园林养护中会产生大量的园林废弃物诸如枯枝落叶、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草、种子和残花等，特别是园林树木的修剪，枝丫量多，不易压实，占用空间大，给垃圾处理场带来巨大压力，而焚烧又导致空气污染，同时也造成资源的浪费。面对园林绿化树木修剪产生众多的枝叶处置愈来愈难的现状，如何实现园林废弃物的无害化和再资源化利用，堆肥化处理被认为是解决城市垃圾的一个值得重视的途径^[1]。堆肥化处理废弃有机物是在微生物作用下进行生物化学反应，最终形成类似腐殖质的物质^[2-3]，为了提高分解效率、缩短发酵时间，有的还采用添加微生物菌剂的方法^[4-6]。根据堆肥原理，可分为厌氧法和好氧法两种。但是好氧堆肥具有发酵时间短、发酵温度均匀、无害化彻底等优点^[7-12]，目前，大多都采用高温好氧堆肥^[13-15]。生物堆肥发酵过程微生物数量对枝叶分解的影响很大，有机底物的降解是多种微生物共同作用的结果^[16-17]。本试验主要考虑从基层园林部门可操作性的实际出发，设计简便易行的可促进园林废弃枝叶快速分解利用的措施，将园林植物的废弃枝叶资源化利用，转化为城市绿化所需的有机基质、有机肥、地面覆盖物等，并试图了解在园林植物废弃枝叶生物分解过程中分解木质纤维素的真菌类群及园林植物废弃枝叶分解过程中的基本参数，为园林废弃物的分解利用提供参考依据。

试验场地设在福建省三明市园林管理局苗圃，试验材料选用我国南方城镇具有代表性的园林绿化树种天竺桂(Cinnamomum japonicum Sieb.)修剪下来的废弃新鲜枝叶，用Vermeer BC600xl粉碎机粉碎成大小0.5~7.0 cm的颗粒。堆垛每层堆放生料厚度约20 cm，采用3种处理方式(堆垛每层分别喷洒0.1%碳酸氢铵、0.1%尿素和水，使初始含水量控制在70%左右)，重复层次堆积，堆成高约1.5 m、底部直径约2 m的圆锥形，然后用塑料布覆盖堆体。定期测定含水量、pH值和温度，每隔30 d翻堆1次。每次翻堆前，从堆垛上、中、下部分别多点取样。每个样品约取1 kg，混合后立即装入灭菌的塑料袋中带回实验室测定。

真菌分离培养基用孟加拉红培养基，微生物计数采用稀释平板法^[18]。从采回的样品中称取10 g(鲜质量)于锥形瓶中，加无菌蒸馏水200 mL，150 r ·min^-1震荡30 min，用移液管吸取样品1 mL移入培养皿中。将灭菌的孟加拉红培养基冷却至45~50 ℃后倒入培养皿中与菌液混匀，冷却凝固后倒置于(28±1)℃恒温培养箱中培养。4 d后统计真菌菌落数量，并换算成每克干质量堆料真菌数量($N=a\mu \frac{{{m}_{1}}}{{{m}_{2}}}\times 100$；其中：N为每克干质量堆料真菌数量，a为平板平均菌落数，μ为稀释倍数，m₁为堆料鲜质量，m₂为堆料干质量)，同时进行纯化培养并根据形态学特征鉴定真菌种类。试验设3个重复。

分解各阶段堆料含水量采用烘干恒重法进行。试验设3个重复。

用温度计插入堆体的上、中、下3个不同部分测量其温度，取平均值，每隔7 d测量1次。

称取10 g采回的样品，加100 mL蒸馏水，置入锥形瓶于震荡器中震荡30 min，用雷磁pH计测量其pH值。试验设3个重复。

在3个处理中，天竺桂废弃枝叶真菌种类和数量均随分解时间的不同而变化(表 1)。尿素处理的真菌个体数量随分解进程逐渐增加，第150天时达8.44×10²个·g^-1，而后开始下降，270 d后又开始上升，330 d个体数量达到高峰(30.87×10²个·g^-1)。碳酸氢铵和水处理的真菌个体数量从30~90 d逐渐上升，然后开始显著减少，直到270 d后开始上升，300~330 d真菌个体数达到高峰(30.64 ×10²和29.60×10²个·g^-1)。在3个处理中，真菌的类群数量总体上随废弃枝叶分解进程呈增加趋势，但在不同分解时间上出现的真菌种群和数量以及所占总数的比例各不相同。经Duncan新复极差分析，3个处理间真菌个体数量无显著差异(F_{2, 8}=0.009，P＞0.05)，但各处理不同分解时间真菌个体数量存在极显著差异(F_{2, 8}=9.660，P＜0.01)。从3个处理中共分离出16个真菌类群，其中在碳酸氢铵处理组中，优势种群为黑灰球菌属(Bovista)、共头霉属(Syncephalastrum)、刺座霉属(Volutella)和小克银汉霉属(Cunninghamella)，分别占真菌总数的35.09%、20.49%、14.06%和13.57%；在尿素处理组中，优势种群为黑灰球菌属、锁霉属(Itersonilia)、小克银汉霉属和刺座霉属，分别占真菌总数的37.37%、21.10%、12.97%和10.77%；在水处理中，优势种群为小克银汉霉属、黑灰球菌属、刺座霉属和共头霉属，分别占真菌总数的38.13%、26.12%、11.95%和11.81%。

天竺桂废弃枝叶堆料的含水量随着分解时间的不同呈现有规律的变化，各处理的变化规律基本相似(表 2)。堆料的含水量随分解进程逐渐下降，120 d时含水量降到最低，150 d含水量又升高，之后又缓缓下降。各处理间存在极显著差异(F_{2, 8}=10.544，P < 0.01)，水处理的含水量在堆肥期间下降比较明显，添加碳酸氢铵和尿素处理的堆料维持较高的含水量，但各处理堆料的含水量均保持在56%~71%。

天竺桂废弃枝叶3个处理的堆体温度随着分解进程总体上呈现下降趋势，具体表现为分解初期温度迅速升高(＞50 ℃)，并持续一段时间(约14 d)，随后下降，到21 d又升至近50 ℃，基本满足高温快速发酵第一阶段的要求。从试验中可见，添加碳酸氢铵和尿素的处理在分解初期(7~14 d)测定的堆体温度为50~56 ℃，高于水处理的堆体温度(46~51.5 ℃)。但3个处理的堆体温度在分解中期和后期偏低，废弃枝叶的降解速率可能会受到一定的影响(图 1)。

	图 1 天竺桂废弃枝叶分解过程堆体温度的变化 Fig. 1 Variation of temperature of C. japonicum waste branches and leaves during decomposing
图选项

试验结果表明(表 3)，天竺桂废弃枝叶3个处理总体上在分解初期(0~30 d)pH值增高，随后呈下降趋势，后期有所抬升。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会影响堆料的酸碱度有关。水处理的pH值最高，尿素处理的pH值最低。3个处理间pH值存在极显著差异(F=12.399，P < 0.01)，但碳酸氢铵和尿素处理间无显著差异，这两个处理与水处理间有极显著差异。

微生物是废弃枝叶分解的推动者，其数量的多寡对废弃枝叶分解的影响很大^[16]。在生物分解过程中，真菌可以利用底物中所有的木质纤维素，如彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)不仅具有分解纤维素的能力，同时也有很强的降解木质素的能力。黄嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)、担子菌门和子囊菌门的一些真菌也具有较强的分解木质纤维素的能力。嗜温性真菌地霉菌(Geotrichum sp.)和嗜热性真菌烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是参与有机物质分解的优势种群。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^[20]。研究发现真菌个体总数随分解时间进程有明显的季节性波动，因废弃枝叶分解是在自然环境条件下进行的，受自然环境的影响较大，各处理在分解时间300~330 d，真菌个体数量各有一峰值。真菌种群和数量在不同分解时期所占总数的比例也各不相同。在分解过程中，黑灰球菌属、共头霉属、刺座霉属、小克银汉霉属和锁霉属为优势真菌类群。其中刺座霉属、共头霉属和锁霉属主要在分解前期和中期出现，小克银汉霉属和黑灰球菌属真菌数量在分解后期大量增加。说明不同种类的真菌，在废弃枝叶分解的不同阶段所担任的作用是不同的。

水分是影响微生物活性的主要因子之一。堆体中的水分可为微生物生理和代谢活动所需的可溶性营养物质提供载体^[21]，可溶解有机物质、参与微生物代谢、蒸发带走热量、调节堆体温度^[22]，微生物随水分在堆体中移动和扩散，使堆料更易分解腐熟均匀，对有机物的好氧降解速率产生极大影响^[23]，因此，适合的含水量对维持有机废物的快速好氧降解具有重要意义。一般认为有机物质分解最佳湿度为50%~60%，在此湿度范围内有机颗粒表面会形成薄的液膜，在液膜上微生物降解有机物的速率最大^[24]。试验中各处理堆料的含水量均在56%~71%之间波动，为微生物对枝叶分解速率最大化所需水分条件提供了保障。

温度是影响微生物活性的重要环境因子，好氧发酵堆体温度高(一般在50~65 ℃)。堆体温度的高低决定分解速度的快慢，温度的变化反映了分解过程中微生物活性的变化，这种变化与可被氧化分解有机物质的含量呈正相关。堆体温度通常会在3~5 d从环境温度迅速上升到60~70 ℃的高温，并持续一段时间后逐渐下降。当其趋近于环境温度时，表明有机物质的分解接近完全，被认为已达稳定^[13-15]。在天竺桂废弃枝叶分解试验3个处理中，添加碳酸氢铵和尿素处理的堆体温度在第7~14 d处在50~56 ℃之间，高于水处理的堆体温度(46~51.5 ℃)，表明在高温快速发酵阶段，碳酸氢铵和尿素处理的微生物活性更强，分解速率更高。如何维持堆体的高温，提高有机物质的分解速度，NOGUEIRA et al^[25]曾用强制通气静态垛的方式，通过调节通气速率来保持垛体的高温(45~60 ℃)。或在二次发酵期间接种具有分解木质纤维素能力的真菌来加强有机物质的分解，使堆体温度再次升高^[4]。

pH是影响微生物生长发育的重要因素。微生物在高温阶段最大分解能力时pH值为7.5~8.5^[26]，pH值的升高是缘于有机物质在微生物的作用下大量分解并产生大量氨的结果^[27]，而分解后期pH值下降是因NH₃的损失，大量铵态氮向硝态氮转化和微生物的活动产生大量H⁺和有机酸造成的^[28]。但随分解时间增长，有机酸被分解为CO₂和H₂O，使pH值重新上升，以分解结束时pH值7~8为好。天竺桂废弃枝叶在分解初期(0~30 d)pH值(8.22~8.88) 增高，使得微生物在高温阶段拥有最大分解能力，随后总体上呈下降趋势。添加碳酸氢铵和尿素的处理在分解中期(150~210 d)pH值(4.50~5.84) 明显低于水处理的pH值(6.96~7.59)，可能是因添加氮素化合物影响堆料的酸碱度，其结果可能对微生物分解能力有一定影响。但由于微生物的生长需要适宜的碳氮比，控制分解过程合适的C/N，对有机物质分解具有良好的促进作用。MADEJÓN E et al^[29]在酒糟堆肥的过程中加入轧棉残余物和葡萄残渣等农业固体废物作为填充剂，并在堆肥底物中加入了风化褐煤这种酸性有机物质来固定NH₄⁺，减少NH₃的生成，从而达到减少堆肥过程中氮元素损失的目的。对木本园林植物来说，其枝叶中主要为难降解的木质纤维素，碳氮比高，可以通过添加氮素化合物降低碳氮比，以满足微生物对氮素的需求，从而加速枝叶的分解，提高木质纤维素的腐解速率已成为园林废弃物好氧微生物处理的关键。

综合天竺桂废弃枝叶生物分解过程微生物种群和数量、堆体温度、堆料含水量和堆料pH值等影响因子来看，在天竺桂废弃枝叶分解时添加氮素化合物(碳酸氢铵和尿素)，降低堆料的碳氮比，增强分解微生物的活性，对废弃枝叶的分解有一定的促进作用，此法对我国不具备园林废弃物规模化专业处理场条件的中小城镇来说具有参考价值。但还应进一步研究适宜的氮素化合物和浓度。