堆肥发酵腐熟度的现有评价指标详解(1)_

现有有机肥发酵分解评价指标

尽管国内外对堆肥成熟度的评价进行了广泛而深入的研究，提出了许多评价指标和方法，但目前仍没有公认的堆肥成熟度指标。

堆肥成熟度指标分为物理指标、化学指标（含腐殖质）和生物指标三大类。

堆肥成熟度的评价方法分为外观分析、化学分析、光谱分析和植物生长分析四类，与前一种分类方法相似。

堆肥成熟度指标详细解释如下

(1)物理指标或表观分析指标：指堆肥过程中某些变化的一些直观性质，如温度、气味、颜色等。

①温度：堆肥开始后，堆肥温度先升后降。 堆肥成熟后，堆肥温度与环境温度相同或略高于环境温度，一般变化不大。 因此，温度是在堆肥过程中。 最重要的常规检测指标之一；

②气味：堆肥原料有难闻的气味，在堆肥过程中会产生H2S、NO等难闻气体，经过良好的堆肥处理后这些气味会逐渐减弱，在堆肥结束后消失，所以气味也可以利用作为堆肥成熟度的指标；

③颜色：在堆肥过程中，堆肥逐渐变黑，分解后的堆肥产品呈深褐色和黑色，颜色也可作为判断标准；

④ 吸光度的变化：不同时间堆肥水提物在280nm、465nm和665nm波长处的光学性质表明，由于少量个别有机成分的存在，短波长的吸收受到抑制，同时抑制了 665 nm 波长的吸收。 可见光影响较小，因此可以通过检测堆肥提取物在665nm波长处的吸光度变化来反映堆肥成熟度。

(2)由于物理指标难以定量表征堆肥过程中堆肥成分的变化，更常用的是通过分析堆肥过程中堆肥化学成分或化学性质的变化来评价堆肥成熟度。

这些化学指标包括：有机质变化指标、氨氮指标、腐殖化指标、碳氮比和有机酸。

①在堆肥过程中，堆肥中不稳定的有机物被分解转化为二氧化碳、水、矿物质和稳定的有机物。 VS等）和部分有机质在堆肥过程中的变化规律来表征成熟度；

②在堆肥生化降解过程中，含氮成分降解产生氨气，部分氨气在堆肥后期被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，因此可以通过亚硝酸盐或硝酸盐的存在来判断衰减程度，由于这两个指标的测定比较快速简单，具有很好的实用价值；

③堆肥过程伴随着腐殖化过程，研究腐殖化参数的变化是评价腐烂程度的重要方法。 由此，提出用CEC（阳离子交换容量）、腐殖质HS、腐殖酸HA、黄腐酸FA、黄腐酸FF和非腐殖质成分NHF等一些参数来评价堆肥的成熟度；

④碳源是微生物利用的能量，氮源是微生物的营养物质。 碳和氮的变化是堆肥的基本特征之一。 C/N（固相）是评价分解程度最常用的参数。 但也有研究指出，堆肥原料降解过程中微生物的代谢发生在水溶相，因此水溶性有机碳/有机氮指标可作为堆肥成熟度的参数；

⑤未成熟堆肥中广泛存在有机酸，通过研究有机酸的变化可以评价堆肥成熟度。

(3)堆肥中微生物活性的变化和堆肥对植物生长的影响常被用来评价堆肥的成熟度。

这些指标主要包括呼吸作用、生物活性和种子发芽率实验。

① 堆肥是富含腐殖质的稳定产物，微生物处于休眠状态。 此时腐殖质的生化降解速度、二氧化碳的产生和氧气的消耗都比较缓慢，因此可以将二氧化碳的产生和微生物的耗氧速度作为反映分解程度的指标;

②同时，反映微生物活性变化的参数，如酶活性、ATP、微生物的数量和种类等，也可以用来表征堆肥的稳定性和成熟度；

③未分解的堆肥产物会抑制植物的生长，因此植物在堆肥和土壤混合物中的生长状况可以用来评价堆肥的成熟度。 考虑到堆肥成熟度的实际意义，这是最终的也是最有说服力的评价方法。

(4)光谱分析法可以从物质结构的角度了解堆肥过程和熟化程度。 目前应用较多的是13C-NMR和红外光谱。 红外光谱可以识别化合物的特征官能团，核磁共振。 可以提供有机分子的骨架信息。

有机肥发酵成熟度指标的实际应用

在这些评价成熟度指标的方法中，较常用的是碳氮比指标、耗氧率的测定、NO3- -N和NH4+-N的测定，NO3- -N和NH4+-的测定N相对快速和简单。 测定CO2气体产生量的方法常被用作标准的实验室对比试验方法。

然而，这些评价方法的应用往往会导致不同的结果。 这是因为堆肥的成熟度受多种因素影响。 单一指标的评价只能片面反映某一阻碍因素的作用，不能直接反映植物的生长特性。 .

因此，不能用单一的指标来评价堆肥的成熟度。 堆肥产品在作物生产中最终将作为有机肥料使用，而种子发芽指数是综合反映堆肥产品植物毒性的良好生物学指标。 因此，目前公认的堆肥成熟度评价方法是将化学指标与生物指标相结合，采用多种分析方法对多个指标进行测算，然后根据这些指标综合分析堆肥的成熟度状况。

加州堆肥质量委员会 (CCQC) 建议必须使用两种以上的化学/生物指标来评估堆肥的成熟度。

评价指标由三部分组成：

① 碳氮比；

②A组至少一项测试指标；

③B组至少一项测试指标。

C/N 测试必须小于或等于 25 才能进行 A 组和 B 组测试。

A组测试指标：主要表征堆肥中有机物的降解程度，包括CO2的释放量、耗氧量和自热量。

B组试验指标：主要表征堆肥产品可能对植物有毒害的一些化学性质，包括NH4+-N和NO3--N的比例、氨的浓度、挥发性有机酸的浓度、种子萌发或植物生长试验。

种子发芽实验

对于一些有机肥厂家来说，判断堆肥成熟度的指标包括以下三部分：

⑴ 感官指标：温度、气味、颜色等指标，需要定期记录。

⑵ 生化指标：C/N、有机质、腐殖质等指标。

⑶生物学指标：种子发芽率实验

一般种子发芽率在50%以上，说明有机肥基本分解完毕。 以小青菜种子为实验对象，实验步骤如下：

①准备两个培养皿，分别放一张滤纸，编号为1号和2号。

②将30ml有机肥提取液倒入1号培养皿中，将30ml水倒入2号培养皿中。

③ 每个培养皿撒20粒种子，21℃恒温培养2天。

④记录1号和2号种子发芽数分别记为a和b。 分别记录 1 号和 2 号种子的平均根长为 c 和 d。

⑤种子发芽率=[(a/20)*c]/[(b/20)*d]*100%