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堆肥過(guò)程中溫度的變化

堆肥中微生物分解有機(jī)物，釋放出熱量，從而使溫度上升［15］。當(dāng)堆體溫度上升到55℃，并保持3d以上（或50℃以上保持5～7d），就可滿足堆肥衛(wèi)生指標(biāo)和腐熟的要求［16］。由圖1可知，各處理1～2d后堆體溫度上升，進(jìn)入高溫期，持續(xù)7～8d后開(kāi)始下降，12d后降到40℃以下，最終趨于穩(wěn)定并接近室溫，表明有機(jī)質(zhì)的分解接近完全。由圖1還可知，大部分處理高溫均在50℃以上，且持續(xù)7～8d，而3d翻1次堆的4、5號(hào)處理僅1d溫度在50℃以上，溫度普遍偏低，表明翻堆次數(shù)低可能造成供氧不足，限制了好氧微生物分解有機(jī)物，降解過(guò)程緩慢。此外，區(qū)別于其它處理堆肥1d后達(dá)到最高溫度，未添加菌劑的3、8、9號(hào)處理均為堆肥2d后才達(dá)到最高溫度，且溫度普遍偏低，表明外加菌劑可促進(jìn)升溫，加速園林有機(jī)碳物質(zhì)的降解。

總有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化

由圖2可以看出，各處理總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在整個(gè)堆肥過(guò)程中呈明顯的下降趨勢(shì)，其中降幅最高的為6號(hào)處理，達(dá)到18．7％，顯著高于其它處理組（P＜0．05）。各組處理均在堆肥中、前期有機(jī)碳的下降幅度較大，后期趨于緩慢。這是由于在堆肥過(guò)程中，微生物首先利用易降解的有機(jī)物（可溶性糖、有機(jī)酸、淀粉等），有機(jī)碳的分解速度較快；而在堆肥后期，隨著易分解物質(zhì)被完全降解之后，微生物只能利用較難降解的有機(jī)物質(zhì)（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素）作為碳源，因此堆肥后期，有機(jī)碳降解速度相對(duì)緩慢［17］。此外，通過(guò)表3總有機(jī)碳的極差分析表明，投菌量的極差最大，3個(gè)因素對(duì)總有機(jī)碳降解率的影響程度為投菌量＞草木體積比（碳氮比）＞翻推次數(shù)。

木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的動(dòng)態(tài)變化

由圖3可知，木質(zhì)素降解主要集中在堆肥過(guò)程的中后期，總降解率最大的為6號(hào)，達(dá)到43．56％，顯著高于其它處理（P＜0．05）。未添加菌劑的3號(hào)、8號(hào)和9號(hào)處理組降解率較低，分別為7．77％、9．74％和10．77％。說(shuō)明接種微生物菌劑有利于木質(zhì)素的降解。由圖4可知，纖維素同木質(zhì)素變化相似，降解主要集中在堆肥中后期，降解率較大的為1號(hào)和6號(hào)，分別為36．90、50．96％。3號(hào)、8號(hào)降解率低，分別為14．39％和14．25％。由圖5可知，半纖維素的變化雖然呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，但不如木質(zhì)素、纖維素變化明顯，各處理間也無(wú)顯著性差異。

腐殖酸的動(dòng)態(tài)變化

1腐殖質(zhì)含量變化

大部分處理組堆體腐殖質(zhì)呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)槎逊食跗?，腐殖質(zhì)存在一定程度的礦化，而到了后期，微生物開(kāi)始分解較難降解的纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，并逐漸形成了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐殖質(zhì)類物質(zhì)，因此腐殖質(zhì)含量在后期明顯上升［17］。由表4可以看出，增幅較大的組為2號(hào)組和6號(hào)組，含量依次增加了7．8％和13．7％。腐殖質(zhì)含量上升的時(shí)間與木質(zhì)素降解的時(shí)間相吻合，均發(fā)生在堆肥階段的中后期。此外，3、5、8、9號(hào)組腐殖質(zhì)含量沒(méi)有增加，而是呈現(xiàn)降低的變化趨勢(shì)，這是由于這幾組處理木質(zhì)素、纖維素降解率較低，難以在堆肥后期形成腐殖質(zhì)類物質(zhì)，從而影響堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)。表5腐殖質(zhì)的極差分析表明，投菌量的極差最大，達(dá)到42．52％，3個(gè)因素對(duì)總有機(jī)碳降解率的影響程度為投菌量＞草木體積比（碳氮比）＞翻推次數(shù)。

2胡敏酸及富里酸含量變化

胡敏酸（HA）和富里酸（FA）是腐殖質(zhì)的重要組成部分，在很大程度上決定腐殖質(zhì)的質(zhì)量［18－20］。由圖6、7可知，各處理初始胡敏酸含量較低而富里酸量較高。隨著堆肥的進(jìn)行，富里酸逐步轉(zhuǎn)化為胡敏酸，呈顯著下降趨勢(shì)，被降解的物質(zhì)重新縮合也會(huì)導(dǎo)致胡敏酸含量不斷上升［21］。3號(hào)處理胡敏酸的增加量最小，為原來(lái)的2．7倍，6號(hào)處理胡敏酸的增幅最大，為原來(lái)的8．4倍，說(shuō)明添加菌劑和C／N為30可促進(jìn)堆肥過(guò)程中富里酸向胡敏酸轉(zhuǎn)化。

腐熟程度分析

Roletto等［22］研究了5類木質(zhì)—纖維素物質(zhì)的堆肥過(guò)程，提出當(dāng)腐殖化指數(shù)（HI，HI＝CHA／CFA）最小值等于1時(shí)，可以認(rèn)為堆肥已經(jīng)腐熟，適用于評(píng)價(jià)木質(zhì)—纖維素類堆肥。種子發(fā)芽指數(shù)（GI）也是具說(shuō)服力的堆肥腐熟度指標(biāo)［23］，一般認(rèn)為GI＞50％，堆肥基本腐熟，當(dāng)GI達(dá)到80％～85％時(shí)，堆肥已經(jīng)完全腐熟，對(duì)植物沒(méi)有毒性［24－25］。由圖8、9可知，堆肥20d后，處理3、8、9的HI小于1．0；且GI均小于80％，說(shuō)明這幾組處理未完全腐熟。說(shuō)明不添加菌劑及其它輔料物質(zhì)，僅靠園林廢棄物自然降解難以在20d內(nèi)腐熟。6號(hào)處理的HI值由0．1增加到1．7，增幅最大，且GI值也最大，為98．99％，說(shuō)明4％投菌量、2∶1草木體積比（C／N＝30）、1d翻堆1次的堆肥條件能加速堆體腐熟。

本文作者：劉佳1，2李婧男1文科軍2王振宇1張清1作者單位：1天津泰達(dá)園林建設(shè)有限公司2天津城市建設(shè)學(xué)院