一、現(xiàn)有有機(jī)肥發(fā)酵成熟度評價指標(biāo)

盡管國內(nèi)外對堆肥成熟度的評價進(jìn)行了廣泛而深入的研究，提出了許多評價指標(biāo)和方法，但目前仍沒有公認(rèn)的堆肥成熟度指標(biāo)。

堆肥成熟度指標(biāo)分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)（含腐殖質(zhì)）和生物指標(biāo)三大類。

堆肥成熟度的評價方法分為外觀分析、化學(xué)分析、光譜分析和植物生長分析四類，與前一種分類方法相似。

堆肥成熟度指標(biāo)詳細(xì)解釋如下：

(1)物理指標(biāo)或表觀分析指標(biāo)：指堆肥過程中某些變化的一些直觀性質(zhì)，如溫度、氣味、顏色等。

具體來說：

①溫度：堆肥開始后，堆肥溫度先升后降。 堆肥成熟后，堆肥溫度與環(huán)境溫度相同或略高于環(huán)境溫度，一般變化不大。 因此，溫度是在堆肥過程中。 最重要的常規(guī)檢測指標(biāo)之一；

②氣味：堆肥原料有難聞的氣味，在堆肥過程中會產(chǎn)生H2S、NO等難聞氣體，經(jīng)過良好的堆肥處理后這些氣味會逐漸減弱，在堆肥結(jié)束后消失，所以氣味也可以利用作為堆肥成熟度的指標(biāo)；

③顏色：在堆肥過程中，堆肥逐漸變黑，分解后的堆肥產(chǎn)品呈深褐色和黑色，顏色也可作為判斷標(biāo)準(zhǔn)；

④ 吸光度的變化：不同時間堆肥水提物在280nm、465nm和665nm波長處的光學(xué)性質(zhì)表明，由于少量個別有機(jī)成分的存在，短波長的吸收受到抑制，同時抑制了 665 nm 波長的吸收。 可見光影響較小，因此可以通過檢測堆肥提取物在665nm波長處的吸光度變化來反映堆肥成熟度。

(2)由于物理指標(biāo)難以定量表征堆肥過程中堆肥成分的變化，更常用的是通過分析堆肥過程中堆肥化學(xué)成分或化學(xué)性質(zhì)的變化來評價堆肥成熟度。

這些化學(xué)指標(biāo)包括：有機(jī)質(zhì)變化指標(biāo)、氨氮指標(biāo)、腐殖化指標(biāo)、碳氮比和有機(jī)酸。

具體內(nèi)容包括：

①在堆肥過程中，堆肥中不穩(wěn)定的有機(jī)物被分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、礦物質(zhì)和穩(wěn)定的有機(jī)物。 VS等）和部分有機(jī)質(zhì)在堆肥過程中的變化規(guī)律來表征成熟度；

②在堆肥生化降解過程中，含氮成分降解產(chǎn)生氨氣，部分氨氣在堆肥后期被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，因此可以通過亞硝酸鹽或硝酸鹽的存在來判斷衰減程度，由于這兩個指標(biāo)的測定比較快速簡單，具有很好的實用價值；

③堆肥過程伴隨著腐殖化過程，研究腐殖化參數(shù)的變化是評價腐爛程度的重要方法。 由此，提出用CEC（陽離子交換容量）、腐殖質(zhì)HS、腐殖酸HA、黃腐酸FA、黃腐酸FF和非腐殖質(zhì)成分NHF等一些參數(shù)來評價堆肥的成熟度；

④碳源是微生物利用的能量，氮源是微生物的營養(yǎng)物質(zhì)。 碳和氮的變化是堆肥的基本特征之一。 C/N（固相）是評價分解程度最常用的參數(shù)。 但也有研究指出，堆肥原料降解過程中微生物的代謝發(fā)生在水溶相，因此水溶性有機(jī)碳/有機(jī)氮指標(biāo)可作為堆肥成熟度的參數(shù)；

⑤未成熟堆肥中廣泛存在有機(jī)酸，通過研究有機(jī)酸的變化可以評價堆肥成熟度。

(3)堆肥中微生物活性的變化和堆肥對植物生長的影響常被用來評價堆肥的成熟度。

這些指標(biāo)主要包括呼吸作用、生物活性和種子發(fā)芽率實驗。

具體來說：

① 堆肥是富含腐殖質(zhì)的穩(wěn)定產(chǎn)物，微生物處于休眠狀態(tài)。 此時腐殖質(zhì)的生化降解速度、二氧化碳的產(chǎn)生和氧氣的消耗都比較緩慢，因此可以將二氧化碳的產(chǎn)生和微生物的耗氧速度作為反映分解程度的指標(biāo);

②同時，反映微生物活性變化的參數(shù)，如酶活性、ATP、微生物的數(shù)量和種類等，也可以用來表征堆肥的穩(wěn)定性和成熟度；

③未分解的堆肥產(chǎn)物會抑制植物的生長，因此植物在堆肥和土壤混合物中的生長狀況可以用來評價堆肥的成熟度。 考慮到堆肥成熟度的實際意義，這是最終的也是最有說服力的評價方法。

(4)光譜分析法可以從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度了解堆肥過程和熟化程度。 目前應(yīng)用較多的是13C-NMR和紅外光譜。 紅外光譜可以識別化合物的特征官能團(tuán)，核磁共振。 可以提供有機(jī)分子的骨架信息。

二、有機(jī)肥發(fā)酵成熟度指標(biāo)在實踐中的應(yīng)用

在這些評價成熟度指標(biāo)的方法中，較常用的是碳氮比指標(biāo)、耗氧率的測定、NO3--N和NH4+-N的測定，NO3--N和NH4+-的測定N相對快速和簡單。 測定CO2氣體產(chǎn)生量的方法常被用作標(biāo)準(zhǔn)的實驗室對比試驗方法。

然而，這些評價方法的應(yīng)用往往會導(dǎo)致不同的結(jié)果。 這是因為堆肥的成熟度受多種因素影響。 單一指標(biāo)的評價只能片面反映某一阻礙因素的作用，不能直接反映植物的生長特性。 .

因此，不能用單一的指標(biāo)來評價堆肥的成熟度。 堆肥產(chǎn)品在作物生產(chǎn)中最終將作為有機(jī)肥料使用，而種子發(fā)芽指數(shù)是綜合反映堆肥產(chǎn)品植物毒性的良好生物學(xué)指標(biāo)。 因此，目前公認(rèn)的堆肥成熟度評價方法是將化學(xué)指標(biāo)與生物指標(biāo)相結(jié)合，采用多種分析方法對多個指標(biāo)進(jìn)行測算，然后根據(jù)這些指標(biāo)綜合分析堆肥的成熟度狀況。

加州堆肥質(zhì)量委員會 (CCQC) 建議必須使用兩種以上的化學(xué)/生物指標(biāo)來評估堆肥的成熟度。

評價指標(biāo)由三部分組成：

① 碳氮比；

②至少有A組測試指標(biāo)之一；

③B組至少一項測試指標(biāo)。

C/N 測試必須小于或等于 25 才能進(jìn)行 A 組和 B 組測試。

A組測試指標(biāo)：主要表征堆肥中有機(jī)物的降解程度，包括CO2的釋放量、耗氧量和自熱量。

B組試驗指標(biāo)：主要表征堆肥產(chǎn)品可能對植物有毒害的一些化學(xué)性質(zhì)，包括NH4+-N和NO3--N的比例、氨的濃度、揮發(fā)性有機(jī)酸的濃度、種子萌發(fā)或植物生長試驗。

3、種子發(fā)芽率實驗

對于一些有機(jī)肥廠家來說，判斷堆肥成熟度的指標(biāo)包括以下三部分：

⑴ 感官指標(biāo)：溫度、氣味、顏色等指標(biāo)，需要定期記錄。

⑵ 生化指標(biāo)：C/N、有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)等指標(biāo)。

⑶生物學(xué)指標(biāo)：種子發(fā)芽率實驗

一般種子發(fā)芽率在50%以上，說明有機(jī)肥基本分解完畢。 以小青菜種子為實驗對象，實驗步驟如下：

①準(zhǔn)備兩個培養(yǎng)皿，分別放一張濾紙，編號為1號和2號。

②將30ml有機(jī)肥提取液倒入1號培養(yǎng)皿中，將30ml水倒入2號培養(yǎng)皿中。

③ 每個培養(yǎng)皿撒20粒種子，21℃恒溫培養(yǎng)2天。

④記錄1號和2號種子發(fā)芽數(shù)分別記為a和b。 分別記錄 1 號和 2 號種子的平均根長為 c 和 d。

⑤種子發(fā)芽率=[(a/20)*c]/[(b/20)*d]*100%

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