法国梧桐废弃修枝堆肥分解初步试验

魏茂胜

（三明市园林管理局，福建三明365000）

法国梧桐废弃修枝堆肥分解初步试验

魏茂胜

（三明市园林管理局，福建三明365000）

法国梧桐废弃枝叶在3种堆肥处理过程中，堆料含水量相较于初始含水量变化不大，pH值总体上呈下降趋势。堆肥过程中的真菌个体数量随堆肥时间进程出现季节性波动，3种处理间的真菌个体数量差异不具有统计学意义，各处理月份间真菌数量差异具有统计学意义，总体上以9月真菌的个体数量最多。真菌类群数量随堆肥时间的不同而变化，其中以3月真菌类群数量最多，又以尿素处理的真菌类群最为丰富和数量最多。从供试废弃枝叶的3种堆肥处理中共分离出18个真菌类群，其中小克银汉霉属(Cunninghamella)、刺座霉属(Volutella)、节枝孢属(Articulospora)和共头霉属(Syncephalastrum)为优势真菌类群。综合试验结果表明，在法国梧桐废弃枝叶堆肥处理中添加碳酸氢铵和尿素，对提高分解微生物的活性有积极意义，对废弃枝叶的分解有一定的促进作用。

法国梧桐；废弃枝叶；堆肥；真菌；含水量；pH值

在园林绿化养护过程中会产生大量的废弃物，诸如植物凋落物、树木修剪枝叶、草坪修剪物等等，如上海每年行道树修剪至少产生1.0×105t的废弃枝叶，北京市园林绿化废弃物年产量达2.36×106t多[1-2]。园林废弃物中，修剪的树枝占了70％，树叶25％，草5％[3]，树木修剪下的枝桠占据空间大，给垃圾填埋带来巨大压力。园林废弃物的无害化处理和资源化利用，堆肥化处理是一个可行的途径[4]。废弃有机物堆肥处理是在微生物分解作用下形成类似腐殖质的物质，可用作基肥或改良土壤等方面[5-6]。好氧堆肥因发酵时间短，发酵温度均匀，无害化等优点，被广泛应用[7-13]。有机物分解是在多种微生物共同作用下进行的[14]，分解微生物的种类和数量对废弃枝叶等有机底物的分解影响很大[15]。堆肥过程温湿度的变化，微生物种群和数量亦会随之变化，不同种类微生物对有机物质的分解能力和分解速率也不同。为了提高堆肥效率缩短发酵时间，可采用添加微生物菌剂的方法来达到这一目的[9,16-17]。试验选用城镇常见行道树法国梧桐修剪枝叶作为堆制材料，采用3种易操作的堆肥处理方式，试图了解参与废弃枝叶分解的微生物类群及堆肥处理的基本参数，为园林废弃物的分解利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 堆垛制作与取样

试验地设在福建省三明市园林管理局苗圃，试验材料选用城镇具有代表性的行道树法国梧桐修剪下来的废弃新鲜枝叶，用Vermeer BC600xl粉碎机粉碎成大小约0.5～7cm备用。采用3种堆肥处理方式[堆垛每层分别喷洒0.1％碳酸氢铵、0.1％尿素、水（CK）]，初始含水量控制在60％左右，堆垛每层堆料厚度20～30cm，重复层次堆积，堆成高约1.5m，底部直径约2m的圆锥体，用塑料布覆盖堆体。每隔30d翻堆1次。每次翻堆前从堆体上、中、下部分别多点取样。每个样品约1kg，混合后立即装入无菌的自封袋中带回实验室测定。

1.2 真菌的分离和鉴定

真菌分离培养基用孟加拉红培养基，计数采用稀释平板法[18]。称取样品10g（鲜质量）于锥形瓶中，加无菌蒸馏水200mL，150r·min-1震荡30min，然后用移液管吸取1mL移入培养皿中，将冷却至45～50℃的孟加拉红培养基后倒入培养皿中与之混匀，冷却凝固后倒置于（28±1）℃恒温培养箱中培养。4d后统计真菌菌落数，并换算成每克干重真菌个数，随后进行纯化培养并鉴定真菌种类。试验设3个重复。

1.3 含水量测定

堆肥各阶段堆料水分含量采用烘干恒重法进行。试验设3个重复。

1.4 pH值测定

称取样品10g（鲜质量）加100mL蒸馏水，置于锥形瓶中用震荡器震荡30min，雷磁pH计测定pH值。试验设3个重复。

2 结果与分析

2.1 堆肥处理方式对真菌种群和数量变化的影响

从表1、图1和图2可知，法国梧桐废弃枝叶3种处理的真菌个体数量随堆肥时间进程出现季节性波动，在堆肥发酵初期（11月），碳酸氢铵和尿素处理组真菌数量显著上升，添加碳酸氢铵和尿素的处理会降低堆料碳氮比，从而有利于发酵性真菌的繁衍。碳酸氢铵处理真菌数12月到次年5月均出现明显下降，到5月达到最低，6月以后数量逐渐增加，7-9月上升加速，9-10月达到高峰。尿素处理的真菌数量继11月增长高峰后，12月显著下降，次年2月达到最高，3-6月数量逐渐减少，7-9月呈上升趋势，9月达到高峰，10月降到最低点。水(CK)处理的真菌数量从11月到次年2月呈逐渐上升趋势，3-5月数量逐渐下降，6-10月逐渐上升，8-10月个体数达到高峰。从表2可知，3种处理间的真菌个体数量差异不具有统计学意义(F2,8=0.37，P＞0.05)，3种处理不同月份间差异具有统计学意义(F2,8=2.41，P＜0.05)，从总体上看以9月真菌的个体数量最多。同时真菌种群和数量也随堆肥时间的变化出现波动，12月至次年4月以及7-8月真菌种群数量较多，其中以3月真菌种群数量最多，又以尿素处理的真菌种群最为丰富和数量最多。从供试法国梧桐废弃枝叶的3种堆肥处理中共分离出18个真菌类群，其中碳酸氢铵处理的优势种群为小克银汉霉属(Cunninghamella)和共头霉属(Syncephalastrum)；尿素处理的优势种群为小克银汉霉属(Cunninghamella)、刺座霉属(Volutella)和节枝孢属(Articulospora)；水(CK)处理的优势种群为小克银汉霉属(Cunninghamella)、刺座霉属(Volutella)和共头霉属(Syncephalastrum)。

表1 堆肥处理方式对真菌种群和数量变化的影响

2.2 堆肥处理方式对含水率和pH值变化的影响

试验结果表明（表3），法国梧桐废弃枝叶堆料的含水率随堆肥时间的延长出现规律性的波动，但与初始含水量差异不太大，可满足微生物对水分的生长需求，其中尿素处理较其他两个处理的含水率高。3种处理间堆料含水量差异具有高度统计学意义（F=9.092，P＜0.01），但碳酸氢铵和尿素处理堆料的含水量差异不具有统计学意义，这两个处理与水(CK)处理间差异具有高度统计学意义。

图1 堆肥进程真菌个体数量变化动态

图2 堆肥进程真菌类群数量变化动态

表2 真菌个体数的差异性检验

在堆肥过程中3种处理堆料pH值随堆肥时间进程总体上呈现堆肥初期（10-12月）较高的pH值，随后pH值有所下降，后期又逐渐升高。但水(CK)处理的pH值堆肥初期和后期变化不太大，而碳酸氢铵和尿素处理的pH值下降比较显著，这可能与添加碳酸氢铵和尿素的处理会影响堆料的酸碱度有关。水(CK)处理的pH值最高，尿素处理的pH值最低。3种处理间pH值差异具有高度统计学意义（F=14.487 0，P＜0.01），但碳酸氢铵和尿素处理间差异不具有统计学意义，这两个处理与水(CK)处理间差异具有高度统计学意义。

表3 堆肥处理方式对含水率和pH值变化的影响

3 结论与讨论

有机物分解是在多种微生物共同作用下进行生物化学反应的结果[14]。不同种类微生物对有机物质的分解能力和分解速率不同，分解微生物的种类和数量对有机物的降解有着非常重要的影响[15]。在堆肥过程中，真菌可以利用有机底物中所有的木质纤维素，因此，分解真菌的存在对于堆料的腐熟和稳定具有重要的意义[19]。试验结果显示真菌个体数量随堆肥时间进程出现明显的季节性波动，不同月份间个体数量差异具有统计学意义。真菌种群和数量也随堆肥时间进程而变化。小克银汉霉属(Cunninghamella)、共头霉属(Syncephalastrum)、刺座霉属(Volutella)和节枝孢属(Articulospora)为优势种群。其中共头霉属(Syncephalastrum)和节枝孢属(Articulospora)主要在堆肥前期出现的数量多，刺座霉属(Volutella)在堆肥前期和后期都有较大数量，小克银汉霉属(Cunninghamella)在堆肥后期真菌数量剧增。说明不同种类的真菌，在废弃枝叶分解的不同阶段所起的作用是不同的。

微生物对水分十分敏感，含水量不适宜，微生物的降解速率会显著下降。堆料吸水膨胀软化便于微生物分解，溶解在水中的可溶性物质可为微生物提供营养。微生物在堆体中随水分移动和扩散，使堆料更易分解和腐熟均匀。一般认为堆肥最佳湿度为50％～60％[20]。本试验在堆肥过程中法国梧桐废弃枝叶堆料的含水率随堆肥时间的延长出现波动，但与初始含水量差异不太大，可满足微生物对水分的生长需求，其中尿素处理较碳酸氢铵和水(CK)处理的含水率高。3种处理间堆料含水量差异具有高度统计学意义。

pH是影响微生物生长发育的重要因素。堆肥发酵会产生有机酸，使pH值降低，但随堆肥时间增长，有机酸会被分解为CO2和H2O，pH值重新上升。在堆肥过程中，3种处理间pH值差异具有高度统计学意义。3种处理堆料pH值均随堆肥时间进程总体上呈现堆肥初期具较高的pH值，随后pH值有所下降，后期又逐渐升高。但水(CK)处理的pH值堆肥初期和后期变化不太大，而碳酸氢铵和尿素处理的pH值下降比较显著，这可能与添加碳酸氢铵和尿素的处理会影响堆料的酸碱度有关。添加碳酸氢铵和尿素的处理会影响堆料的酸碱度和降低堆料碳氮比，有利于分解真菌的繁衍和对木质纤维的分解。对木本植物来说，其枝叶中木质纤维成分居多，偏酸性的生态环境更适宜纤维素分解真菌和木质素分解真菌的生长和繁殖。

[1]吕子文，方海兰，黄彩娣．美国园林废弃物的处置及对我国的启示[J]．中国园林，2007(8)：90-94．

[2]杨纯．北京建成首家园林废弃物处理场[N]．科技日报，2008-07-15(3)．

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

[4]韩怀芬，金漫彤，迟春娟，等．适合我国国情的城市生活垃圾处理方法[J]．环境污染与防治，2000(6)：40-41．

[5]张继南，贾翠娟．城市垃圾处理技术应用与发展[J]．广西轻工业，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，刘鸿亮，孟伟，等．高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用[J]．环境科学，2001(5)：122-125．

[8]周少奇．有机垃圾好氧堆肥法的生化反应机理[J]．环境保护，1999(3)：30-32．

[9]顾希贤，许月蓉．垃圾堆肥微生物接种实验[J]．应用与环境生物学报，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]黄得扬，陆文静，王洪涛．有机固体废物堆肥化处理的微生物学机理研究[J]．环境污染治理技术与设备，2004，5(1)：12-18．

[15]徐曾符．沼气工艺学[M]．北京：农业出版社，1981：28-33．

[16]席北斗，刘鸿亮，黄国和，等．复合微生物菌剂强化堆肥技术研究[J]．环境污染与防治，2003，25（5）：262-264．

[17]耿冬梅，宣世伟．高温好氧菌群用于接种垃圾堆肥的实验研究[J]．上海环境科学，2003，22（10）：699-701．

[18]许光辉，郑洪元．土壤微生物手册[M]．北京：农业出版社，1986，91-133．

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

[20]罗维，陈同斌，高定，等．城市污泥与猪粪混合堆肥过程中湿度空间变异[J]．环境科学学报，2004，24（1）：126-133．

（责任编辑：华伟平）

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

福建省自然科学基金资助项目（2014J01076）。

魏茂胜（1965-），男，汉族，高级工程师，主要从事城市园林绿化研究。