倍。

(7)處理SYJ的葉片全氮、全磷、全鉀含量最高，分別比含量最低的CK顯著提高39.55％、57.69％、97.14％。

(8)對各個因子進行綜合評價，得分最高的處理分別是SYJ、SJ、FYJ，得分分別為16.583、15.333、13.467。

而發(fā)明人綜合分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加園林廢棄物對于提高土壤質(zhì)量、加快樹木生長具有促進作用。添加園林腐熟物的處理要優(yōu)于添加園林粉碎物的處理，且發(fā)現(xiàn)羊糞和菌劑具有協(xié)同促進作用。其中最優(yōu)的處理是SYJ、SJ、FYJ。由此，可以將園林廢棄物預先經(jīng)過粉碎處理或堆肥腐熟處理后，再添加菌劑(包括腐殖酸)和/或羊糞，獲得的混合物可以有效用作植物肥料，或進一步將其與壤土混合后即可用作植物栽培基質(zhì)。

由此，在本發(fā)明的一個方面，發(fā)明人提供了園林廢棄物在土壤改良和植物培育中的用途。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述園林廢棄物預先經(jīng)過粉碎處理或堆肥腐熟處理。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將園林廢棄物經(jīng)過粉碎處理或堆肥腐熟處理后，可作為土壤改良劑、有機肥和植物栽培基質(zhì)等使用，并且，添加菌劑和腐殖酸后，土壤改良效果突出。

在本發(fā)明的另一方面，發(fā)明人提供了一種土壤改良劑。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該土壤改良劑包括：園林廢棄物；菌劑；以及腐殖酸，其中，所述園林廢棄物預先經(jīng)過粉碎處理或堆肥腐熟處理。利用本發(fā)明的土壤改良劑進行土壤改良，一方面能夠有效改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量，從而能夠提高地力、促進植物健康生長，且能夠有效降低土壤改良和植物培育的成本；另一方面能夠有效促進加快園林廢棄物養(yǎng)分歸還，使園林廢棄物盡快參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中，以達到科學合理地利用園林廢棄物的目的。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述園林廢棄物、菌劑和腐殖酸的體積比為73600：1：1。由此，園林廢棄物養(yǎng)分歸還快，土壤改良劑改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量、促進植物健康生長的效果突出。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，進一步包括：羊糞。由此，土壤改良劑營養(yǎng)元素豐富，改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量的效果更好。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述羊糞與所述園林廢棄物的體積比為1：4。由此，園林廢棄物發(fā)酵效果好，養(yǎng)分歸還快，土壤改良劑營養(yǎng)元素豐富、性質(zhì)穩(wěn)定，改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量的效果突出。

在本發(fā)明的又一方面，發(fā)明人提供了一種改良土壤的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法是利用前面所述的土壤改良劑進行土壤改良。由此，成本低且改良土壤結(jié)構、增加土壤養(yǎng)分含量的效果好。

在本發(fā)明的另一方面，發(fā)明人提供了一種植物栽培基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該植物栽培基質(zhì)包括：前面所述的土壤改良劑；以及土壤。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的植物栽培基質(zhì)營養(yǎng)元素豐富、性質(zhì)穩(wěn)定，利用該植物栽培基質(zhì)培育植物，一方面能夠有效促進植物健康生長；另一方面實現(xiàn)了科學合理地利用園林廢棄物的目的，且能夠有效降低植物培育的成本。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述土壤改良劑與所述土壤的體積比為1：5。由此，植物生長狀況好，培育成本控制最佳。

在本發(fā)明的再一方面，發(fā)明人還提供了一種培育植物的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法是利用前面所述的植物栽培基質(zhì)培育所述植物。由此，植物生長狀況好，且培育成本低，生態(tài)資源循環(huán)利用效果好。

需要說明的是，將園林廢棄物經(jīng)過粉碎處理或堆腐處理后，制備成土壤改良劑或植物栽培基質(zhì)，應用到土壤改良和植物培育中，不僅能夠解決大量的園林廢棄物的利用問題，而且能夠改良林地土壤結(jié)構，增加土壤養(yǎng)分含量，從而促進林木健康生長，最終實現(xiàn)生態(tài)資源的循環(huán)可持續(xù)利用。因而，本發(fā)明提供的園林廢棄物在土壤改良和植物培育方面的一系列應用，對于實際農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)以及未來更深層次的研究均意義重大。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的不同處理對土壤全氮含量的影響的實驗結(jié)果；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的不同處理對土壤全磷含量的影響的實驗結(jié)果；

圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的不同處理對土壤全鉀含量的影響的實驗結(jié)果；以及

圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的不同處理對土壤過氧化氫酶含量的影響的實驗結(jié)果。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

發(fā)明人以園林廢棄物為研究對象，經(jīng)粉碎(F)、腐熟(S)并分別添加羊糞(Y)和菌劑(J)形成9個試驗處理，并應用到大田試驗中，以便確定園林廢棄物應用到植物培育中，對土壤結(jié)構、土壤養(yǎng)分含量和林木生長的影響。具體如下：

一、試驗材料與方法

1、試驗地概況

大田試驗地位于北京市大興區(qū)北臧村鎮(zhèn)西大營村，地理坐標為39°41'N，116°14'E。屬暖溫帶大陸性季風氣候。冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨。年均降水量556mm，且主要集中在6-9月份；年均日照數(shù)2672h，年平均無霜期為215天；年均溫度為11.6℃，極端最高溫度40.2℃，極端最低溫度-17.0℃。

試驗林地在永定河東部大堤內(nèi)側(cè)，地勢平坦，土壤為沙土，土壤容重1.56g·cm^-3，pH值為8.67，有機質(zhì)7.45g·kg^-1，全氮0.25g·kg^-1，全磷0.54g·kg^-1，全鉀2.07g·kg^-1。土壤養(yǎng)分含量整體處于較低水平，立地質(zhì)量較差。

本試驗林地是2012年推進的北京平原百萬畝造林工程的造林地。試驗樹種是刺槐(Robinia pseudoacacia)，于2013年春天栽植的截干苗，樹高7-8m，胸徑8-9cm，樹木生長狀態(tài)良好。林地面積約1公頃。為刺槐純林，林下有少量草本，無灌木，林地管護人員定期進行除草、澆水和防治病蟲害。

2、試驗材料

園林粉碎物：將收集起來的園林廢棄物進行粉碎處理，由朝陽園林廢棄物消納基地提供。有機質(zhì)含量為233g·kg^-1，全氮4.47g·kg^-1，全磷0.91g·kg^-1，全鉀3.71g·kg^-1。

園林腐熟物：園林廢棄物粉碎處理后，經(jīng)過堆肥腐熟處理，呈黑色粗粉末狀，由朝陽園林廢棄物消納基地提供。有機質(zhì)含量為254g·kg^-1，全氮5.49g·kg^-1，全磷1.08g·kg^-1，全鉀7.87g·kg^-1。

羊糞：作為氮源，調(diào)節(jié)園林廢棄物C/N比，促進廢棄物分解，同時能夠提高土壤養(yǎng)分，由河北省香河縣亞杰有機肥銷售中心提供。有機質(zhì)含量為293g·kg^-1，全氮5.70g·kg^-1，全磷1.29g·kg^-1，全鉀8.33g·kg^-1。

菌劑：能夠提高微生物數(shù)量和活性，促進園林廢棄物的進一步分解，有效活菌數(shù)≥1億個/g，由京圃園生物工程有限公司提供(有機廢棄物發(fā)酵菌曲)。

腐殖酸：研究發(fā)現(xiàn)，腐殖酸能夠促進微生物的活性，且腐殖酸和菌劑混合使用具有良好的協(xié)同作用，所以在本研究中凡是添加菌劑的處理，都添加了一定量的腐殖酸。黑色結(jié)晶狀顆粒，腐殖酸含量大于60％，有機質(zhì)含量大于80％，由河北保定萬國生化集團提供。

壤土：取自北京市當?shù)?，各種性質(zhì)如下表1。

花盆：直徑約為20cm，高度約為20cm，聚乙烯塑料花盆。

白玉蘭苗：試驗的苗木為1年生白玉蘭苗，苗高15.7cm，地徑3.3mm，是2014年5月從湖北五峰帶回來的當年生實生苗，經(jīng)過溫室內(nèi)一年的盆栽培育。

表1試驗材料各化學性質(zhì)

3、試驗設計

本試驗是以園林粉碎物和園林腐熟物作為研究主體，然后分別加入羊糞和菌劑(包含腐殖酸)組合，形成9個試驗處理(可視為實驗分別采用9種植物肥料)。其中，各處理中，園林廢棄物(以園林粉碎物或園林腐熟物的形式提供)、菌劑和腐殖酸的體積比均為73600：1：1(實驗研究確定，此處不贅述)。如表2，每個處理3個重復，每個重復10株樹，試驗地共占面積0.58hm²。

其中，樹穴直徑為1.0m，先將樹穴內(nèi)的表土挖出約7cm深度并整平，覆上約3cm厚的園林廢棄物混合形成的植物肥料，再覆上挖出來的土，整平壓實(植物肥料與土的體積比約1：5)。羊糞與園林廢棄物的混拌體積比例為1：4，在添加菌劑的處理中同時添加了腐殖酸，每個樹穴菌劑施20g，腐殖酸施20g(可視作菌劑和腐殖酸的體積比為1：1)。

表2試驗處理情況

4、指標測定

4.1土壤化學性質(zhì)的測定

大田試驗于2014年7月進行布設。分別于2015年5月、7月、9月進行土壤取樣，每次取樣每個處理隨機取5株樹進行，離樹約50cm處向下挖土，深度大約25cm，采集時取1kg土樣裝入自封袋中帶回實驗室風干、過篩保存。土壤pH值采用電位法測定，土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定，土壤的全氮、全磷含量采用德國SEAL的AA3連續(xù)流動分析儀測定，土壤全鉀采用火焰光度計法測定。

4.2土壤酶的測定

土壤過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法進行測定，以20分鐘后1g土壤的0.1N高錳酸鉀的毫升數(shù)表示。

4.3林木(苗木)生長指標的測定

大田試驗中，分別在2015年5月初和9月初對林木的新枝進行標定測量，用電子卡尺測定新枝直徑，用鋼卷尺測定新枝長度。

4.4林木(苗木)生理指標的測定

大田試驗中，于9月采集葉片，帶回實驗室殺青并烘干，粉碎后測定氮、磷、鉀含量。于7月采集葉子放在自封袋里然后裝入冰盒，帶回實驗室后立即進行清洗并擦干，并剪成2mm左右碎葉，稱取碎葉0.200g放入具塞試管中，加入25ml80％的丙酮搖動，避光放置至葉片完全變白，取浸提液于波長663nm、645nm下用分光光度計測量吸光值，分別測定葉綠素a、葉綠素b、葉綠素含量。

葉綠素a含量Ca(mg·L^-1)＝12.7A663-2.69A645 (1)

葉綠素b含量Cb(mg·L^-1)＝22.9A645-4.68A663 (2)

葉綠素總含量CT(mg·L^-1)＝Ca+Cb (3)

式中：A663、A645分別為相應波長下的吸收度。

5、數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel(Office2013)對數(shù)據(jù)進行初步整理，利用SPSS(版本20.0)軟件進行方差分析，在P＝0.05顯著性水平下采用LSD法對數(shù)據(jù)進行多重比較。

二、結(jié)果與分析

1、園林廢棄物對土壤pH值的影響

由表3不同處理土壤pH值動態(tài)變化情況可以看出，各處理的土壤pH值隨時間呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢，下降幅度為0.03-0.51，CK下降幅度最低，基本保持不變，而其他添加園林廢棄物的8個處理相對于CK，土壤pH值均有顯著降低(P<0.05)。其中，降低幅度最大的處理是SY，其次是FYJ(0.37)、FY(0.37)、SYJ(0.36)、FJ(0.36)，而下降幅度第二小的處理S(0.19)減少量仍比CK高很多，說明添加園林廢棄物對改善土壤pH值有一定的促進作用。

表3不同處理對土壤pH值的影響

注：方差分析得P(5月)＝0.054，P(5月)>0.05；P(7月)＝0.018，P(7月)<0.05；P(9月)＝0.000，P(9月)<0.05

5月份各處理的土壤pH值差異不顯著(P>0.05)，最低的兩個處理為SJ(8.65)和SYJ(8.74)。7月份各處理pH值均有降低，各處理間差異顯著(P<0.05)，pH值最低的兩個處理同樣為SYJ(8.63)、SJ(8.65)，分別比CK顯著降低了2.60％、2.37％，處理SYJ與SJ差異不顯著。9月份各處理的pH值進一步降低且降低幅度較7月份大，這是因為園林廢棄物在分解過程中能夠改變土壤性質(zhì)，中和土壤中過多的堿；各處理間差異顯著(P<0.05)，其中pH值最低的處理是SY(8.31)，并比pH值最高CK(8.83)降低了5.89％，多重比較發(fā)現(xiàn)SY與CK、S存在顯著差異，SY與SYJ、FYJ之間存在差異。總體上添加園林腐熟物的處理最佳，特別是又添加了羊糞和菌劑的處理。

2、園林廢棄物對土壤營養(yǎng)元素的影響

2.1園林廢棄物對土壤全氮的影響

由圖1不同處理土壤全氮含量5-9月動態(tài)變化可以看出，土壤全氮含量呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，其中增加幅度最小的是CK(僅增加0.01g·kg^-1)，增加幅度最大的是處理FYJ、FJ(都增加了0.10g·kg^-1)，且9月份的增幅較7月份的增幅大。各處理的土壤全氮含量差異顯著(P<0.05)，添加園林廢棄物的處理均比CK高，最優(yōu)處理為SYJ，添加羊糞和菌劑都能促進土壤全氮含量增加，且園林腐熟物的效果要好于園林粉碎物的效果。

5月份各處理土壤全氮含量差異顯著(P<0.05)，土壤全氮含量最低的是CK，僅為0.21g·kg^-1，全氮含量最高的處理是SYJ，達0.41g·kg^-1，其次為處理SJ(0.37g·kg^-1)、SY(0.36g·kg^-1)，都顯著高于CK近一倍。進一步多重比較，處理SYJ、SJ、SY之間差異不顯著，處理FYJ、FY、S、F、FJ、F、CK之間差異不顯著。7月份各處理間差異顯著(P<0.05)，且各處理全氮含量均有增加，增加幅度為2.17％(CK)-21.83％(S)，含量最高的處理仍是SYJ(0.43g·kg^-1)，其次為處理SJ(0.38g·kg^-1)、SY(0.38g·kg^-1)，分別比含量最低的CK(0.22g·kg^-1)顯著提高了95.94％、76.96％、74.38％。9月份，各處理土壤全氮含量達到最大，這是因為園林廢棄物經(jīng)過1年的分解，產(chǎn)生了大量的養(yǎng)分元素進入土壤之中，導致土壤中養(yǎng)分含量增加，進而增加根系吸收量。9月份各處理的土壤全氮含量差異顯著(P<0.05)，含量最高的處理是SYJ(0.45g·kg^-1)，其次為處理SJ(0.41g·kg^-1)、SY(0.40g·kg^-1)，分別比含量最低的CK(0.22g·kg^-1)顯著提高了99.73％、85.41％、78.33％。多重比較發(fā)現(xiàn)SJ、SY之間差異不顯著，而處理SYJ分別與SJ、SY之間存在差異。添加園林腐熟物的處理提高土壤全氮的能力要高于添加園林粉碎物的處理。

2.2園林廢棄物對土壤全磷的影響

由圖2不同處理土壤全磷含量動態(tài)變化可以看出，各處理土壤全磷含量呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，下降幅度為0.05g·kg^-1(FYJ)-0.10g·kg^-1(SY)。在每個月份中，土壤全磷含量最低的處理是CK，而最高的處理一直是SYJ，其次處理SY、SJ、S的含量也很高。各處理間存在顯著差異(P<0.05)，添加羊糞和菌劑都能促進土壤全磷含量增加，且園林腐熟物的效果要好于園林粉碎物的效果。

5月份含量最高的SYJ比CK顯著提高25.44％，進一步多重比較，處理FJ、FY、F、CK之間差異不顯著，SJ、SY、S之間差異不顯著，而SYJ與S之間存在差異，可以看出在5月份的時候添加粉碎物的處理相對于CK差別還不是很明顯，而腐熟物的效果已經(jīng)表現(xiàn)出比粉碎物的效果好。7月份各處理土壤全磷含量有所下降，降低幅度為2.27％(FY)-6.48％(S)，含量最高的SYJ比CK高29.68％，SYJ比S高8.54％。多重比較得處理SJ、S之間差異不顯著，而處理SYJ與S之間存在差異，添加粉碎物的4各處理分別與CK存在差異，說明添加粉碎物的處理與CK開始出現(xiàn)差異。9月份，各處理土壤全磷含量降到最低，其中最高的處理仍為SYJ(0.64g·kg^-1)，其次為處理S(0.60g·kg^-1)、SJ(0.58g·kg^-1)，分別比含量最低CK高33.35％、24.48％、21.69％。添加腐熟物的4個處理以及FYJ分別與CK達到差異顯著，處理SYJ與S之間存在差異，處理SYJ比S高7.12％，處理S的效果并不比SYJ差很多，所以在實際應用中也可以采用只添加腐熟物的處理S。

2.3園林廢棄物對土壤全鉀的影響

由圖3不同處理土壤全鉀含量動態(tài)變化可以看出，不同處理土壤全鉀含量在5-9月份呈逐漸上升的趨勢，其中增加幅度最小的是FJ(增幅僅為0.20g·kg^-1)，增加幅度最大的是處理SYJ(增幅為0.85g·kg^-1)，且9月份的增幅較7月份的增幅大。在每個月份中，含量最低的是CK，而含量最高的處理是添加園林腐熟物、羊糞、菌劑的處理(FY、FJ、FYJ)，且各處理間存在顯著差異(P<0.05)。

5月份土壤全鉀含量最高的處理SY比CK顯著提高46.22％，處理SY分別比S、FY提高17.42％、20.11％。多重比較得處理SY分別與SYJ、SJ、S、FY之間存在差異，處理SY、SYJ、SJ分別與CK差異顯著。7月份各處理土壤全鉀含量均有上升，增加幅度為1.47％(SY)-14.90％(SJ)，含量最高的處理是SJ(2.83g·kg^-1)，其次為處理SYJ(2.67g·kg^-1)、SY(2.66g·kg^-1)，分別比含量最低的CK(1.96g·kg^-1)顯著提高了44.16g·kg^-1、36.12g·kg^-1、35.84g·kg^-1。9月份，各處理的土壤全鉀含量達到最大，其中最高的是處理SYJ(3.38g·kg^-1)，其次為處理SJ(2.97g·kg^-1)、SY(2.90g·kg^-1)，分別比含量最低的CK(2.10g·kg^-1)提高61.09％、41.47％、38.16％。多重比較發(fā)現(xiàn)處理SYJ分別與SY、SJ之間存在差異。添加羊糞和菌劑能夠提高土壤的全鉀含量，羊糞會調(diào)節(jié)廢棄物的C/N比，菌劑會增加微生物含量從而加快廢棄物分解，增加土壤養(yǎng)分元素含量；添加園林腐熟物的處理提高土壤全鉀的能力要高于添加園林粉碎物的處理，一方面園林腐熟物本身含有可直接利用的養(yǎng)分較多，另一方面園林廢腐熟物在土壤中較園林粉碎物更容易被分解，會產(chǎn)生大量的養(yǎng)分。

3、園林廢棄物對土壤有機質(zhì)、C/N比的影響

由表4不同處理土壤有機質(zhì)含量的差異可以看出，各處理的土壤有機質(zhì)含量均高于CK(7.48g·kg^-1)，以SJ(16.63g·kg^-1)處理最好，由P<0.05可得，不同處理間土壤有機質(zhì)含量差異顯著。多重比較發(fā)現(xiàn)，處理SJ、SYJ、SY、FY、F分別與CK之間存在顯著差異，而處理SYJ、SY、FY、F之間差異不顯著。處理SJ是CK的2倍多，處理SYJ、SY、FY、F分別比CK顯著提高89.30％、85.56％、74.06％、71.66％，而處理SJ比F高29.48％，從節(jié)約成本角度考慮處理F較好，但其增加土壤有機質(zhì)效果卻比最優(yōu)處理SJ差一些。

表4不同處理對土壤有機質(zhì)含量、C/N比的影響

注：方差分析得P＝0.018，P<0.05

適宜的土壤C/N比能夠保證微生物的活性，從而加快園林廢棄物的分解，提高土壤肥力。不同處理的土壤C/N比范圍為17.69-26.66，在添加園林粉碎物的處理中，C/N比最高的處理為F，達26.66，而加入羊糞和菌劑的處理其土壤C/N比則出現(xiàn)了明顯的降低。在添加園林腐熟物的處理中，C/N比普遍很低，而處理SJ達到23.45可能是因為其有機質(zhì)含量較高的緣故，添加園林腐熟物的處理也普遍比添加園林粉碎物的處理C/N比要低。

4、園林廢棄物對土壤過氧化氫酶的影響

生物體和土壤中都含有過氧化氫酶用以分解生物呼吸和有機質(zhì)生化反應產(chǎn)生的過氧化氫，從而減少其毒害作用，因此過氧化氫酶含量也是衡量土壤質(zhì)量的一個重要指標。由圖4不同處理土壤過氧化氫酶的動態(tài)變化可以看出，包括CK在內(nèi)的9個處理，土壤過氧化氫酶含量在5-9月份呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，這是因為在整個生長季，土壤溫度、土壤根系生長以及微生物活動的都呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，這直接影響土壤過氧化氫酶的動態(tài)變化情況。各處理間存在顯著差異(P<0.05)，添加了園林腐熟物的兩個處理SYJ和SJ過氧化氫酶含量一直最高，CK含量一直最低，其中處理SJ在不同月份分別比CK顯著提高80.69％、85.93％、85.04％。

5月份各處理間過氧化氫酶含量差異顯著(P<0.05)，含量最高的處理是SJ(1.36ml·g^-1)，其次是SYJ(1.23ml·g^-1)、FJ(1.13ml·g^-1)，多重比較得處理SYJ與FJ差異不顯著，SJ、SYJ、FJ與CK差異顯著。7月份，各處理的過氧化氫酶含量均有所上升并達到最大，各處理間差異顯著(P<0.05)。各處理酶含量大小依次為：CK(0.93ml·g^-1)<S(1.13ml·g^-1)<FY(1.18ml·g^-1)<F(1.20ml·g^-1)<FJ(1.22ml·g^-1)<FYJ(1.26ml·g^-1)<SY(1.32ml·g^-1)<SJ(1.72ml·g^-1)<SYJ(1.78ml·g^-1)，能夠發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的處理仍是添加園林腐熟物的處理，其次是添加園林粉碎物的處理。多重比較發(fā)現(xiàn)，處理SYJ與SJ之間差異不顯著，處理SJ分別與SY、S、FJ之間存在顯著差異，這說添加菌劑對于促進廢棄物分解、提高土壤酶含量具有一定的促進作用。9月份各處理過氧化氫酶含量均有所下降，各處理間差異顯著(P<0.05)，含量最低的仍為CK，而含量最高的為SYJ(1.27ml·g^-1)、SJ(1.25ml·g^-1)，且兩者差異不顯著。

5、園林廢棄物對新枝生長情況的影響

刺槐的新枝生長需要大量的營養(yǎng)元素，而這些養(yǎng)分最終由土壤根系吸收提供，測定刺槐的新枝生長量能夠反映園林廢棄物的分解情況以及根系的吸收情況。由表5可以看出，2015年5月至9月各處理新枝長度平均增長4.91cm，對新枝長度增長最好的兩個處理是SYJ(6.38cm)、SJ(6.15cm)，由P<0.05可得，不同處理間新枝長度增長量差異顯著。處理SYJ與SJ差異不顯著，與S之間存在顯著差異；處理S與F之間存在差異。各處理新枝長度增長量均高于CK，處理SJ分別比S、FYJ顯著提高29.50％、20.96％，添加菌劑和羊糞都能夠提高新枝增長量，菌劑的效果更明顯，是因為菌劑能夠增加土壤微生物，促進廢棄物分解與吸收；由處理S>F、SY>FY、SJ>FJ、SYJ>FYJ可得，添加腐熟物的處理新枝長度增長量明顯高于添加粉碎物的處理。

表5不同處理對刺槐新枝長度、直徑增長量的影響

注：方差分析得P(H)＝0，P(H)<0.05；P(D)＝0.006，P(D)<0.05

各處理新枝直徑增長量平均為2.12mm，添加園林廢棄物的處理均高于CK(1.36mm)，最高的處理為SYJ(2.86mm)，其次為FYJ(2.45mm)、SJ(2.39mm)、SY(2.36mm)，不同處理間新枝直徑增長量差異顯著(P<0.05)。處理SYJ、FYJ、SJ、SY與CK存在顯著差異，F(xiàn)YJ、SJ、SY之間差異不顯著，處理F、FY、FJ、S之間差異不顯著。處理SYJ的新枝直徑增長量是CK的2倍多，并分別比S、SY、SJ提高49.48％、21.23％、19.58％，說明添加羊糞和菌劑的效果較明顯。

6、園林廢棄物對葉綠素含量的影響

由表6可以看出，各處理的葉綠素a含量均高于CK(9.42mg·L^-1)，以SYJ(18.31mg·L^-1)、SJ(17.02mg·L^-1)處理最好，由P<0.05可得，不同處理間葉綠素a含量差異顯著。多重比較發(fā)現(xiàn)，處理SYJ、SJ、S(15.22mg·L^-1)、FYJ(14.95mg·L^-1)與CK之間存在顯著差異，其他處理與CK之間存在差異，而處理SYJ與SJ之間差異不顯著，處理S與FYJ之間差異不顯著。其中，葉綠素a含量最高的兩個處理SYJ、SJ分別比CK提高94.45％、80.79％，處理SYJ比S、FYJ分別提高20.29％、22.44％。由處理SYJ>FYJ、SJ>FJ、SY>FY、S>F，說明添加園林腐熟物對于提高葉綠素a含量的效果更明顯。

表6不同處理對刺槐葉綠素含量的影響

注：方差分析得P(a)＝0.006，P(a)<0.05；P(b)＝0.004，P(b)<0.05；P(總)＝0.003，P(總)<0.05

各處理葉綠素b含量最低的仍為CK(2.38mg·L^-1)，含量最高的為SYJ(4.21mg·L^-1)，其次為SJ(4.13mg·L^-1)、FYJ(3.85mg·L^-1)，由P<0.05可得，不同處理間葉綠素b含量差異顯著。多重比較得，處理SYJ、SJ、FYJ、S與CK之間存在顯著差異，處理SJ與FYJ之間差異不顯著。處理SYJ、SJ、FYJ分別比CK顯著提高77.11％、73.92％、62.09％。

各試驗處理的葉綠素總含量的變化趨勢于葉綠素a、b的變化趨勢一致，添加園林廢棄物的處理均高于CK(11.79mg·L^-1)，以處理SYJ(22.52mg·L^-1)、SJ(21.15mg·L^-1)含量最高，且各處理之間存在顯著差異(P<0.05)。多重比較發(fā)現(xiàn)，處理SYJ與SJ差異不顯著，處理FYJ、S、SY、FJ之間差異不顯著，處理F、FY差異不顯著，而SYJ、SJ、FYJ、S、SY、FJ分別與CK存在顯著差異。最優(yōu)處理SYJ、SJ分別比CK顯著提高90.95％、79.41％，SJ比FJ提高23.44％。在實際應用中完全可以用添加腐熟物和菌劑的處理SJ替代SYJ處理，而能否用添加粉碎物的FJ替代SJ，還需在實際應用中再從成本、效果角度考慮。

7、園林廢棄物對葉片營養(yǎng)元素的影響

葉片的營養(yǎng)元素是樹木根部吸收土壤營養(yǎng)元素經(jīng)樹干樹枝傳輸?shù)饺~片，其含量的高低也能側(cè)面反映土壤中的養(yǎng)分元素含量。由表7可以看出，不同處理間的刺槐葉片全氮含量差異顯著(P<0.05)，各處理均高于CK(10.62g·kg^-1)，其中全氮最高的處理是SYJ(14.82g·kg^-1)。進一步多重比較，處理SYJ、SJ(13.44g·kg^-1)、S(13.23g·kg^-1)、FYJ(13.08g·kg^-1)與CK之間存在顯著差異，處理SYJ分別與SJ、S、FYJ存在差異。其中處理SYJ、SJ、S、FYJ分別比CK顯著提高39.56％、26.60％、24.62％、23.22％，處理SYJ比S提高11.99％。

表7不同處理對刺槐葉片營養(yǎng)元素含量的影響

注：方差分析得P(氮)＝0.019，P(氮)<0.05；P(磷)＝0.002，P(磷)<0.05；P(鉀)＝0，P(鉀)<0.05

不同處理間刺槐葉片全磷含量差異顯著(P<0.05)。其中全磷含量最高的處理是SYJ(1.23g·kg^-1)、SJ(1.23g·kg^-1)、S(1.21g·kg^-1)，最低的為CK和FY，都為0.78g·kg^-1。多重比較得，處理SYJ、SJ、S之間差異不顯著，且都與處理F、FY、FJ、CK之間存在顯著差異。處理S比F、CK顯著提高48.65％、55.00％，添加腐熟物的處理葉片全磷含量高于添加粉碎物的處理，添加腐熟物的處理S應用價值最高。

不同處理刺槐葉片全鉀含量差異顯著(P<0.05)。各處理全鉀含量均比CK(3.84g·kg^-1)高，含量最高的處理是SYJ(7.57g·kg^-1)，其次為SJ(6.66g·kg^-1)。多重比較發(fā)現(xiàn)，各處理(FJ除外)都與CK差異顯著，處理SYJ與SJ存在差異，與SY、S差異顯著，而添加粉碎物的處理F、FY、FYJ之間差異不顯著。處理SYJ、SJ分別比CK顯著提高96.93％、73.44％，添加園林腐熟物的效果要好于添加粉碎物的效果；在添加腐熟物的處理中，添加羊糞和菌劑均能促進全鉀含量上升。

8、綜合因子分析

利用主成分分析法，對單項指標進行分析，篩選出2個公共因子，其方差貢獻率分別為80.031％、11.662％，這2個公共因子的累積貢獻率達到91.693％，如表8，分析得到每個單項指標的指標系數(shù)。

表8綜合指標系數(shù)

由SPSS分析得出，2個綜合指標的權重w分別為12.005、1.749，并進行原數(shù)據(jù)的標準化處理，由下式計算出每個處理的差異效果，得到表9。

其中，F(xiàn)代表的是每個處理的綜合評價情況，Ui表示單項指標系數(shù)，Zj表示單項指標標準化后的具體值。

由下列的綜合得分公式可得表9。

F＝80.031％×F1+11.662％×F2，

表9綜合評價

由表9各處理綜合因子分析可得，綜合得分最高為16.583，綜合得分最低為8.477，各處理的綜合因子排名為由大到小依次為處理SYJ、SJ、FYJ、SY、S、FJ、FY、F、CK。可得對大田土壤及植物影響最優(yōu)的兩個處理分別是添加園林腐熟物+羊糞+菌劑的處理(SYJ)和添加園林腐熟物+菌劑的處理(SJ)。

三、結(jié)論

發(fā)明人通過對比發(fā)現(xiàn)：

(1)各處理土壤pH值呈逐漸下降的趨勢，CK僅下降0.03，而下降最多的處理是SY，下降了0.51。土壤pH值最低的處理SY(8.31)比最高的CK(8.83)顯著降低了5.89％，添加園林腐熟物的處理改善土壤pH值效果更明顯。

(2)不同處理的土壤氮、磷、鉀含量差異顯著(P<0.05)。土壤全氮、全鉀含量隨時間呈逐漸上升趨勢，而全磷含量呈逐漸下降的趨勢，其中以處理SYJ的氮、磷、鉀含量最高，并分別比含量最低的CK顯著高99.73％、33.35％、61.09％，處理SYJ分別與SY、SJ之間存在差異，添加羊糞和菌劑都能促進土壤營養(yǎng)元素提高。

(3)不同處理土壤有機質(zhì)含量差異顯著(P<0.05)，其中含量最高的處理是SJ(16.63g·kg^-1)，其次是處理SYJ(14.16g·kg^-1)，分別比含量最低的CK顯著提高122.26％、89.30％，處理SYJ分別與FYJ、S存在差異。不同處理C/N比的范圍為17.69-26.66，添加園林廢棄物，特別是園林腐熟物能夠顯著降低土壤的C/N比，改善土壤性質(zhì)。

(4)各處理土壤過氧化氫酶含量在5-9月呈先上升后下降的趨勢，且各處理間存在顯著差異(P<0.05)。添加了園林腐熟物的兩個處理SYJ和SJ過氧化氫酶含量一直最高，CK含量一直最低，其中處理SJ在不同月份分別比CK顯著提高80.69％、85.93％、85.04％，處理SYJ與SJ差異不顯著。添加菌劑的效果要優(yōu)于羊糞的效果。

(5)對各處理新枝長度和直徑進行標記測量，發(fā)現(xiàn)在5-9月份新枝長度、直徑增長量最高的是處理SYJ，約是CK的2倍，其次為處理SJ、SY。處理SYJ與SY之間存在差異，腐熟物對于促進樹木生長效果更好。

(6)不同處理間葉綠素含量差異顯著(P<0.05)，含量最高的是處理SYJ，其次為SJ，多重比較發(fā)現(xiàn)處理SYJ與SJ差異不顯著。處理SJ的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素含量分別比含量最低的CK顯著提高80.79％、73.92％、79.41％。

(7)CK的葉片全氮、全磷、全鉀含量都最低，含量最高處理為SYJ，分別比CK顯著提高39.55％、57.69％、97.14％。各處理氮、磷、鉀含量差異顯著(P<0.05)，在添加園林粉碎物的四個處理以及添加園林腐熟物的四個處理中，氮、磷、鉀含量最高的分別是處理FYJ、SYJ，這說明添加羊糞和菌劑能夠提高植物葉片養(yǎng)分含量。

發(fā)明人進一步研究發(fā)現(xiàn)，園林廢棄物對大田土壤及樹木的影響主要是通過廢棄物分解來實現(xiàn)的，自然條件下森林凋落物的分解時間約為5年，影響凋落物分解的因素包括氣候、凋落物性質(zhì)、生物因子，而園林廢棄物經(jīng)過粉碎后顆粒很小，且填埋在樹穴內(nèi)更容易分解，再添加促進分解的羊糞和菌劑，其分解速度會明顯加快。且園林腐熟物本身經(jīng)過腐熟后養(yǎng)分含量豐富，經(jīng)過羊糞和菌劑的進一步促進，其對改善土壤質(zhì)量以及促進樹木生長起到顯著作用。而本發(fā)明的研究結(jié)果表明最優(yōu)的處理是添加園林腐熟物、羊糞、菌劑的處理SYJ，其次是添加腐熟物和菌劑的處理SJ，在實際應用中可以酌情采用不添加羊糞的處理SJ，其表現(xiàn)出來的效果也同樣優(yōu)異。添加園林粉碎物的處理效果不如添加園林腐熟物的處理，這是因為園林粉碎物未經(jīng)腐熟發(fā)酵，可直接利用的養(yǎng)分較少，且由于研究時間相對較短，分解程度并不高，但是待幾年后其表現(xiàn)出來的效果應該也會接近園林腐熟物。

園林廢棄物分解會產(chǎn)生大量養(yǎng)分和腐殖質(zhì)，會改善土壤孔隙狀況，并形成團粒結(jié)構，改良沙地土壤漏水漏肥的性質(zhì)。土壤中腐殖質(zhì)的增多會改善土壤的酸堿平衡，園林廢棄物分解會增加土壤中有機質(zhì)及氮磷鉀含量，園林廢棄物的加入改善了土壤質(zhì)量，為土壤酶提供了很好的環(huán)境。對于地上樹木的生長情況很大一部分是取決于地下養(yǎng)分供給，所以其新枝生長情況、葉綠素含量、葉片養(yǎng)分含量的各處理間差異與地下土壤情況相似。在諸多影響因素中，園林廢棄物的種類(園林粉碎物、園林腐熟物)占據(jù)主要作用，其次為添加的羊糞和菌劑。

綜合分析上述實驗結(jié)果可知，添加園林廢棄物對于提高土壤質(zhì)量、加快樹木生長具有促進作用。添加園林腐熟物的處理要優(yōu)于添加園林粉碎物的處理，且發(fā)現(xiàn)羊糞和菌劑具有協(xié)同促進作用。其中最優(yōu)的處理是SYJ、SJ、FYJ。由此，可以將園林廢棄物預先經(jīng)過粉碎處理或堆肥腐熟處理后，再添加菌劑(包括腐殖酸)和/或羊糞，獲得的混合物可以有效用作植物肥料，或進一步將其與壤土混合后即可用作植物栽培基質(zhì)。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。