翻堆频率对堆肥减量化腐殖化和稳定化的影响.pdf

第44卷第 1期 工 业 微 生 物 Vo1．44 No．1 2014年2月 IndustrialMicrobiology Feb．2014 doi：10．3969／j．issn。1001—6678．2014．01．002 翻堆频率对堆肥减量化、腐殖化和稳定化的影响 李 凡 ， 陈金海 ， 王 磊H， 单伊娜 ， 尹秋晓 ， 乐毅全 ，付小花 1．同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092； 2．上海东滩国际湿地有限公司，上海 202183 摘 要：好氧堆肥是有机固体废弃物处理处置的有效手段之一，堆肥还田也是贫瘠土壤改良的常 用措施。但好氧堆肥是一个典型的CO 等温室气体的释放过程。如何减少堆肥过程中的CO 释 放，强化堆肥的腐殖化过程对于实现有机固体废弃物的低碳化堆肥、提高作为优 良土壤改良剂的腐 殖质产量具有重要意义。本文选取农林秸秆和餐厨垃圾作为堆肥原料，研究不同翻堆频率对堆肥 过程中的物料减量化、腐殖化和稳定化的影响，以期发现一个较低碳的堆肥工艺，并从微生物角度 初步探索了其影响机制。研究结果显示，不同的翻堆频率(分别为每2d、4d和6d翻堆一次)，堆 料的减量化和腐殖化程度有一定差异，翻堆频率为4d的堆肥工艺物料减量率最高为50．5％，但碳 减量率最低为77．4％；而翻堆频率为2d的堆肥工艺腐殖质产量最高；3种堆肥工艺经62d堆肥都 达到了腐熟程度，翻堆频率为4d的堆肥工艺腐熟化程度最高。不同的翻堆频率可能通过影响堆 肥过程中堆料的温度、含氧量等因素从而改变堆料中活性微生物量、种类和生物酶活性，进而影响 堆料的矿化和腐殖化进程。 关键词：翻堆频率；减量化；腐殖化；微生物机制 作为土壤的重要基质，腐殖质(HS)约占土壤中 虑较少 J。在 目前 CO 过量排放导致全球变暖的 有机质含量的60％一80％ J，是一种黑色的稳定化 大背景下，CO 的减排已引起人们高度关注 j。如 复杂有机物质，它主要 由胡敏酸 (HA)和富里酸 何有效减少堆肥过程中的CO 释放，同时强化堆肥 (FA)两部分组成。腐殖质可促进土壤形成团粒结 的腐殖化过程，对于实现低碳化堆肥，增加堆肥中腐 构，从而有效改善土壤结构，提高土壤肥力，有利于 殖质的产量具有重要意义。 植物生长。堆肥是有机固体废弃物处理处置的有效 堆肥中的很多因素如通风、水分、C／N 比等都 手段之一，腐熟后的堆肥腐殖质含量丰富，是一种 良 会对堆肥进程产生影响。堆肥过程中的基本条件的 好的土壤改 良剂。 控制，是影响堆肥过程中减量化和腐殖化的关键所 堆肥过程是依靠 自然界广泛分布的细菌、放线 在。例如，有文章指出不同的秸秆／餐厨垃圾配比与 菌、真菌等微生物，在一定的人工条件下，有控制地 堆料的矿化和腐殖化进程有直接关系 J。翻堆是 促进可生物降解的有机物进行矿化和腐殖化过程。 堆肥过程中的重要管理措施，它可以通过物理扰动 腐殖化过程会产生稳定的腐殖质，而矿化过程则会 来影响堆料环境的温度、湿度和氧含量等，从而控制 产生 CO 等温室气体。因此堆肥也是一个典型的 堆料的降解和腐熟。然而，目前对于翻堆频率对堆 温室气体释放过程。通常情况下，传统的堆肥工艺 料减量化和腐殖化过程的影响尚缺乏全面系统的了 以垃圾处理为主要 目的，考虑矿化和减量化较多，而 解。本研究在实验室规模中研究了翻堆频率对混合 对堆肥产物的品质，即腐殖质产量与稳定化程度考 堆肥减量化、腐殖化和稳定化的影响，并初步探索了 基金项 目：国家 自然科学基金项 目(N021307093)；上海市科委重大科技攻关项 目(I1DZ1211403)。 作者简介：李凡(1988～)，女，硕士研究生，主要研究方向为污染控制与生态修复。E-mail：LF—email@163．tom。 }通