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温度和物料配比对城市园林绿化废物与鸡粪水浴法好氧堆肥的影响

2019-06-14杨海君许云海刘亚宾金红玉兰时乐

水土保持通报 2019年6期
关键词:堆料超纯水鸡粪

杨海君, 许云海, 肖 为, 刘亚宾, 金红玉, 兰时乐, 谭 菊

(1.湖南农业大学 植物保护学院, 湖南 长沙 410128; 2.湖南锦佳环保科技有限公司, 湖南 长沙 410007;3.湖南农业大学 生物科学技术学院, 湖南 长沙 410128; 4.长沙市环境监测中心站, 湖南 长沙 410001)

城市园林绿化废物的堆腐化是最有效、最安全的处理方式,是实现其资源化利用的重要途径[1-3]。国外关于城市园林绿化废物再利用循环经济理论与实践的研究比较多[4-5],提倡城市园林绿化废物的堆腐化处理。但城市园林绿化废物在堆肥初期C/N偏高,不利于堆肥过程中的微生物代谢活性,严重影响有机物的降解[6-8]。为此,部分研究者从降低堆肥初期城市园林绿化废物C/N和制备优质有机肥的角度,探究添加一定比例的城市污泥[9]、畜禽粪便[10]、氮肥[11]、豆渣[12]、微生物菌剂[13]或餐厨垃圾[14]等辅料促进城市园林绿化废物快速腐熟,有研究[15]表明城市园林绿化废物联合畜禽粪便堆肥不仅解决了畜禽粪便单独堆腐的恶臭与病原菌危害问题,而且禽畜粪便为联合堆肥提供了丰富的N,P,K以及多种微量元素。目前,国内针对城市园林绿化废物的堆肥存在堆腐周期长,腐熟度指标不达标等问题,为科学指导园林绿化废物的堆肥,实现对其环保高效处理,本研究以恒温水浴锅、空气泵、气体转子流量计、温度计、发酵瓶、洗气瓶等为材料,以EM菌剂为添加菌剂,开展了城市园林绿化废物与鸡粪水浴法好氧堆肥试验,探明了温度对微生物代谢活性的影响,揭示了物料配比对堆肥腐熟度与堆肥过程中氮素损失的影响,筛选出试验条件下城市园林绿化废物与鸡粪好氧堆肥的最佳配比,研究结果为城市园林绿化废物与鸡粪大规模好氧堆肥提供了技术指导与理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

城市园林绿化废物来源于长沙市雨花区园林管理局,主要为香樟树枝,粒径为6~11 mm,含水率26.6%,pH值7.20,总氮1.17%,有机质97.32%,总碳45.74%,C/N 39.04。鸡粪来源于长沙县爱民养鸡场,含水率54.2%,pH值 8.89,总氮1.34%,有机质74.10%,总碳34.83%,C/N 25.96。试验所用EM菌剂购于河南南华千牧生物科技有限公司,其菌种主要为芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌、放线菌。

1.2 供试试剂

②50 μg/ml磷标准溶液。准确称取经105 ℃烘干2 h的KH2PO4(基准试剂)0.219 5 g,用超纯水溶解后,转入1.0 L容量瓶中,加入5.0 ml 98%的浓硫酸,冷却后用超纯水定容至刻度。

③100 μg/ml钾标准液。准确称取0.190 7 g KCl(分析纯,110 ℃烘干2 h)溶于1.0 mol/L的硝酸钠溶液中,并用1.0 mol/L的硝酸钠溶液定容至1.0 L。

④钒钼酸铵试剂。A液:称取25.0 g钼酸铵溶于400 ml超纯水中;B液:称取1.25 g偏钒酸铵溶于300 ml沸腾的超纯水中,冷却后加入250 ml饱和浓硝酸,冷却。在搅拌下将A液缓缓注入装有B液的烧杯中,用超纯水稀释至1.0 L,混匀,贮与棕色瓶中。

⑤甲醛-EDTA遮掩剂。称取2.50 g EDTA二钠盐溶于20 ml 0.05 mol/L的硼砂溶液(0.07 g硼砂溶于1.0 L超纯水)中,加热溶解,冷却后加入经过滤的80 ml 37%甲醛溶液中,摇匀。

⑥3%四苯硼钠。准确称取3.00 g四苯硼钠溶解于100 ml超纯水中,加入10滴0.2 mol/L的氢氧化钠溶液,摇匀,静置过夜,过滤于棕色瓶中。

⑦奈氏试剂。溶解45.0 g HgI2,35.0 g KI于400 ml超纯水中,倒入1 000 ml容量瓶,加入KOH 112.0 g,加超纯水至800 ml左右,摇匀,冷却后定容。隔夜放置后过滤,过滤液存于棕色瓶中备用。

⑧100 g/L酒石酸钠溶液。称取100 g酒石酸钠溶于500 ml超纯水中,摇匀,定容于1.0 L容量瓶中。

⑨100 g/L KOH溶液。称取100 g KOH溶于500 ml超纯水中,转入1.0 L容量瓶中,冷却后用超纯水定容至刻线。

⑩0.1%酚酞指示剂。称取0.1 g酚酞,用95%的乙醇溶解并稀释至100 ml。

1.3 供试仪器

SB-948静音可调式增氧泵,中山市松宝电器有限公司;LZB-10气体转子流量计,东台市东兴仪表厂;HH-4恒温水浴锅,常州朗越仪器制造有限公司;DHG-9053A电热恒温鼓风干燥箱,上海笃特科学仪器有限公司;UV-1200紫外可见分光光度计,上海美谱达;SX-5-12D箱式电阻炉,天津市泰斯特仪器有限公司;WT6002分析天平,杭州万特衡器有限公司;PHS-3CpH计,上海仪电科学仪器股份有限公司;红水温度计(0~100 ℃),耀华器械仪表厂;YX-306BGS呼吸测定仪,北京宇翔电子应用技术有限公司;THZ-312恒温摇床,上海精宏。

1.4 试验装置

水浴法堆肥装置由恒温水浴锅(HH-4)、空气泵(SB-948)、气体转子流量计(LZB-10)、温度计(0~100 ℃)、1.5 L发酵瓶、250 ml洗气瓶、干燥管及呼吸测定仪(YX-306BGS)组成,通过玻璃导管和橡胶管连接(图1)。空气泵连接发酵瓶,为发酵瓶物料降解提供O2;每个水浴锅中放置4个发酵瓶,共设有4套水浴法温控堆肥反应装置,通过控制水浴锅温度调控发酵瓶中物料温度;气体转子流量计控制并测定发酵瓶物料降解过程中通风量;洗气瓶中装2/3的超纯水,去除堆肥发酵过程中产生的H2S与NH3等,干燥管中填装干燥硅胶粒,去除水蒸气,防止腐蚀气体进入呼吸测定仪;呼吸测定仪测定发酵瓶中O2与CO2的含量。打开空气泵通过气体转子流量计控制进入发酵瓶中空气量。

图1 水浴法温控堆肥反应装置示意图

1.5 试验设计

1.5.1 温度对微生物代谢活性的影响 将城市园林绿化废物与鸡粪按质量比2∶1混匀后,称取1.0 kg左右混合物料装入1.5 L发酵瓶中,灌装时压实物料,拧紧橡胶塞。

向洗气瓶中加入2/3的蒸馏水,干燥管中填充硅胶粒,检查整个装置的气密性。调节恒温水浴锅温度使发酵瓶中物料发酵温度分别至设定温度30 ℃,40 ℃,45 ℃,50 ℃,55 ℃和60 ℃,每个温度分别做3个平行。当发酵瓶内温度计显示的温度上升至设定温度(发酵瓶中物料温度)±2 ℃范围时,保持温度稳定,启动空气泵,由呼吸测定仪测定发酵瓶中O2含量,当O2浓度达到21.0%左右时,连续通风10 min后停止通风。停止通风后,每30 min用呼吸测定仪测定发酵瓶中O2和CO2的含量。

1.5.2 水浴法堆肥的物料配比及温度控制 将城市园林绿化废物与鸡粪分别以2∶3,2∶1,3∶1,5∶1(命名A,B,C,D组)质量比混合拌匀,再分别加入0.1%EM菌剂充分混匀后装入发酵瓶中,采用持续通风控温法发酵,通风量均设为55 L/h。水浴锅控制发酵瓶物料中的温度升至55 ℃后维持6 d,之后再调节水浴锅温度使发酵瓶堆料温度降至40 ℃,从试验开始每2 d取一次样。堆料的理化性质与营养元素含量详见表1。

注:VS为有机物含量;质量比为城市园林绿化废物与鸡粪的质量比,表中数据为均值±标准差。下同。

1.6 测定指标及方法

从试验开始每2 d取一次样,每次分别在堆体上、中和下部各采3个点,每点采样20 g,混匀后用四分法采用30 g,样品保存于-20 ℃冰箱。发酵过程中测定堆料的含水率、pH值,有机物含量(VS);发酵结束时测定堆肥产物中的TN,TP,TK、种子发芽率与发芽指数。

1.6.1 物料发酵消耗O2与排出CO2含量的测定[16]利用YX-306 BGS型呼吸测定仪测定发酵瓶内物料消耗O2与排出CO2的含量。测定时将测定仪的进气管与出气管分别连接在发酵装置的出口与入口,待仪器数值稳定后,记录仪器O2与CO2读取值,即为该时刻发酵瓶内气体O2与CO2的含量。

1.6.2 物料含水率的测定 取一只小烧杯洗净烘干后称量并记录其质量m1;将10~20 g的样品放入小烧杯中,称量并记录样品与小烧杯的总质量m2;将小烧杯放入恒温鼓风烘干箱内105 ℃烘24 h直至恒重,将小烧杯放入盛有干燥剂的玻璃干燥器内冷却至室温,称量此时小烧杯与样品的总质量m3,按下列公式计算样品的含水率(W)。

(1)

1.6.3 样品中有机物(VS)含量的测定[17]取一只洗净烘干后的陶瓷坩埚,称量并记录其质量m4;取适量的烘干后的样品放入陶瓷坩埚中,称量并记录样品与陶瓷坩埚的总质量m5;再将陶瓷坩埚放入马弗炉中600 ℃下灼烧至恒重,取出陶瓷坩埚放入干燥器内待冷却至室温,再次称量陶瓷坩埚与样品的总质量m6,按下列公式计算样品中有机物含量(VS)。

(2)

1.6.4 发酵瓶堆料温度的测定 连续18 d分别于每天上午9:00与下午3:00用温度计测定发酵瓶中物料的温度。

1.6.5 样品pH值的测定 称取10.0 g鲜样,置于250 ml小烧杯中,加入100 ml蒸馏水后摇床震荡30 min,使用pH计测量其pH值。

营养元素含量以质量分数表示,按下列公式计算:

(3)

式中:c——由标准曲线查的显色液中N(P,K)浓度(μg/ml);V——显色液体积,50 ml;D——分取倍数,定容体积/分取体积;m——样品质量(g)。

1.6.7 堆肥前后物料的种子发芽率与发芽指数的检测方法[18]取鲜样与蒸馏水按1∶10的质量比混合后震荡0.5 h后过滤,取滤液进行测定,选用油葵种子进行萌发试验。取两张滤纸放于培养皿底部,将20粒饱满、大小基本一致的油葵种子置于其上,吸取5.0 ml滤液置于培养皿中。将培养皿放入恒温培养箱中25 ℃培养2 d,以超纯水作为空白对照,观察记录种子的发芽率,并用直尺测量种子根长,计算发芽指数(GI):

(4)

1.7 数据分析

试验测定数据用IBM SPSS Statistics 21进行统计分析,使用Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 温度对微生物呼吸活性的影响

2.1.1 温度对堆料中微生物消耗O2的影响 不同温度下城市园林绿化废物与鸡粪质量比2∶1混合腐解消耗O2浓度随时间的变化如图2所示。由图2可知,随着堆料降解的推进,发酵瓶中堆料温度在30~55 ℃之间时,随着发酵瓶中堆料的温度升高,微生物消耗O2速率逐步增大,其中温度为50~55 ℃时,发酵瓶中O2浓度下降最明显,在3 h内,O2浓度从21%下降到6%,表明在该温度范围内堆料中微生物呼吸作用最强;当发酵瓶内堆料温度高于55 ℃时,发酵瓶中O2浓度下降速率明显减缓,说明微生物代谢活性受到明显抑制。试验结果还表明,城市园林绿化废物与鸡粪以2∶1质量比混合的好氧堆肥中,物料腐解过程中微生物呼吸最强的温度处于50~55 ℃之间。结果与张远澄[19]研究城市园林绿化废物与污泥好氧堆肥最佳腐解温度40~50 ℃不一致,这可能是由于堆肥原料组成(污泥与绿化树枝)及其配比(质量比2∶1)不同引起。

图2 不同温度下堆料腐解消耗O2浓度随堆料腐解时间变化等值线图

2.1.2 温度对堆料中微生物CO2产生量的影响 不同温度下城市园林绿化废物与鸡粪质量比2∶1混合腐解产生CO2浓度随时间变化如图3所示。从图3可知,当堆料温度在30~45 ℃之间,发酵瓶中CO2浓度高于其他温度区间的CO2浓度,在该温度范围内,堆料腐解产生CO2的速率也明显高于其他温度区间;当温度高于55 ℃时,堆料腐解产生CO2的速率明显较低。试验结果再次表明,微生物呼吸代谢活性在高温段、中温段及低温段存在显著差异;在35~40 ℃之间(中温段),堆料中微生物呼吸代谢强,腐解时CO2产生速率较高,是物料中有机物代谢活跃的温度区间。

2.1.3 温控曲线的构建 从温度对微生物呼吸活性的影响可以看出,城市园林绿化废物与鸡粪质量比2∶1混合好氧堆肥过程中,当发酵瓶堆料温度处于50~55 ℃之间,堆料中微生物活性最旺盛;当发酵瓶中堆料温度高于55 ℃时,微生物对有机物的降解受到明显抑制。基于杀灭堆肥中病原菌所需温度为55 ℃及以上并维持足够时间[20],本研究提出一种既能保证堆肥的顺利完成又能使高温灭杀病原菌,同时又能最大程度的利用45~55 ℃时微生物活性最高的持续通风堆肥方法。以本研究设计的堆肥装置获得温度随堆肥进程的变化如图4所示。从图4可知,堆肥过程包含升温期、高温期、降温期与中温期,发酵瓶中堆料温度在堆肥前3 d内升至55 ℃,该阶段为升温期;温度上升至55 ℃以上后维持该温度4~6 d,确保了堆料中的病原菌被杀灭,该阶段为高温期;高温期结束后调控水浴锅温度,使发酵瓶中堆料温度在2 d内降至45 ℃左右,该阶段为降温期;维持发酵瓶堆料温度在40~45 ℃之间3~6 d,为有机物的微生物降解提供适宜的环境,直至堆料中有机物降解稳定,该阶段为中温期。以此绘制堆肥温度变化曲线,判断发酵过程的进展情况,这为不同物料配比对发酵堆肥的温控过程奠定了基础。

图3 不同温度下堆料腐解过程中CO2浓度随时间的变化等值线图

图4 持续通风法温度曲线示意图

2.2 物料配比对堆肥的影响

2.2.1 物料配比对堆肥温度的影响 不同物料配比下发酵瓶中堆料温度随时间变化如图5所示。从图5可知,堆肥共进行了18 d。在持续通风堆肥过程中,C组堆料温度在10 d达到最高60.5 ℃。堆肥前1~6 d为升温期,其中A组堆料升温速率明显低于其余试验组,表明在中低温区A组堆料中微生物代谢活性较低;在第6 d,A—D组堆料均进入高温期,堆料温度在55 ℃及以上维持6 d,满足好氧堆肥高温维持时间的要求,其中C组堆料温度高于其余组堆料温度;在第12 d,A—D组堆料均进入降温期,降温期持续2 d;之后均进入中温期,堆肥进行到18 d后,堆料温度基本降至室温。上述结果与高孟春[21]采用强制通风堆肥试验中堆料温度变化相似。由A—D组发酵瓶中堆料温度随时间的变化可知,在同等外界条件下,堆肥过程中C组堆料温度略高于其余组,说明C组堆料中的微生物代谢活性最强。

图5 不同物料配比下堆料温度随时间变化

2.2.2 物料配比对堆肥pH值的影响 适宜的pH环境可使微生物保持较高的活性,而pH值过高或过低均会影响堆肥的效率。不同物料配比下发酵瓶中堆料pH值随时间变化如图6所示。从图6可知,A—D组堆料初始pH分别为8.22,8.06,8.33和8.01,在堆肥全过程中,堆料中pH值的总体变化趋势为先上升后下降再上升然后缓慢下降。在堆肥初始阶段A—D组堆料中pH值迅速上升,主要是由于微生物在好氧情况下对有机物的分解代谢使得堆料中有机氨转化为氨氮,导致堆料中pH值升高。在堆肥至2~4 d,A—D组堆料pH值均下降,则主要是对堆料进行了每2 d补40 ml水所致(确保堆料含水率在50%~60%之间)。随着堆肥进行至6~8 d,A—D组堆料中pH值均上升,在第8 d,堆料中pH值均达到最大,其中C组堆料中pH值最高,达到8.89,主要是因为在升温段与高温段堆料中微生物活动旺盛分解含氮有机化合物产生了氨所致[22]。高温期之后A—D组堆料pH值均下降,这是由于微生物硝化作用、有机酸和无机酸的产生以及持续通风与外界水浴锅加热导致氨氮大量挥发所致[19]。堆肥结束时(18 d),A组堆料中pH值最高为8.45,C组与D组堆料中pH值均为8.15,B组堆料中pH值最低为8.06。

图6 不同物料配比下堆肥过程中堆料中pH值随时间变化

2.2.3 物料配比对堆肥中VS含量的影响 发酵瓶中A~D组堆料中VS含量随时间变化如图7所示。由图7可知,A—D组堆料中的初始VS分别为79.41%,82.51%,86.35%和86.09%,堆肥18 d后堆料中VS含量均有不同程度的下降,A—D组堆料中VS含量分别下降至64.80%,73.41%,54.12%和66.53%。C组堆料中VS含量在发酵前8 d(升温期)下降非常明显,VS含量下降了28.82%,说明在中高温期C组堆料中微生物对有机物的分解代谢最旺盛。A组、B组与D组堆料发酵至第10 d,堆料中VS含量均明显下降,其中A组与D组堆料中VS含量下降最明显,说明A组与D组堆料中有机物的降解主要发生在高温期。在堆肥全过程中C组堆料中有机物的降解效果最好,且在堆肥开始时的升温期有机物降解速率最高,说明C组堆料配比更适宜微生物的生长繁殖。

2.2.4 物料配比对堆肥含水率的影响 在堆肥过程中,高温与通风会带走堆料中大量水分,由此,堆肥过程中应适当补水[23],但堆料水分含量过高会导致气体传质条件变差,而水分含量过低则会导致微生物活性降低。堆肥过程中A—D组堆料含水率随时间变化情况如图8所示。由图8可知,A—D组堆料含水率在发酵全过程中分别由初始时期的61.2%,56.10%,58.2%与58.50%降至发酵结束时(18 d)的30.24%,38.66%,35.34%与44.60%,在发酵前期堆料失水比较严重。当发酵至第8 d(高温期),堆料含水率急剧下降,这主要是由于高温与持续通风带走了堆料中大量水分所致。所以,全堆肥过程中应保证堆料中的含水率在40%~60%之间,这样方能满足堆肥过程中微生物活动的需求。

图7 不同物料配比下堆料中有机物含量(VS)随时间变化

图8 不同物料配比下物料含水率随时间变化

2.2.5 物料配比对堆肥产物营养元素含量的影响 堆肥产物中N,P,K参数含量决定了堆肥产物的利用价值,A—D组堆肥产物与初始堆料中营养元素含量变化如表2所示。由表2可知,B组堆料中总氮含量由3.21%降至1.16%,降幅最大;其次为A组堆料,总氮含量由1.85%降至0.98%;而C组与D组堆料中总氮含量分别由2.62%与1.82%降至1.22%与1.16%。氮素损失的主要原因是持续通风使大量铵态氮以氨气形式随风挥发散失。此外,中温段堆料温度相对较低,温度对堆料中硝化细菌的抑制作用相对较弱,氮的硝化也可能在一定程度上增加了氮的损失[21]。对比A—D组物料中总磷含量前后变化可以看出,A—D组堆料的堆肥产物中总磷含量均略高于初始堆料中的总磷含量,这主要是由于在堆肥过程中有机物的降解导致堆料减量化所致。对比A—D组堆料中总钾含量前后变化可以看出,A组堆料中总钾含量降幅最大,由2.36%降至1.24%。B组与C组堆料中的总钾含量基本与原料维持在同一水平。而D组堆料的总钾含量反而略有升高,这主要是由于堆料中有机物被微生物降解导致堆料减量化所致[24]。

表2 堆肥产物与初始堆料中的营养元素含量特征 %

种子发芽率(germination rate, GR)与发芽指数(germination index, GI)是国内外诸多学者公认的检验堆肥腐熟度的一种便捷有效的方法。当GR≥50%时,堆肥产物已基本无植物毒性,当GR≥80%时,说明堆肥已达到腐熟[25]。A—D组堆料发酵前后的种子发芽率(GR)与发芽指数(GI)详见表3。由表3可知,A组、B组与D组堆料经堆肥发酵处理后GR值均有所提高,GR值均达到96.7%,而C组堆肥产物的GR值反而有所降低,由91.1%降至84.4%,但也达到腐熟要求。A—D组堆肥产物的GI值最高的为D组,达到1.38,其次是A组与C组堆肥产物,分别为1.15与1.07,与堆肥前相比均有所提高,而B组堆肥产物的GI值反而从初始的1.24降至1.05。从堆肥产物GR值与GI值来看,D组堆料经堆肥发酵后腐熟程度最高。

表3 堆肥产物与初始物料的发芽率与发芽指数

3 讨论与结论

针对日趋增多的园林废弃物及资源化利用程度低的问题,近年来,许多研究者开展了园林绿化废物的资源化再利用研究[2,6,12,14,26],因好氧堆肥处理对园林废弃物保氮效果好,CH4与N2O的排放量很小以及堆肥产物还田可促进土壤中的微团聚体、显著提高土壤中的N,P,K含量等优势,已成为园林废弃物处置的最佳方式,由此,诸多研究集中于园林绿化废物与污泥、餐厨垃圾、畜禽粪便等好氧堆肥。好氧堆肥是园林废弃物资源化利用的一种重要途径[27]。它是在有氧气的条件下,借助好氧微生物的作用进行发酵。在堆肥的过程中,需要控制影响堆肥的各种因素,它们决定微生物作用的程度、影响堆肥过程的快慢和堆肥产品的质量。

(1) 温度是影响堆肥发酵速率的主要因素之一。在堆肥过程中,温度是堆肥过程中微生物活动的反映,是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素,适宜的堆体温度可使堆肥进程加速,温度过高或过低都会减缓反应速度。在本研究中,城市园林绿化废物与鸡粪混合好氧堆肥过程中微生物活性最佳温度为50~55 ℃;当温度高于55 ℃时,堆料中微生物对有机物的降解受到抑制。这符合好氧堆肥适宜的堆体温度应控制在45~65 ℃要求[28]。在对园林绿化废弃物堆肥温度控制的研究中发现,决定园林绿化废弃物好氧堆肥中微生物活性最适温度除与物料组成相关外,还与物料配比有关[19]。

(2) 高温好氧堆肥是园林废弃物实现无害化处置的主要途径。一般堆肥过程经历升温、高温、降温等阶段,而一定的高温阶段方能杀死堆料中病原菌、虫卵等。从满足堆肥卫生指标和腐熟的要求[17],园林绿化废物堆肥堆体温度上升55 ℃需持续保持3 d以上(或50 ℃以上保持5~7 d),堆料中所含的病原菌和寄生虫卵就可以被完全杀灭。本研究中城市园林绿化废物与鸡粪A—D配比堆肥18 d后产物达到腐熟要求。堆肥过程中均经历了升温期、高温期、降温期和中温期,且在第6 d,堆肥反应就进入高温期,堆料温度在55 ℃及以上维持6 d,满足好氧堆肥高温维持时间的要求,其中C组堆料温度高于其余组堆料温度。

(3) 堆肥过程中存在不同程度的氮素与VS损失。在堆肥过程中,堆体pH值直接影响微生物的活性以及堆腐效率,也反映了有机物降解的一项重要指标[29]。多数堆肥微生物适宜于中性或偏碱性的环境中繁殖与活动,本研究中A—D堆肥过程中pH值在8.01~8.89范围内,处于最适堆肥微生物生长的pH值6~8范围内。堆肥终产物pH值在8.06~8.45之间,与大多最终堆肥腐熟后产品pH值一般在8~9范围一致[30]。堆肥进程中,堆体有一定氮素损失,本试验中,在堆肥后期,堆体温度接近常温时发生硝化作用,同时氨的挥发、硝态氮的反硝化作用等均会引起氮素的损失,结果在堆肥过程A—D组堆料均有不同程度的氮素损失,其损失率为36.38%-63.82%,其中D组的保氮量最高。一般认为,堆肥过程中VS含量的损失在17%~53%之间[31]。本堆肥试验过程中A—D组VS含量损失在11.0%~37.3%之间,处于该范围。另外,在堆肥过程中A—D组VS含量的变化呈逐步降低趋势,并且不同堆肥期VS含量的变异系数在降温期、腐熟期、高温期、升温期不同,这与罗维等[31]研究得出的城市污泥与猪粪混合堆肥过程中挥发性固体含量变化趋势相一致。

(4) 堆肥的腐熟度评价。堆肥产物应完全腐熟后方能施用,若堆肥产品没有完全腐熟,将其施用到土壤中后会提高土壤微生物的活性,而消耗土壤中的氧气,在一段时间内造成潜在的氧缺乏和间接毒性,除了可能伴随大量的臭味外,还会因微生物分解有机物时会产生如乙酸和酚类化合物等有机酸,也不利于植物的生长。由此,对所有堆肥产品常进行腐熟度评价[32-33]。其中种子发芽率与发芽指数是堆肥腐熟度评价的生物学指标[34]。从本研究堆肥产物的种子发芽率与发芽指数看,D组堆肥产物种子发芽率与发芽指数最高,且产物中营养元素总体含量也较高。所以,城市园林绿化废物与鸡粪好氧堆肥最佳配比为5∶1(C/N值为22.19)。

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