草坪修剪物与园林落叶粉末间不同配比对腐解过程养分性状的影响

高婷　王洪俊　管培君

摘 要：草坪修剪物与园林落叶是常见的园林有机固体废弃物，前者有着较高的养分含量，而后者木质、纤维素含量更为丰富，两者混合对于腐解过程具有较好的促进作用。本文以两者间3种不同配比作为调控因素，试图揭示其对腐解过程养分性状变化的影响，结果表明：草坪修剪物与园林落叶粉末间分别以4：1、1：1及1：4的比例混合，经过60d培养，其pH值最终皆趋于中性；以草坪修剪物数量占优的处理因矿化失重明显，反而使有机碳含量增加了15.5%，而以园林落叶粉末比例占优的混料，其TOC因矿化而损失；两物料等比例混合腐解更有利于其N及P2O5含量的保蓄，以草坪修剪物比例占优的混料，其K2O含量在培养后可获较大程度提升。

关键词：草坪修建物；园林落叶；腐解；养分性状

中图分类号：S688.4 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332064

园林植物自然凋落或人工修剪所产生的植物残体通常被视为城市园林的固体废弃物，为了追求整洁美观，常被作为绿地养护管理的清除对象，甚至成为衡量养护精细水平的重要指标。

草坪修剪物与园林落叶皆可认为是园林垃圾，其在清运后无法落叶归根，长此以往，其所含的营养物质无法回填于园林土壤，阻断并割裂了绿地生态系統与生俱来的物质循环和能量流动，造成园林土壤肥力长期得不到补偿，分解者作用遭到显著抑制，最终致使绿地土壤质量不断下降，间接影响了绿色植物的健康生长，也制约了城市绿地生产力的可持续发展。

本研究通过对园林落叶进行收集、粉碎，通过草坪修剪物的辅助添加，在两者不同比例混合的影响下，动态分析其在腐解60d内养分性状的变化，最终为园林废弃物的资源化利用提供适宜的腐解配方，为其变废为宝、建立良性园林养管模式提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

园林落叶，于2014年10月取自吉林农业科技学院校内园林绿地，所属区域以栽植银中杨、垂柳和玉簪等地被植物为主。将收集好的袋装落叶带回实验室后，剔除多余枯枝、保留落叶，在105℃下作杀青处理，再在55℃条件下烘干至恒重，粉碎过1mm筛。经测定，落叶粉末的有机碳、全氮、全磷和全钾含量分别为58.3%、2.24%、1.00%和0.77%。

草坪修剪物，于2014年9月取自吉林农业科技学院A座教学楼前草坪绿地，草种由狗牙根、早熟禾属及羊茅属组成。将经旋刀式剪草机剔除的碎草屑带回实验室，重复上述步骤，但不作粉碎处理，仅用剪刀将碎草屑继续剪碎至0.2～0.25cm小段，随后将其保存于玻璃干燥器中，经测定，草坪修剪物的有机碳、全氮、全磷及全钾含量分别为58.4%、2.68%、1.20%和2.09%。

粗纤维降解专用菌，水谷欣品牌，盐城市神微生物菌种科技有限公司出品，原粉粉剂，100亿cfu/g，准确称取菌粉5g置于100mL离心管中，注入100mL无菌水后以3500r/min的转速离心10min将固液分离，收集菌悬液。

1.2 试验方法

将草坪修剪物按照4：1、1：1及1：4的质量比分别与园林落叶粉末进行混合，准确称取20g混料于100 mL锥形瓶中，随后用 （NH4）2SO4溶液调节瓶装混料适宜的含水量及初始相同的C/N比，接种5 mL复合菌悬液，用塑料薄膜封口，在28℃恒温、恒湿条件下培养60d，期间按照0d、15d、30d及60d取样，每个处理进行3次重复。

混料pH值采用电位法测定，全氮含量采用H2SO4-H2O2消化蒸馏法测定，全磷采用H2SO4-H2O2消化钒钼黄比色法测定、全钾采用H2SO4-H2O2消化火焰光度法测定，有机碳含量采用重铬酸钾外加热法测定[1]。

2 结果与讨论

2.1 不同配比对混料pH值变化的影响

注：草坪修剪物与落叶粉末间依照4：1、1：1及1：4的质量比混合，可分别由Rom4-1、Rom1-1及Rom1-4表示，下同。

由图1可知，随培养时间进行，无论草坪修剪物与园林落叶粉末间配比是4：1、1：1还是1：4，混料pH值均呈逐渐降低的走势，其中Rom4-1处理下的初始pH值最大，达到7.55，这表明草坪修剪物的原始pH值要大于园林落叶粉末。对比起始和终了pH值的变化结果可知，Rom4-1处理对其降低的幅度最大，达到6.89%，相反，Rom1-1处理的降低幅度仅为4.01%，最终，3种混料pH值均可降至6.66～7.03的范围。上述结果表明：草坪修剪物与园林落叶粉末的混合物料，在堆腐过程中释放各类腐殖酸组分，使混料pH值随培养进行而渐趋降低，最终趋于中性。若草坪修剪物在混料中的比例占优，则其pH值较大，但经过60d的培养，其pH值降低的幅度也为最大。

2.2 不同配比对混料有机碳含量的影响

由图2可见，在草坪修剪物与园林落叶粉末间3种不同配比的影响下，混料有机碳（Total Organic Carbon， TOC）含量均表现为先增加而后下降的整体趋势。在60d培养结束后，除Rom1-4处理能够使TOC因不断分解释放CO2而减少外，其余2个处理（Rom4-1和Rom1-1）均使得TOC的含量增加，增幅可分别达到15.5%和3.6%。从Rom4-1和Rom1-1处理的试验结果看，与我们常规的认知相反，TOC含量并没有随着堆腐矿化的进行而降低。分析上述原因也许是因为：碳在微生物新陈代谢过程中，随着堆腐矿化的进行，好气微生物利用可溶糖、有机酸和淀粉等简单、易降解的有机物进行新陈代谢和矿化，其中很大一部分变成CO2而被消耗，其余主要用于细胞质合成[2]，使得物料体积降低，即发生了所谓的“失重”，孙晓杰等[3]在其报道中将堆料因有机物降解而发生离子浓度增高的现象称为“减重效应”。由于物料体积降低的幅度大于有机碳矿化损失的速度，因此表现为有机碳含量的上升，而随着矿化的进行，失重趋势逐渐稳定，有机碳含量损失的程度逐渐增加，由此引发总有机碳含量的的下降，最终，含草坪修剪物数量较多、更易使质量矿化“失重”的Rom4-1处理，其总有机碳含量的增幅最为明显，而含落叶粉末较多、木质素含量较高且难于降解的Rom1-4处理，其总有机碳含量随着矿化的进行而表现为常规的下降规律。

2.3 物料间不同配比对堆料全量養分的影响

表1展示了草坪修剪物与园林落叶粉末间的3种不同配比（4：1、1：1及1：4）对混料全量养分的动态影响。从全氮（N）含量的变化规律来看，在起始阶段，为确保C/N比的一致性，随着落叶粉末的添加量增多，增加了硫酸铵的用量。随着堆腐过程的进行，物料不断减重，3个处理下混料的全氮含量均呈渐趋增加的趋势，这与孙晓杰等[3]的结论有相似之处，对比始末间的结果可知，Rom4-1、Rom1-1和Rom1-4，3个处理全氮含量的增幅可分别达21.9%、24.2%和18.2%，由此可知，园林落叶粉末占优的Rom1-4处理对全氮含量的消耗程度最高，相反，2种物料等比例混合的Rom1-1处理，使物料失重的程度加大，物料之所以会失重是因为其在微生物作用下可分解为CO2与水，气体及水蒸气的释放使原有物料质量下降；对全氮含量有所保蓄，使其含量得到最大幅度的增加。

随着草坪修剪物与园林落叶粉末混料堆腐的进行，3种不同配比条件下的全磷（P2O5）含量亦表现为不同程度的增加趋势。在培养结束后，Rom4-1、Rom1-1和Rom1-4，3个处理条件下的全磷含量可分别获得31.9%、39.0%和37.5%的增幅，可见，草坪修剪物与园林落叶粉末间的等比例处理（Rom1-1）使得微生物固定了较多的磷素，使得物料失重程度加大，最终促使其全磷含量达到最高。

再来看全钾含量（K2O）在此过程中的变化情况，由于草坪修剪物自身钾素含量较多的缘故，其在混料中比例越高钾素含量也就越高（Rom4-1>Rom1-1>Rom1-4）。而随培养进行，无论草坪修剪物和园林落叶粉末间是何种比例，渐趋失重的混料均促使其钾素含量逐渐增加，相比较而言，Rom1-4处理条件下的钾素变化相对平稳，培养始末，其钾素含量的增幅仅为8.09%，可间接推断，主要由园林落叶粉末组成的混合物料（Rom1-4），其质量下降的幅度有限，相反，草坪修剪物比例占优的Rom4-1处理，其钾素含量的增幅可达44.3%。

3 结论

经过60d腐解培养，混料pH值最终皆趋于中性；

以草坪修剪物数量占优的处理（Rom4-1）因矿化失重明显，反而使有机碳含量增加了15.5%，而以园林落叶粉末所占比例较大的混料，其TOC因矿化而损失；

2物料等比例混合腐解（Rom1-1）更有利于其N及P2O5含量的保蓄，而以草坪修剪物比例占优的混料，其K2O含量在培养后可获较大程度提升。

参考文献

[1] 陈祥，易吉林，包兵等. 园林植物废弃物堆肥的理化性状及参数研究[J]. 北方园艺，2010（12）：225-228.

[2] 王玉军，窦森，张晋京等. 农业废弃物堆肥过程中腐殖质组成变化[J]. 东北林业大学学报，2009，37（8）：79-81.

[3] 孙晓杰，王洪涛，陆文静等. 粪渣与树叶静态好氧共堆肥的最佳配比[J]. 清华大学学报（自然科学版），2009，49（12）：1988-1991.