关于作者

李皓,环境科普志愿者,“中科院老科学家科普演讲团”成员。 1982年毕业于四川大学生物系生物化学专业。1983年至1986年先后在西南农业大学土壤化学系、中国科学院成都生物研究所生化室工作。1986年至1994年在德国弗朗霍夫(Fraunhofer)研究院汉诺威毒理研究所从事免疫生物学研究,1994年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。1995年回国到北京医科大学免疫系做博士后,研究中草药成分的免疫调节作用。出于对当时中国环境状况的极度忧虑,1996年辞职走向社会成为环境科普志愿者。1997年至2007年主要从事引进和翻译国际环境教育影视片的工作。2000年至2004年为国家环保总局环境使者。2008年成为“中科院老科学家科普演讲团”成员。

绿色城市的落叶堆肥

李皓
2011年11月02日

关键词:环境友好型落叶处理;堆肥法就地处理生物垃圾;堆肥的分解过程;土壤微生物;土壤肥力;蚯蚓

正文

又一个秋冬季节到了,北京的落叶清扫再次成为媒体报道的话题。其实让落叶就地堆肥回土,才是最省钱,最有利环保的做法。“落红不是无情物,化作春泥更护花”,这真实地反应出中国古人早就有了用园林废物堆肥养土的知识和实践,而在当今国际先进的绿色城市管理方法中,落叶堆肥成了全社会推广和实施的好做法。
为减少城市垃圾的持续增长,德国绿色城市弗莱堡环保局为市民编写了一本指导手册,题为《堆肥的秘密》。在手册的首页,时任环保局长的荷勒先生给市民写了一封亲切的信。他写道:“最好的垃圾是那些在哪儿产生就能在哪儿分解掉的物质。堆肥法正在成为生态友好型垃圾处理的重要手段。我希望弗莱堡的主妇们能在自己管辖的范围内,把厨房和花园中产生的垃圾用自然的方式转化为腐殖质,并用它来为花园的土壤增加肥力。”

图1:《堆肥的秘密》手册中解释落叶变成肥料的自然循环过程

图2:森林落叶层的自然降解为树木和花草提供了的肥料。厚而松软的腐殖质层能吸收降水,减少水蒸发,为植物根部保温等。(李皓摄于德国)

《堆肥的秘密》介绍的可堆肥垃圾有:落叶、草渣、木屑、灌木修剪物、凋谢花束、果皮、茶叶袋、咖啡渣、菜渣、面包渣、鸡蛋壳、餐巾纸、毛发、羊毛线。所有这些统称为“生物垃圾”。

图3:“生物垃圾”是蚯蚓能食用的东西,图中右侧红叉所示的废物是蚯蚓不能食用的垃圾(《堆肥的秘密》插图)

手册中介绍的堆肥方法主要有两种:一种是在绿地角落的土地上直接建堆肥垛;另一种是做一个底部与土壤相通的堆肥栏来堆肥。这两种方法都能使当地产生的“生物垃圾”得以就地消纳,变成有机肥。这样做,一方面能减少垃圾清运的负担,另一方面能使土壤肥沃,一举两得。

在大自然中,能把“生物垃圾”分解成肥料的能手是微生物和土壤动物。这两类生物在堆肥过程中分前、后两个阶段分别发挥作用,过程如下:

前一阶段是微生物分解阶段(堆肥的1-12周)。把“生物垃圾”混合后,按一层垃圾一层泥土(每层10公分)的方法堆成堆肥体,水分含量约60%,微生物分解阶段就启动了。这一阶段经三步完成。

第一步是堆肥的第1周。“生物垃圾”中的易分解蛋白质和糖类被细菌和真菌分解。分解作用能使堆肥体温度升至40摄氏度,同时酸度增加(pH值下降);

第二步是堆肥的第2-7周。其特点是真菌和放线菌起主要作用,以分解掉“生物垃圾”中的纤维素、果胶和植物油脂。堆肥体的温度可上升至70摄氏度,能有效杀灭虫卵、病菌和杂草种子。此时,由于堆肥体中的有机酸被利用,钠、钾、镁、钙被释放,铵与胺被合成,pH值得到提高(碱性增加);
第三步发生在堆肥的第7-12周。因大部分有机质的分解已完成,微生物的活力开始减退,堆肥体的温度降至40-45摄氏度,伞菌开始分解木质组分中的木质素。至此,微生物分解阶段完成。

图4:堆肥过程中温度(纵坐标)随时间周数(横坐标)的变化。图像中的文字和图说明着堆肥过程中各类物质降解时间点和参与的生物类型。(《堆肥的秘密》插图)

后一阶段是降温和腐熟阶段(堆肥后第13-26周):堆肥体的温度降至与环境温度等同,酸碱度稳定在pH 7左右,生成稳定的腐殖质,呈黑色。
在此阶段,堆肥体中会陆续出现以腐殖质为食的土壤动物,先是螨、甲虫幼虫、无翅弹尾、然后是等足目、甲壳虫,最后出现蚯蚓。在这些土壤动物的作用下,堆肥产生的有机肥均质,而且疏松。

图5:德国一学校农场由学生自建的堆肥垛(李皓摄)

图6:居民自家花园中的生物垃圾堆肥栏(德国环境部)

图7:堆肥得到的腐殖质很疏松,呈黑色(德国环境部)

《堆肥的秘密》手册介绍的上述堆肥法目前已在发达国家的家庭花园、城市公园和公共绿地中广泛使用。许多发达国家的人还知道:堆肥法是中国古人发明创造的。我们应当继承好自己祖先的智慧,重新学会如何把“生物垃圾”转变为大地需要的养料。

(发表于《科技潮》杂志2006年第12期。修改于2011年11月)