有一个严格的需要减少环境影响的泥炭植物苗圃生产链。在这个实验中,使用不同的污水污泥堆肥在盆栽的叶子花越来越多的媒体准备评估,评估其效率的替代泥炭和量化的环境影响替代基质的生命周期评价(LCA)方法。五基质包含增加污泥堆肥的比例,泥炭(0%、25%、40%、55%和70%,v / v)被使用,并测量他们的物理化学性质。叶子花属植物生长、生物量生产、宏观和微量营养素的吸收也确定。堆肥的主要结果是改善了植物养分和衬底的pH值增加,电导率(EC),和干容重值。在全球范围内,结果表明,堆肥可以高达55%没有负面影响植物生长。堆肥的LCA显示使用减少环境负荷增长的媒体,除了全球变暖的潜在价值(GWP100)。环境的影响堆肥的使用植物苗圃链进行了讨论。
观赏植物苗圃生产最专业的集约农业的例子,与不可再生资源的大量使用使植物生长和减少生产时间,以利用降价销售的利润。因此,“绿色产业”通常被认为是一个非点源的污染(或分散)行业,由于低效率的管理实践。最常见的地中海观赏托儿所中使用越来越多的媒体泥炭,单独或与无机混合粗材料(
堆肥有机废物,适当混合,可以使蔬菜优良的基质移植(
先前的研究堆肥使用在农业都集中在特定的农艺方面如植物营养、持水量和物种特异性。不同,越来越多的选择媒体组合是制约技术因素(例如,生长介质特性、作物需求,安全性、可靠性、可用性的成分,和价格)。在替换泥炭基质peat-biosolid堆肥混合,它对种植者考虑作物质量至关重要。然而很少有研究解决全球质量(性状和环境)的园艺种植媒体(
在这个研究中,使用不同的污水污泥堆肥在盆栽的叶子花越来越多的媒体准备评估,以评估其疗效作为替代泥炭和量化的环境影响衬底,LCA方法,优化观赏托儿所生产链。同时农艺质量和环境影响评价biosolid堆肥的体积不同的速率增长的生产链的媒体包括本研究的创新方面:地中海灌木生产实际数据不存在。
在本研究中,使用不同的污水污泥堆肥的比率越来越多的媒体准备盆栽
堆肥用作组件越来越多的媒体对这次试验(SSC)获得了城市污水污泥的混合(30%)从Manduria直辖市(TA,意大利南部)和修剪拒绝:城市“绿色”和橄榄种植者(70%),同时在本地可用,在堆肥厂。混合物(约3米3)在一个试验工厂,堆肥使用罗格斯静态堆肥堆系统,强制通风和温度控制。混合达到温度的值大于60°C和高温阶段持续60天。95天后,堆肥的biooxidative阶段已经结束,然后成熟的桩被允许一个额外的月。
主要的物理、物理化学和化学污水污泥(表中参数进行了分析
污水污泥的物理和物理化学特征。
| 参数 | 价值在干燥 |
在干燥的党卫军(根据极限价值 |
|---|---|---|
| 颜色 | 7.5 y 2/1 | |
| 水分含量(%) | 11.8 | - - - - - - |
| 总OM (%)一个 | 42.3 | - - - - - - |
| 可氧化的OC (%)一个 | 21.9 | ≥20.0 |
| pH值(H2O) | 7.64 | - - - - - - |
| 电子商务(dS米−1) | 4.10 | - - - - - - |
| C: N比率 | 6.12 | - - - - - - |
| CaCO3 | 19.8 | |
| CHA / CFA | 留言。 | - - - - - - |
| 总凯氏氮TKN (%)一个 | 3.21 | ≥1.50 |
| P2O5(%)一个 | 1.91 | ≥0.40 |
| K2O (%)一个 | 0.21 | - - - - - - |
| CEC (cmol(+)公斤−1) | 留言。 | - - - - - - |
| Pb (%)一个 | 49.0 | 750年 |
| Cd (%)一个 | 5.21 | 20.0 |
| 倪(%)一个 | 24.0 | 300年 |
| 锌(%)一个 | 1057年 | 2500年 |
| 铜(%)一个 | 216年 | 1000年 |
| Hg (%)一个 | 5.10 | 10.0 |
| Cr+ 6(%)一个 | 1.20 | - - - - - - |
污水污泥堆肥的物理和物理化学特征。
| 参数 | 污水污泥堆肥(SSC)的价值 | 限制值SSC(据意大利立法Lgs d . 75/2010) |
|---|---|---|
| 颜色 | 10年3/2 | |
| 水分含量(%) | 44.4 | ≤50.0 |
| 总OM (%)一个 | 58.6 | - - - - - - |
| 可氧化的OC (%)一个 | 29.0 | ≥20.0 |
| C: N比率 | 10.2 | ≤25.0 |
| CHA / CFA | 1.96 | - - - - - - |
| 总凯氏氮TKN (%)一个 | 2.83 | - - - - - - |
| P2O5(%)一个 | 0.91 | - - - - - - |
| K2O (%)一个 | 0.71 | - - - - - - |
| CEC (cmol(+)公斤−1) | 77.0 | - - - - - - |
| Pb (%)一个 | 6.40 | 140年 |
| Cd (%)一个 | 0.10 | 1.50 |
| 倪(%)一个 | 3.20 | One hundred. |
| 锌(%)一个 | 394年 | 500年 |
| 铜(%)一个 | 14.1 | 230年 |
| Hg (%)一个 | 0.10 | 1.50 |
| Cr+ 6(%)一个 | 0.10 | 0.50 |
原材料的物理和物理化学特性:堆肥(SSC),杏仁壳(A),浮石(Pu),火山灰(S)和水藓泥炭(P)。
| 原材料 | pH值 | 电子商务 | 干散货密度 | 容易获得水 | 收缩 |
|---|---|---|---|---|---|
| (dS米−1) | (g厘米−3) | (% V) | (% V) | ||
| SSC | 7.90 | 5.54 | 0.45 | 9.93 | 13.17 |
| 一个 | 5.71 | 0.26 | 0.38 | 1.19 | 00.00 |
| 聚氨酯 | 6.72 | 0.08 | 0.81 | 2.88 | 00.00 |
| 年代 | 6.43 | 0.10 | 1.62 | 10.43 | 00.00 |
| P | 5.62 | 0.33 | 0.13 | 6.53 | 15.33 |
数据平均值,
关于干污泥(表
获得的堆肥显示良好的成熟程度(表
堆肥显示没有药害,根据发芽指数(GI) > 50%(数据没有显示)。
使用材料的主要物理化学参数表
温室盆栽试验进行评估的主要理化性质5增长媒体获得的混合污水污泥作堆肥和泥炭在不同的比率和评估潜在的使用这些基质作为商业媒体增长
混合基质相比,五是通过增加污水污泥堆肥率(25%,40%,55%,和70% v / v)和其他固定利率的惰性材料(30% v / v)来实现底物体积的100%,包括
重金属含量也决定(表
实验是在一个商业进行苗圃位于Monopoli SE意大利,40°57′00′′N, 17°18′00′′E 23 m a.s.l。),在保持温室温度之间
日益增长的密度,在长椅上,植物是8米−2总共135株(27植物生长介质)。是一个microdrip灌溉系统。只有水的植物灌溉在第一周,然后每天给它们喂食水溶性肥料N: P: K(5: 1: 7.5) +微量元素在剂量的0.5 g / L水。从审判的开始到90年移植后(天)DAT营养液稀释根据堆肥基质(表的百分比
从一开始的审判90 DAT营养液量每锅是250毫升/ d;然后,到5月6日(试验结束),他们每天收到4干预一卷250 mL /罐/干预。
在150年DAT温室实验结束后,平均而言,植物达到商业规模。植物生长决心在90年之后,120年和150年。在每个取样日期9家工厂每次治疗每复制锅(3)随机收集并用于以下生物测量:数量的叶子,叶面积(cm2)(3100年LI-COR面积计),新鲜和干重。越来越多的媒体在一个空军烤箱干60°C到恒重和研磨到0.25毫米以下Tecator Cyclotec, 1093 PBI。的部分植物从根地面分离,用自来水轻轻洗很多次最后与去离子水。混合样品的所有复制收集每个治疗。接下来,样本60°C恒重和干碎到0.25毫米。总凯氏氮(TKN)测量使用1 g的样本都越来越多的媒体和植物组织采用凯氏法后96% H2所以4热消化。总磷测定比色molybdovanadate磷酸(P)的方法。剩下的养分和重金属含量测定在消化样品,电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp - aes)。一克干样品使用20毫升的65% HNO矿化3解决方案。消化后,样品被转移到50毫升容量的玻璃瓶,然后透过绘画纸42过滤器。分析进行了一式三份。
主要的化学和物理化学性质的五个增长媒体根据以下标准确定UNI EN方法:12579(抽样),13037 (pH值),13038(导电性,EC), 13041(干容重和收缩),13654 - 1(氮),13652 (H的量化2O-soluble养分和重金属)[
种子发芽指数(GI)计算使用
温室试验后进行了随机区组设计三个复制。比较具体的治疗方法之间的差异,S.N.K.测试使用。所有统计测试进行了使用CoStat软件包(2002)。
日益增长的媒体比较生产用于实验测试进行了(从2012年6月至11月)通过生命周期评价(LCA)分析,获得更多的知识关于环境影响和资源利用沿衬底生产链。LCA的方法来分析和评估潜在的环境影响造成的使用材料(ISO 14040 - 44)
数据阐述了使用加比04软件CML2010解释方法(
的主要物理化学性质不同的原材料和越来越多的媒体使用如表所示
越来越多的媒体的物理和物理化学特征(移植)。
| 日益增长的媒介 | pH值 | 电子商务 | 散装 |
容易获得水 | 收缩 |
|---|---|---|---|---|---|
| (dS米−1) | (g厘米−3) | (% V) | (% V) | ||
| 可以接受的范围(1) | 5.2 - -6.5 | < 0.5 | ≤0.4 | 20 - 30 | < 30 |
|
|
|||||
| SSC0 | 5.80c | 0.45e | 0.28c | 13.71一个 | 15.87一个 |
| SSC25 | 6.36b | 1.52d | 0.35b | 12.01一个 | 14.97一个 |
| SSC40 | 6.50b | 2.15c | 0.39b | 6.01b | 14.10b |
| SSC55 | 6.85一个 | 2.85b | 0.45英航 | 5.86b | 13.40c |
| SSC70 | 6.90一个 | 3.80一个 | 0.55一个 | 5.06b | 13.01c |
| 意义 | * | * * | * | * * | * |
(1):理想的基质。数据平均值,
在每一列不同的字母表示显著差异
的电导率(EC)值增长媒体被添加CSS强烈影响;的值超过了限制的最佳生长基质混合物有超过25%堆肥:SSC0是唯一的衬底上,实现最优参考水平(表
移植的物理参数是影响堆肥的百分比在越来越多的媒体。体积密度的增加是在可接受的值只有在SSC0, SSC25, SSC40治疗。堆肥混合物的值减少收缩和容易获得水,和只有衬底SSC25显示相似的价值观与控制治疗的收缩。主要宏观和微量元素含量也显著影响堆肥率在媒体上(表
越来越多的媒体使用的化学性质(移植)。
| 日益增长的媒介 | 毫克公斤−1 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 总 | |||||||
| N | P | K | Ca | 毫克 | 菲 | 锰 | |
| SSC0 | 330年d | 1561年d | 1027年c | 5927年c | 660年e | 239年c | 69年b |
| SSC25 | 550年c | 2962年c | 2058年b | 17346年b | 1682年d | 933年b | 114年一个 |
| SSC40 | 790年b | 3050年c | 2765年一个 | 18652年b | 2783年c | 1056年ab | 128年一个 |
| SSC55 | 890年b | 3858年b | 2692年一个 | 20857年ab | 3732年b | 1188年一个 | 136年一个 |
| SSC70 | 1010年一个 | 4413年一个 | 2805年一个 | 22328年一个 | 4040年一个 | 1320年一个 | 151年一个 |
| 意义 | * * | * * | * * | * * | * * | * * | * * |
数据的平均值
在每一列不同的字母表示显著差异
重金属含量的平均值(移植)使用的越来越多的媒体。
| 日益增长的媒介 | 毫克公斤−1 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pb | Cd | 倪 | 锌 | 铜 | Cr+ 6 | |
| 意大利法律价值 | 140年 | 1.50 | One hundred. | 500年 | 230年 | < 0.5 |
|
|
||||||
| SSC0 | 12.04c | 0.06b | 1.58c | 12c | 13b | < 0.5 |
| SSC25 | 33.23b | 0.19一个 | 1.78c | 82年b | 13b | < 0.5 |
| SSC40 | 34.00b | 0.22一个 | 2.56b | 102年ab | 15ab | < 0.5 |
| SSC55 | 35.66b | 0.28一个 | 3.33ab | 122年一个 | 19一个 | < 0.5 |
| SSC70 | 47.49一个 | 0.31一个 | 4.13一个 | 143年一个 | 18一个 | < 0.5 |
| 意义 | * * | * | * * | * * | * * | n。 |
数据平均值,
在每一列不同的字母表示显著差异
稀释比例的营养液供给越来越多的媒体从1到90。
| 日益增长的媒介 | 稀释比例(% V: V) | |
|---|---|---|
| 营养液 | 水 | |
| SSC0 | One hundred. | 0 |
| SSC25 | 64.29 | 35.71 |
| SSC40 | 42.84 | 57.16 |
| SSC55 | 21.43 | 78.57 |
| SSC70 | 0 | One hundred. |
原材料用于生产测试越来越多的媒体和他们的运输公司生产区域的距离。
| 材料 | 运输距离(公里) |
|---|---|
| 城市污水污泥 | 130年 |
| 绿色废物 | 40 |
| 泥炭 | 2500年 |
| 浮石 | 600年 |
| 杏仁壳 | 150年 |
| 火山灰 | One hundred. |
| 污水污泥堆肥 | 0 |
显著增加观察的增长
叶数(a),叶面积(b),新鲜(c)、干燥(d)重量的叶子花属盆栽植物在90年,120年和150年DAT受到越来越多的媒体。每个点的意思是三个复制。在相同的DAT值相同的字母是无意义的不同
平均而言,在120年和150年DAT,树叶SSC40增加数量,SSC55, SSC70增长媒体(图
植物生物质生产的增加使用堆肥作为越来越多的媒体组件可以归因于高输入提供的营养物质混合物,在P和增加在我们的实验中,钙、镁、铁、锰、铜和锌(表
浓度的营养素在叶子花属植物组织受到越来越多的媒体(150 dat,干物质的基础上)。
| 日益增长的媒介 | 毫克公斤−1 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P | K | Ca | 毫克 | Na | |
| SSC0 | 25.1c | 6.53d | 38.3c | 19.7c | 9.63c | 4.01b |
| SSC25 | 27.3c | 7.02c | 40.4c | 19.1c | 12.4b | 4.55b |
| SSC40 | 30.2b | 7.51b | 45.2b | 20.9b | 14.3b | 5.30一个 |
| SSC55 | 31.5b | 7.74b | 48.3b | 21.1b | 15.7b | 5.70一个 |
| SSC70 | 35.4一个 | 8.40一个 | 56.2一个 | 23.4一个 | 18.5一个 | 5.92一个 |
| 意义 | * | * | * * | * | * | * |
数据平均值,
在每一列不同的字母表示显著差异
微量元素的浓度在叶子花属植物组织受到越来越多的媒体(150 dat,干物质的基础上)。
| 日益增长的媒介 |
毫克公斤−1 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 菲 | B | 锰 | 铜 | 锌 | |
| SSC0 | 138年c | 32.1 | 121.0一个 | 27.9b | 75.4c |
| SSC25 | 141年c | 30.3 | 90.6b | 30.5b | 124.7b |
| SSC40 | 146年b | 33.3 | 88.3b | 32.2b | 133.1b |
| SSC55 | 156年,一个b | 30.95 | 82.2c | 36.9一个 | 151.7一个 |
| SSC70 | 169年一个 | 31.4 | 85.4公元前 | 40.2一个 | 160.8一个 |
| 意义 | * | n。 | * * | * | * * |
数据平均值,
在每一列不同的字母表示显著差异
减少锰浓度观察植物组织与媒体增长(表中增加堆肥的存在
Tognetti et al。(2007)报道,pH值增加成熟堆肥应用时,(
伊达尔戈和Harkess [
植物生长、叶面积之间的正相关性和射干重Tremblay和Senecal报道
环境分析的结果在图
LCA相比越来越多的媒体:分析结果。
的环境负担SSC25被认为是作为一个参考价值等于100%的环境负担。越来越多的媒体环境负荷减少通过减少泥炭除了GWP相比内容的索引One hundred.全球变暖潜力,即使堆肥含量增加大气排放由于堆肥过程排放和废物运输(图
这些结果影响的长途泥炭生产区域(北欧)堆肥和包装工厂。GWPOne hundred.指数显示相反的趋势,表明潜在增长的媒体环境负担随着堆肥添加剂量的增加而增加。这可能归因于大气排放的增加堆肥过程有关。我们的结果与以前公布的数据环境的影响日益增长的媒体(
此外,更高的堆肥生产使用C下沉现象(
考虑到环境负担以避免有机废物的积累在垃圾填埋场和减少肥料,一些作者(
给出的结果表明,替代泥炭的污水污泥堆肥可以增加比典型的植物育苗基质,主要通过增加宏观和微量营养素供给植物。在我们的实验中,替代泥炭55%收益率在叶子花属植物质量比较典型的基于泥炭基质。LCA表明,堆肥的加入大大减少对环境的影响植物苗圃链。
这项工作已经由意大利的大学和研究(MIUR)通过“彩球01 - 01611 So.Pro.Me。”作者还要感谢伊甸园”94堆肥的农场。(意大利Manduria)和托尼和格里高利·里昂的帮助在这个实验的实际发展。实验测试、数据处理和编辑工作是共享的,在研究小组的能力,作者之间的平等。