高尔夫球场草屑循环再利用研究
随着我国经济的快速发展，高尔夫球场也随之涌现，全国高尔夫球场截止2009年共有348家，7772洞（朝向白皮书 2010），仅深圳就有近20家球场。高尔夫球场在给我们带来经济效益的同时，也对生态环境带来了影响，如农药、肥料等流入河流带来的污染，每天产生的草屑、枯枝落叶等废弃物无法处理，对环境产生了污染。目前对草屑的处理方法是焚烧或是掩埋。这两种方式一方面对大气产生污染，另一方面对资源造成浪费。草屑本身含有大量营养物质，这就为其作为栽培基质提供了可能性，在充足营养水平下狗牙根组织营养元素含量为：N(%)4.00-6.00，P(%)0.25-0.60，K(%)1.50-4.00，C(%)0.5-1.0，Mg(%)0.130-0.40，S(%)0.20-0.50，Fe(mg/kg)50-500（张志国，2004）。如果将草屑加以回收利用，这将对建立可持续发展、生态文明的高尔夫球场有着积极意义。
以深圳高尔夫俱乐部为例，球场实际面积为527266㎡，在草坪草生长盛期每天需要修剪一遍，夏季每天的草屑量可高达200g/m2。国内对草屑研究相对较少，这主要是因为高尔夫运动在我国发展较迟，因此针对草屑的研究也相对较少；另一方面高尔夫夫球场产生的草屑所造成的环境污染及资源浪费现象还没有引起足够重视。草屑C/N比较小，约为10，因此在堆肥过程中需要引入C/N比高的材料，以调节C/N比，减少营养元素流失。魏元帅（2008）在利用高尔夫球场草屑堆肥时，利用锯末和稻壳作为调节C/N比的材料，最终的发酵产品其C/N比在合理的范围内，并且两种材料间差异不显著。姚天举等（2007）利用草屑和污泥按照1:5的比例混合后发酵，结果显示，发酵草屑在堆肥中能有效调节堆料的C/N比，并为微生物提供初期碳源，污泥中有机质的分解率从最低的8.1%提高到36%。
国外对草屑研究相对较早，一方面是由于环保意识很强；另一方面是由于政府部门的监管。Hartin等（2001）研究表明，发酵后的草屑不仅含有大量的有机质，而且还含4%的氮、0.5%的磷、2%的钾。Kelly L Kopp等（2002）研究表明，草屑还田不仅可以提高氮的回收率，而且可以明显地提高草坪草质量。Colbaugh等（1991）研究表明，草屑循环利用可以降低病害的发生。
本研究以高尔夫球场修剪下的草屑为原料，与鸡粪按不同比例混合后加入菌剂进行发酵，通过测定发酵过程的理化性质，并将发酵物与沙混合后作为草坪基质进行生长试验，探讨草屑发酵技术及草屑作为草坪生长基质的可能性，为我国高尔夫球场草屑的合理利用提供科学依据。 1． 实验材料
发酵试验在深圳高尔夫俱乐部备草区进行，球道草为夏威夷2000（Paspalum vaginatum cv. Sea Isle 2000），果岭草为天堂328（Cynodon dactylon × C. transvadlensis cv. Tifgreen 328）。鸡粪为深圳光明农场生产，有机质含量≥35%，菌剂为成都合成生物科技有限公司生产的生物菌剂“瑞莱特”，菌剂的主要成分为：解脂酵母菌、芽枝分枝霉的霉菌、细菌。
发酵后的草屑试验采用长方形塑料盆，规格为50cm×30cm×5cm，每盆基质厚度为3cm。 2． 实验方法
本试验为单因素试验设计，共设置4个处理和一个对照（纯土），重复3次，共计15盆。
全氮采用凯氏定氮仪法测定，碱解氮使用碱解扩散法，速效磷用0.05mol·L-1 HCl-0.025mol·L-1(1/2H2SO4),速效钾采用火焰光度法，有机碳采用稀释热法（鲍士旦2004），草坪草盖度采用点测法，生物量采用烘干法。
植物毒性指标测定。取风干的堆肥样品10g，按1:10的比例与纯水相互混合，过滤，用过滤液做发芽试验。
发芽指数GI=（堆肥处理的种子发芽率×根长）/（对照处理的种子发芽率×根长）
堆肥温度测定。从堆垛当天开始，每天测量其温度，直至和环境温度相等。每次在堆体2/3处将温度计插入10cm，测量温度。
试验数据均以平均值表示，用Excel软件进行数据图表分析；用SAS软件进行方差分析，各平均数的多重比较采用邓肯氏新复极差检验法（DMRT）。 3． 结果与分析
3.1 草屑发酵过程中理化性质的变化
3.1.1堆体的温度变化
从图1可以看出，不同处理间堆体的温度变化较明显，尤其是T1堆体升温较快，最高温度超过50℃,比其它处理提早1-2d，而且高温持续的时间长，并且在整个堆肥过程比其它堆体温度偏高，直到最终和其它堆体温度一致。所有堆体的温度在第15天出现了一个峰值，这是寒流过后，温度回升而造成的，随后持续降温，逐渐平缓。T4的温度始终较低，在13d后，其它堆体的温度逐步下降，T4的温度在寒流过后出现了持续上升的趋势。
3.1.2 堆体的pH值变化
堆体pH值的总体变化规律为：T1、T2出现先上升后下降，这可能是由于在发酵过程中产生的氨气导致堆体的pH值升高，随着发酵进行氨气量减少，堆体的pH值又出现下降趋势，其中堆体T2的下降幅度较大。处理T3、T4出现先下降后上升的趋势，这可能是由于加入鸡粪导致pH值不稳定的结果。4种处理在发酵结束后，其pH值基本上维持在7.0左右。
3.1.3 堆体的C/N比变化
堆体C/N比变化较为明显，在11月13日前呈现上升而后急剧下降。这是因为在发酵初期，微生物生长迅速，有机碳含量增加，导致堆体C/N比上升，在堆肥的后期堆体C/N比变化不大，处理T4总体变化不明显，堆肥成熟后，堆体C/N比稍偏大，T0为25左右，其它处理大于30。
3.1.4 堆体含氮量变化
随着堆体温度上升，处理T1、T2、T3的含氮量呈下降而后逐渐上升的趋势，T4的含氮量总体呈现含氮量逐步下降，T2在11月16日以后含氮量则呈现急剧上升的趋势。发酵完成后含氮量大小为：T1（1.37%）>T3（1.22%）>T2（1.15%）>T4（1.10%）。
3.1.5 植物毒性指标分析
植物毒性指标反映了各堆体在发酵成熟后，所含的一些有害物质对植物生长发育的影响，从图5可以得出，T4与其它三个处理间差异显著，T4值大于0.70，T1、T2、T3值均在0.65左右，这说明T4对植物的生长发育影响最小。
3.1.6 各堆体养分分析
由表3可以看出，不同的堆体发酵后其pH值均大于7.0。全氮含量T1（1.91%）大于其它各个处理。全磷、全钾含量相差不大；有机质含量T30大于其它处理，为13.07%，T0最小，仅为10.75%。各个处理的C/N比均在30左右
3.2 草屑发酵后的混合基质对草坪生长的影响
3.2.1 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草密度的影响
不同处理对兰引Ⅲ号结缕草密度的影响，从1月24日测量结果可以看出，各个处理间差异不显著；在以后的测量中，处理T20、T30与其它处理间差异显著，T30密度达到108枝/100cm2，CK仅为78.33枝/100cm2。
注：表中同列含有不同字母表示0.05水平差异显著
3.2.2 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草盖度的影响
由图6 可以看出，不同处理对盖度的影响在2月7日前，处理间差异不明显，在此之后，处理间的差异较为明显，T30、T20、CK的盖度与其它处理间差异显著。
图6不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草盖度的影响
3.2.3 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草颜色的影响
栽培基质对兰引Ⅲ号结缕草颜色的影响表现为：在2月21日，各个处理间差异不显著，在以后的三次测量中，处理T20、T30与对照间差异显著，颜色比较绿。
注：表中同列含有不同字母表示0.05水平差异显著
3.2.4 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地上部分生物量的影响
由图7可以得出，T30的生物量在整个生长过程中明显高于T0、T10、T20及对照（CK），处理T10在2月21日前生物量最低，后期高于T0及对照（CK）。4月4日测量结果显示，生物量大小是T30＞ T20＞ T10＞ T0＞对照（CK），T30（1.12 g/pot）为对照CK（0.14 g/pot）的8倍。图中出现生长低谷（2月21日），是由于低温对植物生长的影响。
图7 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地上部分生物量的影响
3.2.5 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地下部分生物量的影响
由图9 可以看出，不同的处理间对地下部分生物量影响较为明显，处理T30、CK、T10、T20间差异不显著，但与T0间差异显著，其大小顺序为：T30（7.56g/100cm2）>CK（7.32g/100cm2）>T10（6.79 g/100cm2）>T20（6.35 g/100cm2）>T0（4.06 g/100cm2）。
图9 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地下部分生物量的影响
4． 讨论
4.1添加有机物质对草屑发酵的影响
试验结果表明，随着辅料鸡粪的加入，堆体发酵温度呈现出降低的趋势，这可能是因为外源辅料的加入导致微生物活性降低，有研究表明，堆肥温度的变化与微生物代谢活性相关（Kiyohiko et al，1985）。通过对发酵后草屑的营养分析，随着鸡粪含量增加，有机质含量增加，其它养分含量差别较小。Michael等（2005）研究表明鸡粪在发酵过程中N的含量会因为NH3挥发而出现下降的趋势，本研究结果表明，在前期下降明显，后期N含量则出现先升后降的趋势。李国学等（1999）采用猪粪、稻壳鸡粪、稻壳再添加 W= 0.5%的快速发酵菌剂，能加速稻壳堆肥腐熟，显著缩短发酵时间，一般堆制14-21d即发酵成熟。本研究结果表明，草屑堆肥在21d后的堆温和外界气温相同，发酵基本完成。
本研究各个处理在发酵后碳氮比约30，Golueke（1981）认为堆肥在腐熟后其碳氮比应小于20，但有人提出：对于农用废弃物（碳氮比小于20）碳氮比不适宜作为腐熟度参考指标（张一刚，2006）。
Zucconi等（1981）研究表明，未腐熟的堆肥提取剂对种子的发芽有抑制作用。种子发芽试验表明，发酵后的草屑在一定程度上会抑制种子出芽，T20、T30的影响相对较小，T0、T10的影响相对较大，一般认为当植物毒性指标大于0.5时，发酵基本成熟（Zucconi et al，1981）。本研究草屑发酵后其值均大于0.5，表明发酵已经成熟。
4.2 发酵后的草屑产品对对兰引Ⅲ号结缕草生长的影响
利用发酵后的草屑作为兰引Ⅲ号结缕草栽培基质的试验结果表明，不同的堆肥处理对兰引Ⅲ号结缕草外观有明显的影响，其颜色与对照（CK）颜色之间差异显著；鸡粪含量相对较大的处理T20、T30，其密度、盖度、养分含量、地上部分生物量要好于处理T0、T10。Hartin等（2001）研究表明，草屑发酵后可以明显提高土壤有机质含量。 Kopp等（2002）研究表明，将草屑回田利用，可使氮的有效率从52%提到71%，并且可以明显地促进草坪草生长，提高草坪草质量，减少氮肥使用。卢声（2008）用稻秆与鸡粪制作堆肥，结果表明：随着鸡粪量的加入，堆肥中的氮、磷、有机质含量越高，堆肥的品质越好，堆肥的栽培试验结果也表明兰引Ⅲ号结缕草的地上部生物量呈逐渐增大的趋势，其生物量大小为：T30>T20>T10>T0。
5． 结论
（1）利用草屑发酵后做无土草皮基质是完全可行的。与使用纯土对比，可以明显地提高结缕草成坪速度，对盖度、密度、颜色等指标都有促进作用，并使废弃物得到有效利用。
（2）草屑与有机肥混合发酵后，可以明显地提高结缕草栽培质量，加快成坪，其效果要好于单纯用草屑发酵的基质。
作者简介：时佩，张巨明，华南农业大学农学院副研究员
全氮采用凯氏定氮仪法测定，碱解氮使用碱解扩散法，速效磷用0.05mol·L-1 HCl-0.025mol·L-1(1/2H2SO4),速效钾采用火焰光度法，有机碳采用稀释热法（鲍士旦2004），草坪草盖度采用点测法，生物量采用烘干法。
植物毒性指标测定。取风干的堆肥样品10g，按1:10的比例与纯水相互混合，过滤，用过滤液做发芽试验。
发芽指数GI=（堆肥处理的种子发芽率×根长）/（对照处理的种子发芽率×根长）
堆肥温度测定。从堆垛当天开始，每天测量其温度，直至和环境温度相等。每次在堆体2/3处将温度计插入10cm，测量温度。
试验数据均以平均值表示，用Excel软件进行数据图表分析；用SAS软件进行方差分析，各平均数的多重比较采用邓肯氏新复极差检验法（DMRT）。 3． 结果与分析
3.1 草屑发酵过程中理化性质的变化
3.1.1堆体的温度变化
从图1可以看出，不同处理间堆体的温度变化较明显，尤其是T1堆体升温较快，最高温度超过50℃,比其它处理提早1-2d，而且高温持续的时间长，并且在整个堆肥过程比其它堆体温度偏高，直到最终和其它堆体温度一致。所有堆体的温度在第15天出现了一个峰值，这是寒流过后，温度回升而造成的，随后持续降温，逐渐平缓。T4的温度始终较低，在13d后，其它堆体的温度逐步下降，T4的温度在寒流过后出现了持续上升的趋势。
3.1.2 堆体的pH值变化
堆体pH值的总体变化规律为：T1、T2出现先上升后下降，这可能是由于在发酵过程中产生的氨气导致堆体的pH值升高，随着发酵进行氨气量减少，堆体的pH值又出现下降趋势，其中堆体T2的下降幅度较大。处理T3、T4出现先下降后上升的趋势，这可能是由于加入鸡粪导致pH值不稳定的结果。4种处理在发酵结束后，其pH值基本上维持在7.0左右。
3.1.3 堆体的C/N比变化
堆体C/N比变化较为明显，在11月13日前呈现上升而后急剧下降。这是因为在发酵初期，微生物生长迅速，有机碳含量增加，导致堆体C/N比上升，在堆肥的后期堆体C/N比变化不大，处理T4总体变化不明显，堆肥成熟后，堆体C/N比稍偏大，T0为25左右，其它处理大于30。
3.1.4 堆体含氮量变化
随着堆体温度上升，处理T1、T2、T3的含氮量呈下降而后逐渐上升的趋势，T4的含氮量总体呈现含氮量逐步下降，T2在11月16日以后含氮量则呈现急剧上升的趋势。发酵完成后含氮量大小为：T1（1.37%）>T3（1.22%）>T2（1.15%）>T4（1.10%）。
3.1.5 植物毒性指标分析
植物毒性指标反映了各堆体在发酵成熟后，所含的一些有害物质对植物生长发育的影响，从图5可以得出，T4与其它三个处理间差异显著，T4值大于0.70，T1、T2、T3值均在0.65左右，这说明T4对植物的生长发育影响最小。
3.1.6 各堆体养分分析
由表3可以看出，不同的堆体发酵后其pH值均大于7.0。全氮含量T1（1.91%）大于其它各个处理。全磷、全钾含量相差不大；有机质含量T30大于其它处理，为13.07%，T0最小，仅为10.75%。各个处理的C/N比均在30左右
3.2 草屑发酵后的混合基质对草坪生长的影响
3.2.1 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草密度的影响
不同处理对兰引Ⅲ号结缕草密度的影响，从1月24日测量结果可以看出，各个处理间差异不显著；在以后的测量中，处理T20、T30与其它处理间差异显著，T30密度达到108枝/100cm2，CK仅为78.33枝/100cm2。
注：表中同列含有不同字母表示0.05水平差异显著
3.2.2 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草盖度的影响
由图6 可以看出，不同处理对盖度的影响在2月7日前，处理间差异不明显，在此之后，处理间的差异较为明显，T30、T20、CK的盖度与其它处理间差异显著。
图6不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草盖度的影响
3.2.3 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草颜色的影响
栽培基质对兰引Ⅲ号结缕草颜色的影响表现为：在2月21日，各个处理间差异不显著，在以后的三次测量中，处理T20、T30与对照间差异显著，颜色比较绿。
注：表中同列含有不同字母表示0.05水平差异显著
3.2.4 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地上部分生物量的影响
由图7可以得出，T30的生物量在整个生长过程中明显高于T0、T10、T20及对照（CK），处理T10在2月21日前生物量最低，后期高于T0及对照（CK）。4月4日测量结果显示，生物量大小是T30＞ T20＞ T10＞ T0＞对照（CK），T30（1.12 g/pot）为对照CK（0.14 g/pot）的8倍。图中出现生长低谷（2月21日），是由于低温对植物生长的影响。
图7 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地上部分生物量的影响
3.2.5 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地下部分生物量的影响
由图9 可以看出，不同的处理间对地下部分生物量影响较为明显，处理T30、CK、T10、T20间差异不显著，但与T0间差异显著，其大小顺序为：T30（7.56g/100cm2）>CK（7.32g/100cm2）>T10（6.79 g/100cm2）>T20（6.35 g/100cm2）>T0（4.06 g/100cm2）。
图9 不同发酵基质对兰引Ⅲ号结缕草地下部分生物量的影响
4． 讨论
4.1添加有机物质对草屑发酵的影响
试验结果表明，随着辅料鸡粪的加入，堆体发酵温度呈现出降低的趋势，这可能是因为外源辅料的加入导致微生物活性降低，有研究表明，堆肥温度的变化与微生物代谢活性相关（Kiyohiko et al，1985）。通过对发酵后草屑的营养分析，随着鸡粪含量增加，有机质含量增加，其它养分含量差别较小。Michael等（2005）研究表明鸡粪在发酵过程中N的含量会因为NH3挥发而出现下降的趋势，本研究结果表明，在前期下降明显，后期N含量则出现先升后降的趋势。李国学等（1999）采用猪粪、稻壳鸡粪、稻壳再添加 W= 0.5%的快速发酵菌剂，能加速稻壳堆肥腐熟，显著缩短发酵时间，一般堆制14-21d即发酵成熟。本研究结果表明，草屑堆肥在21d后的堆温和外界气温相同，发酵基本完成。
本研究各个处理在发酵后碳氮比约30，Golueke（1981）认为堆肥在腐熟后其碳氮比应小于20，但有人提出：对于农用废弃物（碳氮比小于20）碳氮比不适宜作为腐熟度参考指标（张一刚，2006）。
Zucconi等（1981）研究表明，未腐熟的堆肥提取剂对种子的发芽有抑制作用。种子发芽试验表明，发酵后的草屑在一定程度上会抑制种子出芽，T20、T30的影响相对较小，T0、T10的影响相对较大，一般认为当植物毒性指标大于0.5时，发酵基本成熟（Zucconi et al，1981）。本研究草屑发酵后其值均大于0.5，表明发酵已经成熟。
4.2 发酵后的草屑产品对对兰引Ⅲ号结缕草生长的影响
利用发酵后的草屑作为兰引Ⅲ号结缕草栽培基质的试验结果表明，不同的堆肥处理对兰引Ⅲ号结缕草外观有明显的影响，其颜色与对照（CK）颜色之间差异显著；鸡粪含量相对较大的处理T20、T30，其密度、盖度、养分含量、地上部分生物量要好于处理T0、T10。Hartin等（2001）研究表明，草屑发酵后可以明显提高土壤有机质含量。 Kopp等（2002）研究表明，将草屑回田利用，可使氮的有效率从52%提到71%，并且可以明显地促进草坪草生长，提高草坪草质量，减少氮肥使用。卢声（2008）用稻秆与鸡粪制作堆肥，结果表明：随着鸡粪量的加入，堆肥中的氮、磷、有机质含量越高，堆肥的品质越好，堆肥的栽培试验结果也表明兰引Ⅲ号结缕草的地上部生物量呈逐渐增大的趋势，其生物量大小为：T30>T20>T10>T0。
5． 结论
（1）利用草屑发酵后做无土草皮基质是完全可行的。与使用纯土对比，可以明显地提高结缕草成坪速度，对盖度、密度、颜色等指标都有促进作用，并使废弃物得到有效利用。
（2）草屑与有机肥混合发酵后，可以明显地提高结缕草栽培质量，加快成坪，其效果要好于单纯用草屑发酵的基质。
作者简介：时佩，张巨明，华南农业大学农学院副研究员此文章来源于网络, 版权归原作者所有。
