有機物料腐熟劑對牛糞堆肥效果的影響

高應瑞，劉珂飛

（天津圣世萊科技有限公司 300384）

近年來，隨著我國畜牧業持續穩定發展，規模化養殖水平顯著提高，保障了肉蛋奶供給，但大量養殖廢棄物沒有得到有效處理和利用，成為農村環境治理的一大難題。

國內外對畜禽糞便進行處理的方法主要有： 飼料化處理、能源化處理、肥料化處理。 畜禽糞便飼料化處理過程中，畜禽糞便中含有大量病原微生物、寄生蟲、抗生素及重金屬殘留等并不能完全消除，飼喂后，影響動物健康水平，疫病頻發。 畜禽糞便能源化處理一次性投資大、處理成本高、無贏利點，且易產生二次污染。 這兩種方法都不能規模化的解決畜禽糞污污染的難題[1-3]。

畜禽糞便肥料化處理，是將畜禽糞便中的有機物、病原菌、蟲卵、線蟲、草籽、抗生素殘留等轉化為腐殖質、植物養分等，處理規模大、不會產生二次污染、處理成本低、適應范圍廣、所得產物可做成優質肥料。 在解決畜禽糞便污染的同時，實現資源化利用，是目前最為經濟適用的畜禽糞便處理方法[1-4]。

本試驗旨在進一步驗證該有機物料腐熟劑對牛糞堆肥效果的影響， 以期為其在堆肥生產及畜禽糞便堆肥處理中的應用推廣提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

牛糞取自于天津市武清區東馬圈鎮牛場。 其基本理化性狀為：pH7.2、含水率74.4%、N 1.33%、P2O51.10%、K2O 0.87%、有機質38.89%、C/N 29.24。

有機物料腐熟劑為天津生機集團股份有限公司生產提供。該有機物料腐熟劑是利用現代微生物技術，針對畜禽糞便特點，以從糞便中提純獲得的放線菌、絲狀真菌、酵母菌、細菌等功能微生物為菌種，經高密度發酵制成。 用于畜禽糞便堆肥發酵，具有促進堆料高溫發酵、快速腐熟、脫水減量、強力降解的作用，同時達到除臭殺菌、富集養分的效果。

1.2 設備

電熱鼓風干燥箱、pH 計、恒溫培養箱、消化爐、紫外光風光光度計、微量凱氏定氮裝置、火焰光度計、常規實驗室器皿。

1.3 試驗設計

本試驗設置2 組，一組為接種有機物料腐熟劑（處理組），一組為自然堆肥（CK 組）。 通過測定對比相關參數，經統計分析后判定該菌劑對畜禽糞便的腐熟處理效果。

1.4 試驗方法

將牛糞預曬使其水分為60%左右，處理組按照0.1%的比例接種有機物料腐熟劑，混拌均勻。CK 組不做處理。 每組堆料為5方，堆置成寬1.5m，高1.0m 的條垛堆體。 堆置28d，于第3d、7d、14d、21d、28d 進行翻堆。

1.5 測定指標與方法

1.5.1 樣品采集

于每次翻堆前采樣。采樣時使用木鏟和冰盒，分別在堆體的上、中、下部位進行。 采樣量為200g 左右，取50g 鮮樣用于含水率、pH 和種子發芽指數測定；其余樣品置于室溫下風干后，用于測定其他指標。

1.5.2 樣品測定方法[5-7]

溫度：每2d 在15:00（翻堆前）用溫度計測定堆體溫度。取糞堆四周和中心為測點， 測點深25cm， 取5 點平均值作為堆體溫度。

含水率：先烘干稱量瓶至恒重，記下質量M1，稱取樣品M22±0.0001g，105℃烘干至恒重，稱重M3，計算水分含量，按下式計算：

pH：取10g 樣品溶解于100mL 蒸餾水中，攪拌15min，靜置30min，用pH 酸度計測定。

種子發芽指數 將上述溶液過濾，取上清液10mL 于墊有濾紙的培養皿中，每個培養皿中放置20 粒黃瓜種子，同時設置對照（去離子水），然后置于培養箱中25℃培養48h，測定發芽率和根長，每個樣品重復3 次，按下式計算：

有機質 重鉻酸鉀法；P2O5釩鉬酸銨比色法；總氮 凱氏定氮法；K2O 火焰光度法； 表觀指標 堆肥開始后于每次翻倒前觀察堆肥的顏色、氣味、結構并記錄。

2 結果與分析

2.1 溫度

溫度是堆肥過程中微生物活動狀況的標志， 是表觀直接判斷堆肥速度及腐熟度的指標。溫度在50℃以上保持5～7d，是殺滅堆料中的致病微生物， 保證堆肥衛生學指標合格和堆肥腐熟的重要條件。 圖1 表明， 添加有機物料腐熟劑的處理組堆置第2d堆溫就迅速上升至55℃，且維持55℃以上近2 周，并在整個堆肥周期都明顯高于對照組。 由此可見，處理組堆溫高、高溫期提前和延長，堆肥進程加快。

圖1 處理與對照堆肥期間溫度變化

2.2 含水率

堆肥含水率是影響堆肥效果的重要參數。 堆肥中的微生物活性越強，堆溫升高越快，水分蒸發越快，堆體水分下降越快。 圖2 表明，添加有機物料腐熟劑的處理組由于堆溫高，水分散失大，含水率下降明顯，由初始含水率60%下降至30%。對照組含水率由初始60%下降至46%，下降較少且較緩慢。

圖2 處理與對照堆肥期間含水率變化

圖3 處理與對照堆肥期間pH 變化

2.3 pH

微生物發酵對pH 變化有明顯影響。 堆肥前期微生物發酵產生有機酸，會引起堆肥pH 下降；中期隨著有機酸的分解、蛋白質的降解及氨氣的積累，堆肥pH 升高；堆肥后期，隨著氨氣的揮發、蛋白質的徹底降解以及硝化作用的進行，pH 逐漸回落。 圖3表明，添加有機物料腐熟劑的處理組pH 變化較大，堆肥過程中物質代謝快，堆肥熟化速度快。

2.4 種子發芽指數

未腐熟的糞便施用于植物時， 其產生的毒性物質會抑制植物生長發育。 當種子發芽指數達到80%時，可認為堆肥已經沒有毒性或堆肥已經腐熟。 圖4 表明，整個堆肥過程中，種子發芽指數一直呈上升趨勢且添加有機物料腐熟劑的處理組明顯高于對照組。堆肥結束時，處理組種子發芽指數達到85.1%，對照組僅為51.4%，說明處理組堆肥達到腐熟要求，對照組堆肥未達到腐熟要求。

圖4 處理與對照種子發芽指數變化

2.5 C/N

圖5 處理與對照堆肥期間C/N 變化

C/N 是反映堆肥熟化與否的重要指標。 當堆肥C/N 下降至20 以下時，表明堆肥已經腐熟。 圖5 表明，添加有機物料腐熟劑的處理組C/N 下降迅速， 堆肥結束時， 處理組C/N 從起始的29.24 降至18.56，堆肥已經腐熟。 對照組C/N 下降緩慢，從起始的29.24 降至25.61，堆肥未腐熟。

2.6 有機質，養分

堆肥前期，隨著微生物的生長代謝，堆肥中容易被降解的有機物不斷被分解，造成有機質的損失。 堆肥后期，微生物代謝活動減弱，且以合成作用為主，形成大分子的腐植酸類物質，有機質含量趨于穩定。 添加有機物料腐熟劑的處理組，有機質含量較對照組低，表明其較對照組發酵徹底，堆肥性質更穩定。

堆肥過程中，N、P2O5、K2O 均有不同程度的提升。 其中，N 由于氨氣的揮發造成一定量的損失， 但損失量不足以和有機物減少的量相比，故N 的相對含量不斷上升。 添加有機物料腐熟劑的處理組N 含量高于對照組， 表明添加有機物料腐熟劑可以減少堆肥中氮素的流失。

P2O5、K2O 由于不可能通過揮發等形式損失， 絕對含量基本不變。 添加有機物料腐熟劑的處理組，由于有機物減少的量較對照組大，故P2O5、K2O 的相對含量均高于對照組，表明添加有機物料腐熟劑可以增加P2O5、K2O 的相對含量，詳見表1。

表1 處理和對照試驗結束時有機質養分對比

2.7 表觀指標

新鮮牛糞為黃褐色，散發臭味，結塊。經堆肥腐熟的堆肥，顏色為褐色至灰褐色、黑褐色，顆粒變小松散均勻，無惡臭味。 添加有機物料腐熟劑的處理組在堆肥結束時，堆肥物料呈暗褐色（腐植酸類物質形成，其呈深褐色），有微土腥味（放線菌大量繁殖，產生土腥味物質），松散無團塊。 對照組較堆肥初期變化不大，詳見表2。

表2 處理和對照堆肥過程中表觀指標對比

3 結論

本試驗結果表明，牛糞堆肥時，添加天津生機集團股份有限公司生產的有機物料腐熟劑可提高堆溫、提前和延長高溫期，加快堆肥進程，殺滅堆肥中的有害生物；可降低堆肥含水率；可促進堆肥過程中物質代謝，加快堆肥熟化速度，降低堆肥C/N，提升堆肥穩定性； 提高堆肥種子發芽指數高， 消除堆肥對植物的毒害；提高堆肥N、P2O5、K2O 含量；堆肥結束時，堆肥物料呈暗褐色，有微土腥味，無惡臭味，松散無團塊，符合國家對堆肥產品外觀要求。