魏茂勝

（三明市園林管理局，福建三明365000）

法國梧桐廢棄修枝堆肥分解初步試驗

魏茂勝

（三明市園林管理局，福建三明365000）

法國梧桐廢棄枝葉在3種堆肥處理過程中，堆料含水量相較于初始含水量變化不大，pH值總體上呈下降趨勢。堆肥過程中的真菌個體數量隨堆肥時間進程出現季節(jié)性波動，3種處理間的真菌個體數量差異不具有統(tǒng)計學意義，各處理月份間真菌數量差異具有統(tǒng)計學意義，總體上以9月真菌的個體數量最多。真菌類群數量隨堆肥時間的不同而變化，其中以3月真菌類群數量最多，又以尿素處理的真菌類群最為豐富和數量最多。從供試廢棄枝葉的3種堆肥處理中共分離出18個真菌類群，其中小克銀漢霉屬(Cunninghamella)、刺座霉屬(Volutella)、節(jié)枝孢屬(Articulospora)和共頭霉屬(Syncephalastrum)為優(yōu)勢真菌類群。綜合試驗結果表明，在法國梧桐廢棄枝葉堆肥處理中添加碳酸氫銨和尿素，對提高分解微生物的活性有積極意義，對廢棄枝葉的分解有一定的促進作用。

法國梧桐；廢棄枝葉；堆肥；真菌；含水量；pH值

在園林綠化養(yǎng)護過程中會產生大量的廢棄物，諸如植物凋落物、樹木修剪枝葉、草坪修剪物等等，如上海每年行道樹修剪至少產生1.0×105t的廢棄枝葉，北京市園林綠化廢棄物年產量達2.36×106t多[1-2]。園林廢棄物中，修剪的樹枝占了70％，樹葉25％，草5％[3]，樹木修剪下的枝椏占據空間大，給垃圾填埋帶來巨大壓力。園林廢棄物的無害化處理和資源化利用，堆肥化處理是一個可行的途徑[4]。廢棄有機物堆肥處理是在微生物分解作用下形成類似腐殖質的物質，可用作基肥或改良土壤等方面[5-6]。好氧堆肥因發(fā)酵時間短，發(fā)酵溫度均勻，無害化等優(yōu)點，被廣泛應用[7-13]。有機物分解是在多種微生物共同作用下進行的[14]，分解微生物的種類和數量對廢棄枝葉等有機底物的分解影響很大[15]。堆肥過程溫濕度的變化，微生物種群和數量亦會隨之變化，不同種類微生物對有機物質的分解能力和分解速率也不同。為了提高堆肥效率縮短發(fā)酵時間，可采用添加微生物菌劑的方法來達到這一目的[9,16-17]。試驗選用城鎮(zhèn)常見行道樹法國梧桐修剪枝葉作為堆制材料，采用3種易操作的堆肥處理方式，試圖了解參與廢棄枝葉分解的微生物類群及堆肥處理的基本參數，為園林廢棄物的分解利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 堆垛制作與取樣

試驗地設在福建省三明市園林管理局苗圃，試驗材料選用城鎮(zhèn)具有代表性的行道樹法國梧桐修剪下來的廢棄新鮮枝葉，用Vermeer BC600xl粉碎機粉碎成大小約0.5～7cm備用。采用3種堆肥處理方式[堆垛每層分別噴灑0.1％碳酸氫銨、0.1％尿素、水（CK）]，初始含水量控制在60％左右，堆垛每層堆料厚度20～30cm，重復層次堆積，堆成高約1.5m，底部直徑約2m的圓錐體，用塑料布覆蓋堆體。每隔30d翻堆1次。每次翻堆前從堆體上、中、下部分別多點取樣。每個樣品約1kg，混合后立即裝入無菌的自封袋中帶回實驗室測定。

1.2 真菌的分離和鑒定

真菌分離培養(yǎng)基用孟加拉紅培養(yǎng)基，計數采用稀釋平板法[18]。稱取樣品10g（鮮質量）于錐形瓶中，加無菌蒸餾水200mL，150r·min-1震蕩30min，然后用移液管吸取1mL移入培養(yǎng)皿中，將冷卻至45～50℃的孟加拉紅培養(yǎng)基后倒入培養(yǎng)皿中與之混勻，冷卻凝固后倒置于（28±1）℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。4d后統(tǒng)計真菌菌落數，并換算成每克干重真菌個數，隨后進行純化培養(yǎng)并鑒定真菌種類。試驗設3個重復。

1.3 含水量測定

堆肥各階段堆料水分含量采用烘干恒重法進行。試驗設3個重復。

1.4 pH值測定

稱取樣品10g（鮮質量）加100mL蒸餾水，置于錐形瓶中用震蕩器震蕩30min，雷磁pH計測定pH值。試驗設3個重復。

2 結果與分析

2.1 堆肥處理方式對真菌種群和數量變化的影響

從表1、圖1和圖2可知，法國梧桐廢棄枝葉3種處理的真菌個體數量隨堆肥時間進程出現季節(jié)性波動，在堆肥發(fā)酵初期（11月），碳酸氫銨和尿素處理組真菌數量顯著上升，添加碳酸氫銨和尿素的處理會降低堆料碳氮比，從而有利于發(fā)酵性真菌的繁衍。碳酸氫銨處理真菌數12月到次年5月均出現明顯下降，到5月達到最低，6月以后數量逐漸增加，7-9月上升加速，9-10月達到高峰。尿素處理的真菌數量繼11月增長高峰后，12月顯著下降，次年2月達到最高，3-6月數量逐漸減少，7-9月呈上升趨勢，9月達到高峰，10月降到最低點。水(CK)處理的真菌數量從11月到次年2月呈逐漸上升趨勢，3-5月數量逐漸下降，6-10月逐漸上升，8-10月個體數達到高峰。從表2可知，3種處理間的真菌個體數量差異不具有統(tǒng)計學意義(F2,8=0.37，P＞0.05)，3種處理不同月份間差異具有統(tǒng)計學意義(F2,8=2.41，P＜0.05)，從總體上看以9月真菌的個體數量最多。同時真菌種群和數量也隨堆肥時間的變化出現波動，12月至次年4月以及7-8月真菌種群數量較多，其中以3月真菌種群數量最多，又以尿素處理的真菌種群最為豐富和數量最多。從供試法國梧桐廢棄枝葉的3種堆肥處理中共分離出18個真菌類群，其中碳酸氫銨處理的優(yōu)勢種群為小克銀漢霉屬(Cunninghamella)和共頭霉屬(Syncephalastrum)；尿素處理的優(yōu)勢種群為小克銀漢霉屬(Cunninghamella)、刺座霉屬(Volutella)和節(jié)枝孢屬(Articulospora)；水(CK)處理的優(yōu)勢種群為小克銀漢霉屬(Cunninghamella)、刺座霉屬(Volutella)和共頭霉屬(Syncephalastrum)。

表1 堆肥處理方式對真菌種群和數量變化的影響

2.2 堆肥處理方式對含水率和pH值變化的影響

試驗結果表明（表3），法國梧桐廢棄枝葉堆料的含水率隨堆肥時間的延長出現規(guī)律性的波動，但與初始含水量差異不太大，可滿足微生物對水分的生長需求，其中尿素處理較其他兩個處理的含水率高。3種處理間堆料含水量差異具有高度統(tǒng)計學意義（F=9.092，P＜0.01），但碳酸氫銨和尿素處理堆料的含水量差異不具有統(tǒng)計學意義，這兩個處理與水(CK)處理間差異具有高度統(tǒng)計學意義。

圖1 堆肥進程真菌個體數量變化動態(tài)

圖2 堆肥進程真菌類群數量變化動態(tài)

表2 真菌個體數的差異性檢驗

在堆肥過程中3種處理堆料pH值隨堆肥時間進程總體上呈現堆肥初期（10-12月）較高的pH值，隨后pH值有所下降，后期又逐漸升高。但水(CK)處理的pH值堆肥初期和后期變化不太大，而碳酸氫銨和尿素處理的pH值下降比較顯著，這可能與添加碳酸氫銨和尿素的處理會影響堆料的酸堿度有關。水(CK)處理的pH值最高，尿素處理的pH值最低。3種處理間pH值差異具有高度統(tǒng)計學意義（F=14.487 0，P＜0.01），但碳酸氫銨和尿素處理間差異不具有統(tǒng)計學意義，這兩個處理與水(CK)處理間差異具有高度統(tǒng)計學意義。

表3 堆肥處理方式對含水率和pH值變化的影響

3 結論與討論

有機物分解是在多種微生物共同作用下進行生物化學反應的結果[14]。不同種類微生物對有機物質的分解能力和分解速率不同，分解微生物的種類和數量對有機物的降解有著非常重要的影響[15]。在堆肥過程中，真菌可以利用有機底物中所有的木質纖維素，因此，分解真菌的存在對于堆料的腐熟和穩(wěn)定具有重要的意義[19]。試驗結果顯示真菌個體數量隨堆肥時間進程出現明顯的季節(jié)性波動，不同月份間個體數量差異具有統(tǒng)計學意義。真菌種群和數量也隨堆肥時間進程而變化。小克銀漢霉屬(Cunninghamella)、共頭霉屬(Syncephalastrum)、刺座霉屬(Volutella)和節(jié)枝孢屬(Articulospora)為優(yōu)勢種群。其中共頭霉屬(Syncephalastrum)和節(jié)枝孢屬(Articulospora)主要在堆肥前期出現的數量多，刺座霉屬(Volutella)在堆肥前期和后期都有較大數量，小克銀漢霉屬(Cunninghamella)在堆肥后期真菌數量劇增。說明不同種類的真菌，在廢棄枝葉分解的不同階段所起的作用是不同的。

微生物對水分十分敏感，含水量不適宜，微生物的降解速率會顯著下降。堆料吸水膨脹軟化便于微生物分解，溶解在水中的可溶性物質可為微生物提供營養(yǎng)。微生物在堆體中隨水分移動和擴散，使堆料更易分解和腐熟均勻。一般認為堆肥最佳濕度為50％～60％[20]。本試驗在堆肥過程中法國梧桐廢棄枝葉堆料的含水率隨堆肥時間的延長出現波動，但與初始含水量差異不太大，可滿足微生物對水分的生長需求，其中尿素處理較碳酸氫銨和水(CK)處理的含水率高。3種處理間堆料含水量差異具有高度統(tǒng)計學意義。

pH是影響微生物生長發(fā)育的重要因素。堆肥發(fā)酵會產生有機酸，使pH值降低，但隨堆肥時間增長，有機酸會被分解為CO2和H2O，pH值重新上升。在堆肥過程中，3種處理間pH值差異具有高度統(tǒng)計學意義。3種處理堆料pH值均隨堆肥時間進程總體上呈現堆肥初期具較高的pH值，隨后pH值有所下降，后期又逐漸升高。但水(CK)處理的pH值堆肥初期和后期變化不太大，而碳酸氫銨和尿素處理的pH值下降比較顯著，這可能與添加碳酸氫銨和尿素的處理會影響堆料的酸堿度有關。添加碳酸氫銨和尿素的處理會影響堆料的酸堿度和降低堆料碳氮比，有利于分解真菌的繁衍和對木質纖維的分解。對木本植物來說，其枝葉中木質纖維成分居多，偏酸性的生態(tài)環(huán)境更適宜纖維素分解真菌和木質素分解真菌的生長和繁殖。

[1]呂子文，方海蘭，黃彩娣．美國園林廢棄物的處置及對我國的啟示[J]．中國園林，2007(8)：90-94．

[2]楊純．北京建成首家園林廢棄物處理場[N]．科技日報，2008-07-15(3)．

[3]DEMURO P E．Composting economics for landscapers[J]．Biocycle，1995，36(6)：33-34.

[4]韓懷芬，金漫彤，遲春娟，等．適合我國國情的城市生活垃圾處理方法[J]．環(huán)境污染與防治，2000(6)：40-41．

[5]張繼南，賈翠娟．城市垃圾處理技術應用與發(fā)展[J]．廣西輕工業(yè)，2007(6)：73-75．

[6]WESTERMAN PW，BICUDO JR．Management considerations fororganicwasteuse in agriculture[J]．Bioresource Technology，2005，96（2）：215-221．

[7]席北斗，劉鴻亮，孟偉，等．高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的應用[J]．環(huán)境科學，2001(5)：122-125．

[8]周少奇．有機垃圾好氧堆肥法的生化反應機理[J]．環(huán)境保護，1999(3)：30-32．

[9]顧希賢，許月蓉．垃圾堆肥微生物接種實驗[J]．應用與環(huán)境生物學報，1995，1(3)：274-278．

[10]JAKOBSEN S T．Aerobic decomposition of organic wastes value of compost as a fertilizer[J]．Resources Conservation and Recycling，1995，13（1）：57-71．

[11]BRABER K，NOVEM B V．Anaerobic digestion ofmunicipal solid waste：amodern waste disposal option on the verge of breakthrough[J]．Biomass and Bioenergy，1995，9(1)：365-376．

[12]MATA J．Biological Household Waste Treatment in Europe：second aalborg international conference[J]．Resources Conservation and Recycling，1996，17（1）：67-73．

[13]GARCIA C，HERNANDEZ T，Costa F．The influence of composting on the fertilizing value of an aerobic Sewage sludge[J]．Plant and Soil，1991，136（2）：269-272．

[14]黃得揚，陸文靜，王洪濤．有機固體廢物堆肥化處理的微生物學機理研究[J]．環(huán)境污染治理技術與設備，2004，5(1)：12-18．

[15]徐曾符．沼氣工藝學[M]．北京：農業(yè)出版社，1981：28-33．

[16]席北斗，劉鴻亮，黃國和，等．復合微生物菌劑強化堆肥技術研究[J]．環(huán)境污染與防治，2003，25（5）：262-264．

[17]耿冬梅，宣世偉．高溫好氧菌群用于接種垃圾堆肥的實驗研究[J]．上海環(huán)境科學，2003，22（10）：699-701．

[18]許光輝，鄭洪元．土壤微生物手冊[M]．北京：農業(yè)出版社，1986，91-133．

[19]MOUCHACCAJ.Thermophilic fungi：biodiversityand taxonomic status[review][J].CryptogamieMycologie，1968，18（1）：19-69．

[20]羅維，陳同斌，高定，等．城市污泥與豬糞混合堆肥過程中濕度空間變異[J]．環(huán)境科學學報，2004，24（1）：126-133．

（責任編輯：華偉平）

Prelim inary Experiments on Composting ofWaste Branch Leaves of Platanus orientalis

WEIMaosheng
（Garden Administration Bureau of Sanming City，Sanming，Fujian，365000）

Composting on waste branch leaves of Platanus orientalis dealing with three composting treatmentmethod are investigated.The results indicats that the moisture changed little compared with initial moisture contents.The pH value of experimental groups,in general,tended to decrease.The number of fungi isolated from samples changes obviously with the season.There is no significant difference in the fungal quantity between different treatment group,and existes significant difference in differentmonths,while in general,the individual number of fungi is the highest in September.The quantity of fungal genera varied with time,and the number ismaximum in March.The fungal genera was the richest and the most in number treated by Urea.18 fungal genera are isolated and identified from samples of waste branch leaves,among them,Cunninghamella,Volutella,Articulospora and Syncephalastrum were the predominant fungal genera.In conclusion,the decomposing microbial activity of groups treated by ammonium bicarbonate and urea showes a stronger tendency,which has promoting effecton waste branch leaves decomposition of Platanus orientalis.

Platanus orientalis;waste branch leaves;compost;fungus;moisture content;pH

X705

：A

：1674－2109(2017)06－0030－05

2017-03-05

福建省自然科學基金資助項目（2014J01076）。

魏茂勝（1965-），男，漢族，高級工程師，主要從事城市園林綠化研究。