回收植物生长基质中的脱墨纸泥

再生纸工业产生成吨的垃圾，导致处理成本和环境影响。意大利国家研究委员会陆地生态系统研究所的Francesca Bretzel和他的同事研究了脱墨纸泥(DPS)颗粒状的适用性，作为植物生长介质的可持续组成部分。他们的研究包括将其用于生物多样性绿色屋顶的基质，以及作为城市树木泥炭基媒体的替代成分。将DPS基材的生产与降低废物处理成本联系起来，也可以促进循环经济。

世界范围内产生的脱墨纸泥(DPS)最终大多被填埋。这不仅会产生气体和渗滤液，对环境产生负面影响，还意味着潜在的有用材料会丢失。DPS已被提议用于建筑以及能源和沼气发电。现在，研究正在证明它在屋顶绿化、树木栽培和苗圃基质中的价值，它可以成功地取代泥炭基基质。

在许多国家，泥炭的使用是被禁止的，因为这会对栖息地造成威胁，而且当用作燃料时，会释放碳。高纤维含量的DPS使其成为一个有前途的选择。DPS还能提高生长介质的孔隙率、储水能力和通气能力。与树皮等其他泥炭替代品相比，它能更好地进行气体和水的交换。此外，在需要低肥力介质(如绿色屋顶)的地方，极低氮含量的DPS具有优势。

将DPS成形成颗粒提高了处理能力，并提供低压实度和良好的稳定性。比萨国家研究委员会陆地生态系统研究所的Francesca Bretzel和她的团队使用了意大利卢卡附近生产的DPS，靠近一个苗圃区。这意味着废物可以被回收，与运输相关的碳排放和环境影响都很低。在类似的地方，造纸工业的废料可以用于附近的托儿所或城市绿色基础设施，这种使用将使循环、更可持续的经济成为可能。

城市环境的生长基质
由于城市条件经常导致植物应激，更好的基质有助于苗圃和移栽后的植物生长。用DPS作为树木栽培基质修正剂的研究已经表明，与非污泥培养基相比，效果相同或更好。在用DPS在绿色屋顶基质中进行了很有前景的实验(本文稍后将对此进行描述)后，Bretzel和他的同事们研究了DPS颗粒化作为替代泥炭基树木生长介质的可能性。

脱墨污泥的成球化改善了处理，并提供低压实度和良好的稳定性。

DPS来自于再生纸的生产，由机械清洗产生，没有添加剂，这一工业过程每年产生48000吨垃圾。在意大利，DPS可以用于环境目的，只要它在法律规定的污染物阈值范围内。实验基质的浓度低于潜在污染物的限值，包括重金属和氯化物。当测试使用Lepidium一萌发时，基质无毒性作用。

研究了城市常见的三种观赏树。Quercus冬青属植物一种原产于地中海的常绿树种，能很好地适应城市土壤，全年减少空气中的颗粒污染物。Lagerstroemia籼紫薇是一种小的(2-3米)，来自温带和亚热带气候的落叶植物，有五颜六色的夏季花朵。李属serrulata“山樱桃”(Kanzan cherry)是中国和印度的特产，高10-12米，在春天开双层花，在开放的草坪或林荫道上种植。

树苗种植在装有商业对照(泥炭、浮石和沸石)或实验基质(由绿色城市垃圾、DPS颗粒、浮石和沸石制成的成熟堆肥)的花盆中。经过两年苗圃，这些树被移植了。实验基质的有机碳、全氮和有效水分含量均高于对照。它成功地维持了苗圃盆栽树木的生长，提高了光合性能，支持了它们在移植胁迫下的生存能力。

在试验基质中，堆肥提高了肥力，改善了土壤孔隙度和结构。包括浮石和沸石使基质具有良好的孔隙度，增加了水的保留和阳离子交换能力，并提高了氮的效率。有效氮的增加提高了叶片的光合活性和氮储量，促进了生物量。在不断增长的媒体中，高的保水能力可以防止水的压力。

结果表明，DPS是一种较好的泥炭改良剂。该研究小组目前正在评估DPS在不含泥炭的基质中，如用于盆栽床上植物的椰壳(椰子纤维)，以获得商业基质。

绿色屋顶衬底
广泛的绿色屋顶为城市地区提供了生态效益，提高了动植物的多样性。特别是，利用营养不良的基质限制了植物的生长，促进了不同植物物种的共存。在屋顶上种植植物也有可能成为昆虫授粉的不受干扰的栖息地。Bretzel的团队研究了不同种植基质对用于绿色屋顶的地中海植被的影响。他们包括DPS颗粒，以降低基质肥力，使生物多样性植物群落繁荣。

将30种地中海本地草本植物和不同类型的景天植物移植到所有基质上。选择的物种属于4个功能类群(禾本科类、forbs类、景天蓝酸代谢类和豆科)和4个生活型(半rypphytes、地植物、生植物和chamaephytes)。结果表明，基质组成影响了植物群落的覆盖度和多样性。包括DPS颗粒有助于促进物种多样性和耐受性。

绿色屋顶的理想特性是重量轻、排水性能好、稳定性好。本研究使用的基质为含火山渣和堆肥的商品对照基质和含火山渣、DPS和堆肥的试验基质和含火山渣和DPS的试验基质。基质中DPS含量越高，总氮含量越低。结果表明，DPS微丸稳定、一致。特别是在没有堆肥的情况下，它们能随着时间的推移保持结构的完整性，这对绿色屋顶来说很重要。

在对照基质中，堆肥提供了更多的可用水分，使植物在春季繁茂生长。但当夏天到来时，许多植物在这种基质上遭殃。在雨季，堆肥蓄水的能力可能会导致基板变得太重，无法承受屋顶的承载能力。这个问题可以通过使用DPS来减少，DPS也可以帮助根系渗透和通气。

同时含有DPS和堆肥的屋面基质在多样性、冠层覆盖度和物种组成方面表现最好。

同时含有DPS和堆肥的基质在多样性、冠层覆盖度和物种组成方面表现最好。虽然夏季干旱后，最不肥沃的基质(含DPS和不含堆肥)需要更长的时间才能恢复植被，但豆科植物确实成功地在地表定居。在这种情况下，基质可能会通过根系分泌物和固氮逐渐发生变化。最不肥沃的基质上的植被缝隙使一年生幼苗得以生长和存活;缓慢生长的抗压力植物也能找到自己的位置。

在减少或不添加堆肥的两个试验基质中，水分的有效性降低，从而降低了植物的发育。然而，不同物种和功能群的存在使植被在夏季干旱后得以恢复。这表明，在干旱条件下，植物在广泛的绿色屋顶上的生存更多的是由于生物量发展减少而不是叶片肉质的结果。

景天属植物因其多肉性、景天酸代谢和繁殖能力，在绿色基础设施中很受欢迎。然而，它们创造了统一的，浓密的植被，阻碍了任何其他草本物种的建立。在本研究中，随着时间的推移，植被逐渐向一年生植物、地生植物和多肉植物的简化群落转变。灌溉和施肥的缺乏，加上低生育率，也阻碍了杂草的殖民。

地中海草本植物群的策略使它们能够在干燥条件下生存，极大地提高了屋顶绿化的性能。它们包括多肉、年度循环和地下贮藏器官。Forbs(多年生植物和一年生植物)在夏季死亡，在植物的再生阶段，在胁迫或干扰后都是有效的。多年生植物通过无性繁殖传播，而一年生植物通过种子库的持久性传播，使两者在绿色屋顶上都成功。

大面积屋顶绿化的一个途径是寻找当地的生态模式，如干燥和压力生境的自然植被，并将其建立在合适的基质上。建议的物种应该总是在粗糙的屋顶环境中进行测试，以确认地面水平的发现。在绿色屋顶马赛克生境中，这里描述的所有三种基质都可以用来寄主不同的物种，因此，将共同促进植物多样性。

需要对不同基质所促进的不同昆虫区系以及延长花期和相关昆虫的方法进行更多的研究。长期监测将有助于揭示氮肥增加(通过大气沉降、固氮植物、微生物、植物物种共存)对最不肥沃的基质的任何影响。