草坪修剪物與園林落葉粉末間不同配比對腐解過程養(yǎng)分性狀的影響

高婷　王洪俊　管培君

摘 要：草坪修剪物與園林落葉是常見的園林有機固體廢棄物，前者有著較高的養(yǎng)分含量，而后者木質(zhì)、纖維素含量更為豐富，兩者混合對于腐解過程具有較好的促進作用。本文以兩者間3種不同配比作為調(diào)控因素，試圖揭示其對腐解過程養(yǎng)分性狀變化的影響，結(jié)果表明：草坪修剪物與園林落葉粉末間分別以4：1、1：1及1：4的比例混合，經(jīng)過60d培養(yǎng)，其pH值最終皆趨于中性；以草坪修剪物數(shù)量占優(yōu)的處理因礦化失重明顯，反而使有機碳含量增加了15.5%，而以園林落葉粉末比例占優(yōu)的混料，其TOC因礦化而損失；兩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優(yōu)的混料，其K2O含量在培養(yǎng)后可獲較大程度提升。

關(guān)鍵詞：草坪修建物；園林落葉；腐解；養(yǎng)分性狀

中圖分類號：S688.4 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332064

園林植物自然凋落或人工修剪所產(chǎn)生的植物殘體通常被視為城市園林的固體廢棄物，為了追求整潔美觀，常被作為綠地養(yǎng)護管理的清除對象，甚至成為衡量養(yǎng)護精細水平的重要指標(biāo)。

草坪修剪物與園林落葉皆可認為是園林垃圾，其在清運后無法落葉歸根，長此以往，其所含的營養(yǎng)物質(zhì)無法回填于園林土壤，阻斷并割裂了綠地生態(tài)系統(tǒng)與生俱來的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，造成園林土壤肥力長期得不到補償，分解者作用遭到顯著抑制，最終致使綠地土壤質(zhì)量不斷下降，間接影響了綠色植物的健康生長，也制約了城市綠地生產(chǎn)力的可持續(xù)發(fā)展。

本研究通過對園林落葉進行收集、粉碎，通過草坪修剪物的輔助添加，在兩者不同比例混合的影響下，動態(tài)分析其在腐解60d內(nèi)養(yǎng)分性狀的變化，最終為園林廢棄物的資源化利用提供適宜的腐解配方，為其變廢為寶、建立良性園林養(yǎng)管模式提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

園林落葉，于2014年10月取自吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院校內(nèi)園林綠地，所屬區(qū)域以栽植銀中楊、垂柳和玉簪等地被植物為主。將收集好的袋裝落葉帶回實驗室后，剔除多余枯枝、保留落葉，在105℃下作殺青處理，再在55℃條件下烘干至恒重，粉碎過1mm篩。經(jīng)測定，落葉粉末的有機碳、全氮、全磷和全鉀含量分別為58.3%、2.24%、1.00%和0.77%。

草坪修剪物，于2014年9月取自吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院A座教學(xué)樓前草坪綠地，草種由狗牙根、早熟禾屬及羊茅屬組成。將經(jīng)旋刀式剪草機剔除的碎草屑帶回實驗室，重復(fù)上述步驟，但不作粉碎處理，僅用剪刀將碎草屑繼續(xù)剪碎至0.2～0.25cm小段，隨后將其保存于玻璃干燥器中，經(jīng)測定，草坪修剪物的有機碳、全氮、全磷及全鉀含量分別為58.4%、2.68%、1.20%和2.09%。

粗纖維降解專用菌，水谷欣品牌，鹽城市神微生物菌種科技有限公司出品，原粉粉劑，100億cfu/g，準(zhǔn)確稱取菌粉5g置于100mL離心管中，注入100mL無菌水后以3500r/min的轉(zhuǎn)速離心10min將固液分離，收集菌懸液。

1.2 試驗方法

將草坪修剪物按照4：1、1：1及1：4的質(zhì)量比分別與園林落葉粉末進行混合，準(zhǔn)確稱取20g混料于100 mL錐形瓶中，隨后用 （NH4）2SO4溶液調(diào)節(jié)瓶裝混料適宜的含水量及初始相同的C/N比，接種5 mL復(fù)合菌懸液，用塑料薄膜封口，在28℃恒溫、恒濕條件下培養(yǎng)60d，期間按照0d、15d、30d及60d取樣，每個處理進行3次重復(fù)。

混料pH值采用電位法測定，全氮含量采用H2SO4-H2O2消化蒸餾法測定，全磷采用H2SO4-H2O2消化釩鉬黃比色法測定、全鉀采用H2SO4-H2O2消化火焰光度法測定，有機碳含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定[1]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同配比對混料pH值變化的影響

注：草坪修剪物與落葉粉末間依照4：1、1：1及1：4的質(zhì)量比混合，可分別由Rom4-1、Rom1-1及Rom1-4表示，下同。

由圖1可知，隨培養(yǎng)時間進行，無論草坪修剪物與園林落葉粉末間配比是4：1、1：1還是1：4，混料pH值均呈逐漸降低的走勢，其中Rom4-1處理下的初始pH值最大，達到7.55，這表明草坪修剪物的原始pH值要大于園林落葉粉末。對比起始和終了pH值的變化結(jié)果可知，Rom4-1處理對其降低的幅度最大，達到6.89%，相反，Rom1-1處理的降低幅度僅為4.01%，最終，3種混料pH值均可降至6.66～7.03的范圍。上述結(jié)果表明：草坪修剪物與園林落葉粉末的混合物料，在堆腐過程中釋放各類腐殖酸組分，使混料pH值隨培養(yǎng)進行而漸趨降低，最終趨于中性。若草坪修剪物在混料中的比例占優(yōu)，則其pH值較大，但經(jīng)過60d的培養(yǎng)，其pH值降低的幅度也為最大。

2.2 不同配比對混料有機碳含量的影響

由圖2可見，在草坪修剪物與園林落葉粉末間3種不同配比的影響下，混料有機碳（Total Organic Carbon， TOC）含量均表現(xiàn)為先增加而后下降的整體趨勢。在60d培養(yǎng)結(jié)束后，除Rom1-4處理能夠使TOC因不斷分解釋放CO2而減少外，其余2個處理（Rom4-1和Rom1-1）均使得TOC的含量增加，增幅可分別達到15.5%和3.6%。從Rom4-1和Rom1-1處理的試驗結(jié)果看，與我們常規(guī)的認知相反，TOC含量并沒有隨著堆腐礦化的進行而降低。分析上述原因也許是因為：碳在微生物新陳代謝過程中，隨著堆腐礦化的進行，好氣微生物利用可溶糖、有機酸和淀粉等簡單、易降解的有機物進行新陳代謝和礦化，其中很大一部分變成CO2而被消耗，其余主要用于細胞質(zhì)合成[2]，使得物料體積降低，即發(fā)生了所謂的“失重”，孫曉杰等[3]在其報道中將堆料因有機物降解而發(fā)生離子濃度增高的現(xiàn)象稱為“減重效應(yīng)”。由于物料體積降低的幅度大于有機碳礦化損失的速度，因此表現(xiàn)為有機碳含量的上升，而隨著礦化的進行，失重趨勢逐漸穩(wěn)定，有機碳含量損失的程度逐漸增加，由此引發(fā)總有機碳含量的的下降，最終，含草坪修剪物數(shù)量較多、更易使質(zhì)量礦化“失重”的Rom4-1處理，其總有機碳含量的增幅最為明顯，而含落葉粉末較多、木質(zhì)素含量較高且難于降解的Rom1-4處理，其總有機碳含量隨著礦化的進行而表現(xiàn)為常規(guī)的下降規(guī)律。

2.3 物料間不同配比對堆料全量養(yǎng)分的影響

表1展示了草坪修剪物與園林落葉粉末間的3種不同配比（4：1、1：1及1：4）對混料全量養(yǎng)分的動態(tài)影響。從全氮（N）含量的變化規(guī)律來看，在起始階段，為確保C/N比的一致性，隨著落葉粉末的添加量增多，增加了硫酸銨的用量。隨著堆腐過程的進行，物料不斷減重，3個處理下混料的全氮含量均呈漸趨增加的趨勢，這與孫曉杰等[3]的結(jié)論有相似之處，對比始末間的結(jié)果可知，Rom4-1、Rom1-1和Rom1-4，3個處理全氮含量的增幅可分別達21.9%、24.2%和18.2%，由此可知，園林落葉粉末占優(yōu)的Rom1-4處理對全氮含量的消耗程度最高，相反，2種物料等比例混合的Rom1-1處理，使物料失重的程度加大，物料之所以會失重是因為其在微生物作用下可分解為CO2與水，氣體及水蒸氣的釋放使原有物料質(zhì)量下降；對全氮含量有所保蓄，使其含量得到最大幅度的增加。

隨著草坪修剪物與園林落葉粉末混料堆腐的進行，3種不同配比條件下的全磷（P2O5）含量亦表現(xiàn)為不同程度的增加趨勢。在培養(yǎng)結(jié)束后，Rom4-1、Rom1-1和Rom1-4，3個處理條件下的全磷含量可分別獲得31.9%、39.0%和37.5%的增幅，可見，草坪修剪物與園林落葉粉末間的等比例處理（Rom1-1）使得微生物固定了較多的磷素，使得物料失重程度加大，最終促使其全磷含量達到最高。

再來看全鉀含量（K2O）在此過程中的變化情況，由于草坪修剪物自身鉀素含量較多的緣故，其在混料中比例越高鉀素含量也就越高（Rom4-1>Rom1-1>Rom1-4）。而隨培養(yǎng)進行，無論草坪修剪物和園林落葉粉末間是何種比例，漸趨失重的混料均促使其鉀素含量逐漸增加，相比較而言，Rom1-4處理條件下的鉀素變化相對平穩(wěn)，培養(yǎng)始末，其鉀素含量的增幅僅為8.09%，可間接推斷，主要由園林落葉粉末組成的混合物料（Rom1-4），其質(zhì)量下降的幅度有限，相反，草坪修剪物比例占優(yōu)的Rom4-1處理，其鉀素含量的增幅可達44.3%。

3 結(jié)論

經(jīng)過60d腐解培養(yǎng)，混料pH值最終皆趨于中性；

以草坪修剪物數(shù)量占優(yōu)的處理（Rom4-1）因礦化失重明顯，反而使有機碳含量增加了15.5%，而以園林落葉粉末所占比例較大的混料，其TOC因礦化而損失；

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優(yōu)的混料，其K2O含量在培養(yǎng)后可獲較大程度提升。

參考文獻

[1] 陳祥，易吉林，包兵等. 園林植物廢棄物堆肥的理化性狀及參數(shù)研究[J]. 北方園藝，2010（12）：225-228.

[2] 王玉軍，竇森，張晉京等. 農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥過程中腐殖質(zhì)組成變化[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（8）：79-81.

[3] 孫曉杰，王洪濤，陸文靜等. 糞渣與樹葉靜態(tài)好氧共堆肥的最佳配比[J]. 清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，49（12）：1988-1991.