堆肥科学与技术第六章.ppt

第六章 堆肥腐熟度的判断 第一节、堆肥的腐熟度与稳定性 一、有机固体废弃物的堆肥腐熟度 堆肥化过程是基于易氧化有机质的部分氧化，从而获得较稳定的腐殖质和有机质。在有效的农业生产中堆肥最终产物的稳定和腐熟是至关重要的。依据经验来看，高质量的，腐熟的堆肥标准是很好识别的，它包括以下特性：堆积密度低，持水量高，pH呈碱性，有机质含量高。 迄今为止还缺少一个统一的标准去鉴定堆肥的腐熟程度。显然这种半稳定的土壤改良添加剂还没有发挥出其最大的生物学效应和市场的开发潜质。 二、腐熟度与稳定性 堆肥腐熟度（Maturity）就是堆肥的腐熟程度，即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。 它是国际上公认的衡量堆肥反应进行程度的一个概念性参数。堆肥腐熟度作为衡量堆肥产品的质量指标很早就被提出来，它的基本含义是： （一）堆料中的有机物质通过微生物的活动，最终达到稳定化、无害化，即不对环境产生不良影响。 （二）堆肥产品的使用不影响作物的成长和土壤耕作能力。 腐熟度侧重于堆肥施用对植物生长的影响，受堆肥物料，堆肥条件等诸多因素的影响，其评价指标多种多样。Frost（1992）把腐熟度看做是一个非常主观的术语。 堆肥稳定性（Stability）是反映有机质降解的一种状态，是一个反映堆肥生物活性的函数。稳定性侧重于堆肥施用对周围环境的影响，根据微生物的活动（如微生物呼吸和能量释放）来判断堆肥的稳定性。堆肥稳定性主要从堆肥的温度、颜色、CO2的释放速率、O2的消耗速率、NO3-N含量变化及病原菌数量变化等方面加以评价。 值得注意的是，稳定化概念包含有不同的内容。例如，可以将生物固体的稳定化仅限于病原微生物的减少，或生物固体的臭味及挥发性固体的降低 现有的大多测试可划分为腐熟度测试和稳定性测试。腐熟度测试包括植物的生长情况，稳定性测试包括臭味浓度和微生物呼吸强度等。 有学者认为稳定的堆肥不一定是完全腐熟的，其仍然能够对供试植物产生抑制性物质或毒素。 Simple tests for finished compost 堆肥的稳定性和腐熟度都是衡量堆肥产品质量的尺度，其评价对于农用安全有着重要意义。到目前为止，还没有一种真正可靠、有效的方法来衡量堆肥腐熟的相对稳定程度。 堆肥稳定性和腐熟度界定的模糊性和不确定性部分原因可归结为： （a）堆肥系统应用的微生物菌群的多样性； （b）有机物质的异构性和不可预知的特性； （c）其应用领域和产物的多样性； （d）新近复杂堆肥工艺技术的应用。 第二节 堆肥腐熟度的判定 一、腐熟度判断参数 关于堆肥腐熟度的参数及评价指标已有大量的研究工作报道，并提出了许多评价的方法。 表9-1列出了主要的指标和相关标准; 表9-2列出了一些学者的研究和他们各自的测试标准。 堆肥腐熟度的判定指标 可以划分为三大类包括： 物理学指标 化学指标（包括腐殖质） 生物学指标 物理学指标 物理学指标通常指的是通过堆肥的表观特征及一些物理学方法来确定堆肥的腐熟程度。主要包括堆肥的温度、颜色、气味以及是否不再滋生蚊蝇等特征。但是这种方法只能初步断定堆肥的腐熟度，并不能进行定量的分析，因此只能作为堆肥腐熟度的一项辅助指标。 堆肥腐熟度评价的物理学指标 指 标 （1） 腐熟堆肥特征值 特 点 与 局 限 温度 接近环境温度 易于检测；不同堆肥系统的温度变化差别显著，堆体各区域的温度分布不均衡，限制了温度作为腐熟度定量指标的应用 。 堆肥过程中堆体温度变化主要经历升温期、持续高温期、降温期，稳定期四个阶段。 堆肥腐熟后，堆体温度与环境温度趋于一致，一般不再明显变化，不同堆肥系统的温度变化差别显著。由于堆体为非均相体系，其各个区域的温度分布不均衡，限制了温度作为腐熟度定量指标的应用，但是堆肥温度可以在一定程度上反应堆肥的进程，因此仍不失为堆肥腐熟度的一个重要的辅助性评价指标。 堆肥腐熟度评价的物理学指标 指 标 （2） 腐熟堆肥特征值 特 点 与 局 限 气味 堆肥产品具有土壤气味 根据气味可直观性地判定堆肥是否腐熟，难以定量 堆肥腐熟度评价的物理学指标 指 标 （3） 腐熟堆肥特征值 特 点 与 局 限 色度 黑褐色或黑色 堆肥的色度受原料成分的影响，较难建立一的色度标准以判别各种堆肥的腐熟程度 。 堆肥腐熟度评价的物理学指标 指 标 （4） 腐熟堆肥特征值 特 点 与 局 限 色度光学特性 E665nm＜0.008 堆肥的丙酮萃取物在665nm的吸光度随堆肥的时间呈下降趋势；该研究只是初步的试验 。 堆肥腐殖酸在波长465 nm和665 nm处具有特征性吸收峰值，465 nm和665 nm的吸光度比值，称为E4/E6比。该比值与腐殖酸分子的数量无关而与腐殖酸分子大小或缩合