时间：2022-06-26 10:30:41
【摘 要】 随着农村经济的快速发展，养殖业所产生的大量禽畜粪便给环境造成了严重威胁，堆肥是处理禽畜粪便行之有效的方法。本文就堆肥的原理、条件及腐熟度指标作简单介绍。
【关键词】 禽畜粪便 堆肥
随着我国经济改革的不断深入，农村经济得到快速的发展，促进了养殖业的蓬勃发展，然而养殖业所产生的大量排泄物却给环境卫生带来了很大的压力，长期堆弃的畜禽粪便所造成的环境污染给人类生存带来严重的威胁。目前，堆肥是处理这些禽畜粪便行之有效的方法，本文就堆肥的原理、条件及腐熟指标作简单介绍。
1 堆肥化定义及原理
堆肥化就是在人工控制下，在一定的湿度、温度、C/N比和通风条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物的发酵作用，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程。根据堆肥化过程中氧气的供应情况，可以把其分为好氧堆肥和厌氧堆肥。厌氧堆肥是在通气条件差，氧气不足的条件下由厌氧微生物发酵堆肥；好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动降解有机质。通常好氧堆肥堆体温度高，一般在50～70℃，故亦称为高温堆肥，其可以最大限度地杀灭病原菌、虫卵及杂草种子，同时将有机质快速地降解为稳定的腐殖质，转化为有机肥。目前，多采用高温好氧堆肥。
2 堆肥条件
堆肥过程中微生物的活动程度直接影响堆肥周期与产品质量。因此，堆肥过程的控制参数主要是与微生物生长有关的因素。
2.1 水分
含水量是高温堆肥的一个重要参数。水分是微生物生存繁殖的必需物质，堆肥材料吸水后软化易被分解，水分在堆肥中移动，有利于腐熟均匀。水分含量过低，不利于微生物的生长；水分含量过高，则易堵塞料堆中的空隙，影响通气，导致厌氧发酵。堆肥堆料的含水量应在50%～60%。
2.2 pH值
pH值是影响堆肥过程的重要参数之一。pH对微生物活动和氮元素的保存有重要影响，过高或过低的pH值都会对堆肥的效率产生影响。
2.3 温度
温度是堆肥顺利进行的重要因素。温度的作用主要是影响微生物的生长，一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，现在的快速、高温、好氧堆肥正是利用了这一点。初堆肥时，堆体温度一般与环境温度相一致，经过中温菌1～2天的作用，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度50～65℃，在这样的高温下，一般堆肥只要5～6天即可达到无害化。过低的温度将大大延长堆肥达到腐熟的时间，而过高的堆温（≥70℃）将对堆肥微生物产生有害的影响。
2.4 碳氮比（C/N）
C/N是微生物活动的重要营养条件。过高的C/N会使微生物因为缺乏足够的氮而无法快速生长，使堆肥进展缓慢，并且堆肥施人土壤后，将会发生夺取土壤中氮素的现象，产生“氮饥饿”状态，对作物生长产生不良影响；过低的C/N又会使微生物生长过于旺盛，甚至出现局部厌氧，散发难闻气味，同时大量的氮以氨气形式放出，降低了堆肥质量。堆料C/N值控制在25～35。
2.5 通风供氧
通风是好氧堆肥的关键性因素之一。其主要作用是提供氧气，促进微生物的发酵过程；通过供气量的控制，去除堆料中多余的水分；调节堆体温度，稀释臭味。堆肥需氧的多少与堆肥材料中有机物含量息息相关，堆肥材料中有机碳愈多，其好氧率愈大。堆体中氧含量保持在5%～15%比较适宜；氧含量低于5%会导致厌氧发酵；高于15%则会使堆体冷却，导致病原菌的大量存活。
2.6 菌种
堆肥化是微生物作用于有机废物的生化降解过程，说明微生物是堆肥过程的主体。堆肥微生物的来源主要有两个方面。一是来自有机废物内部固有的大量微生物种群；二是人工加入的特殊菌种，这些菌种在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。堆肥中发挥作用的微生物主要是细菌和放线菌，还有真菌和原生动物等。随着堆肥过程有机物的逐步降解，堆肥微生物的种群和数量也随之发生变化。
3 堆肥腐熟度评价指标
堆肥腐熟度评价是保证有机废物达到无害化处理的必要环节，目的是评价堆肥产品是否熟化，以确定其能否安全应用于农业生产。用于腐熟度评价的指标和方法有物理方法、化学方法、微生物活性、酶学分析以及植物毒性分析等。
3.1 物理学指标
物理学指标主要有颜色、气味、温度等参数揭示腐熟变化过程。对堆肥腐熟评价的最早的物理学指标是指直观的观察指标，一般用烂、黑等作为经验定性总结，没有一个准确的用数量表达的量度。
（1）颜色：腐熟堆肥后的颜色一般呈黑褐色或黑色，成熟堆肥的颜色是褐色或黑色，并带有湿润的泥土气味；（2）温度：温度是表观上直接可以判断堆肥腐熟度的指标。堆肥要经过四个阶段，堆肥达到腐熟后，已经过了高温阶段，温度则应保持和外界环境温度一致或接近；（3）气味：堆肥腐熟过程中会产生一些发臭物质，气味很难闻，但这种气味随堆肥后期逐渐减弱并消失。
3.2 化学指标
（1）PH值：PH值是堆肥过程的重要指标，该指标可以宏观说明堆肥进程。pH值调控要求6～8，由于堆肥过程中，常常伴随有机酸的生成而使pH值小于6，妨碍堆肥腐熟；另一方面由于产生游离氨，也有可能使pH值大于8，造成氮素损失；（2）含水率：测定含水率的方法有多种，常规的方法是在规定温度105℃左右，按规定的停留时间2～5h，测定物料的失重；也可以采用快速测试方法，即利用微波炉干燥物料15～20min，来测定物料含水量。还可根据堆肥物料的一些现象来判断含水率是否适宜；（3）C/N比：一般认为，稳定或已经腐熟的堆肥全C/N应该≤20左右。人们将全C/N作为堆肥稳定的一个指标，但是，有研究发现一些已达稳定或腐熟的堆肥其C/N范围从8到29，相差很大。因此，全C/N并不能作为检验堆肥腐熟的一个很好的指标；（4）水溶性氮：堆肥过程中含氮物质在微生物作用下要发生降解释放出氨气，或发生硝化作用，水溶性氮会产生变化。有研究表明，以畜禽粪便为原料堆肥，堆肥过程中NH4+-N含量初期较高，在堆肥的33～40d时直线下降，这时，NO3--N含量开始上升，在40～59d时，NH4+-N继续降低而NO3--N垂直上升。由于硝化细菌是中温性化能自养菌，在氧气供应充足，异养生物竞争不激烈的时候，硝化细菌在28℃活性最适。但是关于NH4+-N、NO3--N没有一个明确的指标界限来确定，因此在应用过程中只能作为一个参考。
3.3 发芽率指标
未腐熟堆肥的植物毒性主要来自小分子有机酸和大量NH3、多酚等物质，种子发芽试验是一个综合性指标，是最敏感且最有效的评价指标之一。
3.4 粪大肠菌群
该菌群是一群需氧及兼性厌氧在44.5℃、24小时内能分解乳糖、产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。菌值是结果的表示方法，其含义是含有一个粪大肠菌的备件样品总数或毫升数。菌值越大，含菌量越少。
综上所述，堆肥作为处理禽畜粪便较成熟的一种方法，还有很多需要改进的地方。掌握堆肥的原理和条件，作好参数测定，达到彻底腐熟，无论是对禽畜粪便的处理，还是对资源的再利用，都有着决定的作用。
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