微生物菌劑對葉菜廢棄物堆肥過程的影響

陳芙蓉 熊偉仡 尹嬌 張小卓 韓宇 鄧毅書

摘要：為研究微生物菌劑對葉菜廢棄物堆肥過程中相關(guān)理化指標(biāo)之間的動態(tài)變化的影響，以葉菜廢棄物為主料，玉米秸稈為輔料，添加VT-1000、群林發(fā)酵菌、反應(yīng)堆專用菌種001、SUKAAgre-C3009/C 共4種外源微生物菌劑進(jìn)行發(fā)酵，以不添加菌劑為對照，測定相關(guān)指標(biāo)并進(jìn)行綜合對比分析。結(jié)果表明，發(fā)酵第24天時，所有堆體均達(dá)到完全腐熟，添加菌劑處理的堆體種子發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）均明顯高于對照處理，其中，添加VT-1000菌劑的堆體GI最高，為113%；添加菌劑的堆體在第2天均可升溫至60 ℃以上，且可保持6～8 d的高溫期（≥50 ℃），比對照組多3～5 d，其中，添加VT-1000菌劑的溫度最高，達(dá)69.9 ℃，高溫持續(xù)時間為8 d，有效解決了葉菜含水率高影響堆肥品質(zhì)的問題；各處理養(yǎng)分含量分析表明，添加VT-1000菌劑處理的有機質(zhì)降解率和全氮含量最高，分別為21.0%和25.8 g·kg-1。施用添加VT-1000菌劑的自制有機肥能顯著提高土壤有機質(zhì)和全效養(yǎng)分含量，可以有效改善土壤的理化性質(zhì)，且自制有機肥的成本最低，僅為其他2種肥料的1/10左右。以上結(jié)果表明，添加微生物菌劑能促進(jìn)堆肥腐熟，提高堆體溫度，延長高溫期持續(xù)時間，提升堆肥品質(zhì)。綜合來看，添加VT-1000菌劑的效果最好。

關(guān)鍵詞：葉菜廢棄物；微生物菌劑；堆肥腐熟；堆肥品質(zhì)

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0826

中圖分類號：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）03‐0146‐09

蔬菜是我國種植業(yè)中僅次于糧食的第二大產(chǎn)業(yè)。據(jù)云南省統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2020年云南省蔬菜產(chǎn)量達(dá)2.5×107 t[1]，各類蔬菜的尾菜比率為16.5%～63.5%，平均達(dá)33.6%，由此估算，2020年我國蔬菜廢棄物總產(chǎn)量約為2.52×108 t，2021年云南省蔬菜廢棄物總產(chǎn)量約為9.24×106 t[2‐3]。這些蔬菜廢棄物大部分被棄置在蔬菜產(chǎn)區(qū)、集散點等，利用率較低，且其含水量較高，若不及時處理，很快就會腐爛變質(zhì)并產(chǎn)生大量滲濾液，進(jìn)而對土壤、河流、湖泊及地下水等造成面源污染[4]。目前，我國大部分蔬菜種植區(qū)常以深埋、堆棄等方式處理蔬菜廢棄物，也有部分地區(qū)采用自然漚肥、產(chǎn)沼等方式進(jìn)行處理[5]，固廢利用率較低且一般不能滿足無害化處理要求。因此，需要針對蔬菜廢棄物的特性采取更加有效的資源化處理方式。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，有機固體廢棄物的處理應(yīng)以資源化利用為主導(dǎo)方向，主要的途徑就是通過生物堆肥處理實現(xiàn)廢棄物的減量化、無害化和資源化[6]。在堆肥過程中添加一定量外源菌劑，有利于加快堆體升溫，促進(jìn)有機固體廢棄物分解，延長高溫持續(xù)時間[7]。研究表明，在畜禽糞便好氧發(fā)酵過程中加入一定量的發(fā)酵菌劑可顯著縮短發(fā)酵時間[8]。Duan 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在牛糞和麥秸混合堆體中添加0.5%枯草芽孢桿菌可顯著提高堆肥中總有機碳和腐殖質(zhì)碳的含量，并明顯提高堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。白慧[10]研究表明，接種復(fù)合菌劑對蔬菜廢棄物堆肥中的有機質(zhì)降解有顯著作用，根據(jù)接種菌劑類型的不同，對相同物料配比的堆肥也具有不同的效果。李瑋琳等[11]研究發(fā)現(xiàn)，接種抗生素降解菌劑可顯著促進(jìn)豬糞堆肥升溫，加速去除堆體水分，增加堆肥產(chǎn)物中總養(yǎng)分含量和蘿卜種子發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI），還能提高堆肥產(chǎn)物中穩(wěn)定性有機質(zhì)含量。已有的關(guān)于添加不同種類外源菌劑對堆體發(fā)酵的影響研究較為深入，但都是在基于堆體中有畜禽糞便的前提下。云南蔬菜產(chǎn)量位居全國前列，但由此產(chǎn)生的蔬菜廢棄物利用率卻較低，不利于實現(xiàn)資源化利用。為監(jiān)測不同菌劑對蔬菜廢棄物發(fā)酵的影響，通過測定相關(guān)指標(biāo)，探究堆肥過程中相關(guān)理化性質(zhì)的動態(tài)變化，為蔬菜廢棄物提供一種高效、低成本的處理方式。本研究以葉菜廢棄物為原料，用玉米秸稈調(diào)節(jié)碳氮比（C/N），在無畜禽糞便加入的前提下，研究添加不同菌劑條件下葉菜廢棄物堆體的溫度、含水率、pH和有機質(zhì)等的變化特征，分析添加不同菌劑對有機質(zhì)降解速率、堆體養(yǎng)分吸收等的影響，探究對堆肥效果最好的菌劑品種，并優(yōu)化堆肥條件，為實現(xiàn)葉菜廢棄物低成本高效率、原位處理、就地還田的生態(tài)處理方式提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 堆肥原料 供試葉菜類蔬菜廢棄物取自云南省蔬菜主產(chǎn)區(qū)，用切割機切割至2～4 cm，并進(jìn)行晾曬處理，水分晾曬至70%±5%。玉米秸稈取自云南省玉米主產(chǎn)區(qū)，用粉碎機粉碎至1～2 cm。供試原料的理化性質(zhì)如表1所示。

1.1.2 微生物菌劑 試驗所用微生物菌劑共4種，分別為：①北京沃土天地生物科技有限公司提供的VT-1000堆肥接種劑，主要菌群為側(cè)拖芽巧桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、黑曲霉，活菌數(shù)≥2×109 CFU·mL-1；②北海群林生物有限公司提供的發(fā)酵菌，主要菌群為枯草芽孢桿菌、細(xì)黃鏈霉菌、光合細(xì)菌等，活菌數(shù)≥2×109 CFU·mL-1；③山東天合生物工程技術(shù)有限公司提供的反應(yīng)堆專用菌種001，主要菌群為雙歧桿菌等，活菌數(shù)≥2×109 CFU·mL-1；④山東蘇柯漢生物工程股份有限公司提供的SUKAAgre-C3009/C發(fā)酵劑， 主要菌群為40% 的凝結(jié)芽孢桿菌、20% 巨大芽孢桿菌、20%棕色固氮菌、10%膠質(zhì)芽孢桿菌、5%米曲霉和5%的長柄木霉，活菌數(shù)≥3×109 CFU·mL-1。

1.1.3 供試土壤及肥料 供試土壤為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山試驗地紅壤土。取0—20 cm的土壤風(fēng)干、搗碎、過0.5 cm篩，備用，同時取一部分過1 mm篩待測。土壤理化性質(zhì)為：pH 6.92，可溶性鹽含量即電導(dǎo)率（electrical conductivity，EC）0.79 mS·cm-l，有機質(zhì)25.80 g·kg-1，全氮1.39 g·kg-1、全磷1.87 g·kg-1、全鉀2.71 g·kg-1、堿解氮126.80 mg·kg-1，速效磷12.30 mg·kg-1，速效鉀142.30 mg·kg-1。

供試肥料：ZF為添加VT-1000菌劑的自制有機肥，有機質(zhì)482.7 g·kg-1，全氮23.17 g·kg-1，全磷11.79 g·kg-1，全鉀29.37 g·kg-1；市售有機肥（SF），曲靖市楓茂鴨業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)，有機質(zhì)462.30g·kg-1，全氮35.87 g·kg-1，全磷27.24 g·kg-1，全鉀22.20 g·kg-1；蔬菜復(fù)合肥（HF），青海云天化國際蔬菜復(fù)合肥有限公司生產(chǎn)，復(fù)合肥的養(yǎng)分含量為N≥15%、P2O5≥5%、K2O>25%。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 堆肥發(fā)酵試驗 堆肥環(huán)境溫度為21～33 ℃，濕度為40%～90%。采用四周均勻打孔的泡沫箱為好氧發(fā)酵裝置（長60 cm、寬45 cm、高36 cm，容積約100 L）進(jìn)行堆肥。試驗共設(shè)4種外源添加菌劑處理，分別為VT-1000 堆肥接種劑（F1）、群林發(fā)酵劑（F2）、反應(yīng)堆專用菌種001（F3）和SUKAAgre-C3009/C（F4），微生物菌劑分別添加（按干物質(zhì)量計算）4‰、4‰、4‰和1.3‰，F(xiàn)1、F2、F3活菌數(shù)≥2.9×107 CFU·mL-1，F(xiàn)4活菌數(shù)≥9.5×107CFU·g-1，以不添加菌劑為對照（CK），每個處理3個重復(fù)，共15個堆體。堆肥物料為蔬菜廢棄物和玉米秸稈，將物料按照C/N 為25∶1 的比例充分混勻，調(diào)節(jié)含水率為60%左右，接種微生物菌劑混勻后填入好氧發(fā)酵裝置。發(fā)酵箱隨機擺放，箱與箱間隔0.5 m。試驗周期為24 d，每3 d翻堆1次，充分混勻，共翻堆7次。取樣方法選用多點混合取樣法，上、中、下3層，前、后、左、右、中5點取樣，每次每處理取樣前樣品充分混合，經(jīng)四分法取約300 g樣品。一部分樣品于4 ℃冰箱中保存，用于測定pH、EC和GI等指標(biāo)；另一部分樣品風(fēng)干后粉碎過1 mm 篩，用于測定樣品中有機質(zhì)（organic matter，OM）、全氮（total nitrogen，TN）、全磷（total phosphorus，TP）和全鉀（total potassium，TK）等指標(biāo)。

1.2.2 土壤肥效試驗 試驗于2021年9—10月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)等氮原則設(shè)計施肥，純氮（N）的施用量為0.2 g·kg-1土，試驗設(shè)計及施肥量見表2。土壤肥效試驗設(shè)置3個處理，分別為施加自制有機肥（ZF）、施加市售有機肥（SF）、施加蔬菜復(fù)合肥（HF），以不施肥為對照（CK1），每個處理設(shè)3 個重復(fù)，共12 盆，每盆4株。每盆裝（2 000.00±0.01）g風(fēng)干土，按表2將土壤和肥料混勻后，置于花盆中壓實，放置1 d，用蒸餾水澆透后，播種小白菜種子，每盆4穴，每穴5粒種子。播種完成后，每盆覆蓋約1 cm厚的干土，置于保溫大棚內(nèi)，定期澆水，試驗田間管理措施一致。待白菜采收后，土壤自然風(fēng)干過篩后測定有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量。

1.3 項目測定與方法

1.3.1 物理指標(biāo)測定 采用TP101金屬探桿溫度計每天定時測定堆體溫度，分別測定堆體上層（0—12 cm）、中層（12—24 cm）、下層（24—36 cm）的溫度，同一深度5個測樣點溫度的平均值作為堆肥該深度的溫度，最后將堆體上、中、下層的溫度取平均值作為堆肥的溫度，同時記錄當(dāng)天大棚內(nèi)的溫度。

采用烘干法測定含水率：取3個干凈鋁盒，在105 ℃條件下烘2 h至恒重，稱重記為W1，稱取堆肥鮮樣放入已經(jīng)恒重的小鋁盒中，稱重記為W2，將其放入105 ℃條件下鼓風(fēng)干燥至恒重，稱重記為W3。根據(jù)下列公式計算含水率。

含水率=（W2-W3）/（W2-W1）×100% （1）

取5 g堆肥樣品與50 mL去離子水混勻（堆肥樣品∶水=1∶10），室溫下在180 r·min-1轉(zhuǎn)速的搖床上連續(xù)振蕩30 min，再靜置30 min，取上清液，用pH計（PHS-3C，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）和EC 計（STARTER Series，上海邦典機電設(shè)備有限公司） 分別測定酸堿度（pH）和電導(dǎo)率（electricity conductivity， EC）。

1.3.2 化學(xué)指標(biāo)測定 參照NY/T 525—2021《有機肥料》[12]的方法分別測定堆體有機質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量。

稱取10 g鮮樣，按照固液比1∶10（g·mL-1）加入100 mL 去離子水，在25 ℃下200 r·min-1 振蕩30 min，將混合液過濾后備用。取10 mL上清液于墊有2張定性濾紙的9 cm培養(yǎng)皿中，其上均勻放入10粒顆粒飽滿的黃瓜種子，在（25±2） ℃的培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)48 h，統(tǒng)計發(fā)芽率并測量主根長，同時以蒸餾水作空白試驗。根據(jù)下列公式計算種子發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）。

GI=（有機肥浸提液組種子發(fā)芽率×種子根長）/（對照組種子發(fā)芽率×種子根長）×100% （2）

土壤有機質(zhì)含量依據(jù)NY/T 1121.6—2006《土壤檢測 第6部分：土壤有機質(zhì)的測定》[13]中的滴定法測定。土壤全氮含量依據(jù)NY/T 1121.24—2012《土壤檢測 第24部分：土壤全氮的測定 自動定氮儀法》[14]中的方法測定；土壤全磷含量依據(jù)NY/T88—1988《土壤全磷測定法》[15]中的方法用分光光度計進(jìn)行測定；土壤全鉀含量依據(jù)NY/T 87—1988《土壤全鉀測定法》[16]中的方法用火焰原子吸收儀進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計與分析，采用SPSS 20.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way analysis of variance，ANOVA）、差異顯著性檢驗（P<0.05），采用Origin2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌劑對堆體溫度及含水率的影響

由圖1可知，所有堆體在0～5 d時溫度迅速升高，并在5～10 d時維持高溫，10 d后溫度迅速下降并逐漸接近室溫。在第1天時，F(xiàn)2、F4處理的堆體溫度即達(dá)到50 ℃以上，分別為51.4、50.3 ℃；第2天時，4 個處理均達(dá)到50 ℃以上，分別為62.5、66.8、61.5和63.8 ℃；CK在發(fā)酵第6 天堆體溫度才達(dá)到50 ℃以上，為50.7 ℃。CK、F1、F2、F3 和F4處理的最高溫度分別為58.3、69.9、66.8、65.4、67.2 ℃，堆體溫度在50 ℃以上分別保持了3、8、8、6和8 d。其中，F(xiàn)1的堆體溫度最高，高溫持續(xù)時間為8 d。隨堆肥時間的推進(jìn)，0～3 d時含水率逐漸升高，在第3天達(dá)到最高，之后持續(xù)下降。24 d時，CK、F1、F2、F3 和F4 的含水率分別為34.1%、20.5%、25.4%、24.9% 和28.9%，添加菌劑處理的含水率均低于未添加菌劑處理。以上結(jié)果表明，添加菌劑能加快堆體升溫速度，提高堆體溫度，延長高溫持續(xù)時間，并明顯降低堆體含水率。

2.2 添加微生物菌劑處理下堆體pH 和EC 的動態(tài)響應(yīng)分析

pH和EC的變化趨勢如圖2所示，所有堆體的pH呈先升高后降低趨勢，在0～3 d時pH增長速度快，3～18 d時增長速度慢，均于18 d時達(dá)到最高，CK、F1、F2、F3和F4處理的最高pH 分別為8.09、8.25、8.21、8.18和8.14；18 d之后逐漸下降，至24 d時，CK、F1、F2、F3 和F4 處理的pH 分別下降至7.79、8.13、8.04、8.08和7.88，各處理pH增長率分別為14.6%、19.9%、16.4%、21.9% 和14.7%。隨著堆肥時間的推進(jìn)，所有堆體EC 值均呈逐漸上升趨勢。24 d時，CK、F1、F2、F3和F4處理的EC值分別為1.48、1.42、1.35、1.42 和1.49 mS·cm-1，與初始物料EC值相比分別增加19.4%、21.4%、19.5%、31.0%和31.1%。以上結(jié)果表明，添加菌劑可提高有機質(zhì)的降解率，并可促進(jìn)有機酸和無機鹽的分解。

2.3 微生物菌劑對堆體養(yǎng)分含量的影響

由圖3和表3可知，所有堆體有機質(zhì)含量均呈先下降后趨于平緩的變化趨勢。24 d時，CK、F1、F2、F3、F4 處理的有機質(zhì)含量分別為61.8%、53.3%、56.0%、58.1%、56.8%，與初始物料相比分別降低7.15%、21.0%、16.3%、11.7%、14.1%，降幅依次為F1>F2>F4>F3>CK，添加菌劑處理的有機質(zhì)降解率均大于對照，其中，F(xiàn)1處理有機質(zhì)降解率最高。各處理全磷和全鉀含量均隨堆肥時間的推進(jìn)呈逐漸上升趨勢。24 d時，CK、F1、F2、F3和F4處理全磷和全鉀含量分別為6.30、8.49、7.89、6.71、8.11 g·kg-1 和25.1、28.7、27.4、26.8、26.6 g·kg-1，相較于初始物料分別增加33.2%、63.0%、48.3%、55.3%、39.6% 和45.8%、67.4%、56.9%、61.0%、54.2%，F(xiàn)1處理全磷和全鉀含量的增幅均明顯高于其余處理。全氮含量變化則隨堆肥時間推進(jìn)呈先降低后升高趨勢，3 d時各處理全氮含量下降到最低，24 d 時全氮含量達(dá)到最高，分別為22.9、25.8、25.1、23.8和24.7 g·kg-1，與初始物料處理相比分別增加30.6%、47.7%、40.1%、41.1% 和36.4%，添加菌劑的處理全氮含量增幅均高于對照，其中F1處理全氮含量增幅明顯高于其余處理，表明添加VT-1000菌劑的堆體有機質(zhì)降解最多，營養(yǎng)成分相對含量增加也最多。以上結(jié)果表明，添加菌劑能加快有機質(zhì)降解速率和物料腐熟速度，縮短堆肥周期，且顯著提高腐熟物養(yǎng)分含量。添加菌劑處理的有機質(zhì)含量與對照有顯著差異，對總體營養(yǎng)成分影響顯著，有機質(zhì)的降解與營養(yǎng)成分相對含量呈顯著性相關(guān)。添加VT-1000菌劑效果最佳。

2.4 微生物菌劑對堆體種子發(fā)芽指數(shù)的影響

種子發(fā)芽指數(shù)（GI）的變化趨勢如圖4所示，所有堆體GI前期增長速度較快，后期趨于平緩。6 d 時，CK、F1、F2、F3 和F4 處理的GI 分別為33.2%、75.5%、62.1%、59.8% 和64.9%；12 d 時，F(xiàn)1、F2處理的GI均達(dá)到80%以上，分別達(dá)90.6%和87.5%；18 d時，添加菌劑的處理均已完全腐熟（GI>80%）；24 d時，CK、F1、F2、F3和F4處理的GI分別為80.4%、113.0%、101.0%、105.0%和97.0%。以上結(jié)果表明，添加微生物菌劑可以加快堆料的降解，促使堆肥在短時間內(nèi)達(dá)到腐熟，其中F1處理的腐熟時間最短，腐熟度最高。

2.5 土壤肥效影響及經(jīng)濟(jì)效益分析

由表4可知，所有處理土壤有機質(zhì)含量均增加，CK、ZF、SF、HF 處理分別增加29.07%、136.43%、121.90%、97.95%，增加量分別為7.50、35.20、31.45、25.27 g·kg-1，ZF 處理土壤有機質(zhì)含量及增加量均最高，顯著高于其他3個處理。所有處理土壤全氮含量均顯著增加，CK、ZF、SF、HF處理分別增加2.88%、86.21%、59.23%、58.27%，ZF處理土壤全氮含量及增加量均最高，顯著高于其他3個處理。ZF、SF、HF處理土壤全磷含量均增加，分別增加3.21%、22.19%、1.07%，CK土壤全磷含量降低16.49%。ZF處理土壤全鉀含量增加17.22%，顯著高于其他3個處理，SF、HF、CK處理土壤全鉀含量分別降低33.09%、7.75%、19.56%。以上結(jié)果表明，施用自制有機肥能顯著提高土壤有機質(zhì)和全效養(yǎng)分含量，可以有效改善土壤的理化性質(zhì)。

由表5可知，在等氮量下ZF、SF、HF的肥料成本分別為864.90、10 263.00、9 000.00元·hm-2，表現(xiàn)為SF>HF>ZF，表明自制有機肥的成本最低，僅為其他2種肥料的1/10左右。由此可見，自制有機肥不僅能顯著提高土壤中的有機質(zhì)和全效養(yǎng)分含量，提升土壤肥力，改善土壤質(zhì)地，還能極大地降低肥料投入和土壤改良的成本，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入。

3 討論

3.1 添加微生物菌劑條件下堆體發(fā)酵階段理化性質(zhì)變化

本研究中，添加微生物菌劑的處理在堆肥第2天均可升溫至60 ℃以上，且在50 ℃以上保持了6～8 d，未添加菌劑的對照在發(fā)酵第6 天溫度升至50.7 ℃，在50 ℃以上僅保持3 d；添加菌劑處理最高溫度比不添加菌劑處理高出7.1～11.6 ℃，高溫持續(xù)時間長3～5 d，表明接種微生物菌劑可加快堆體升溫速度，提高堆體溫度并能延長高溫持續(xù)時間，這與李天樞等[17]的研究結(jié)果一致，造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于微生物菌劑在一定程度上增加了堆料中的微生物數(shù)量，加速了有機物質(zhì)的分解，大量的代謝能量促使堆體溫度迅速升高，縮短了達(dá)到穩(wěn)定的時間，加快了腐熟進(jìn)程[18]。從含水率來看，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，含水率呈先升高后下降的趨勢，且處理之間變化趨勢基本一致。這是由于堆肥初期葉菜廢棄物釋放水分導(dǎo)致含水率升高，隨著堆肥的進(jìn)行，堆體溫度迅速升高，水分大量蒸發(fā)，同時微生物活動強度高，其代謝需要消耗大量的水分，使物料的含水率急劇減少，高溫和高溫持續(xù)時間能有效解決葉菜廢棄物含水率過高影響堆肥品質(zhì)的問題。

堆肥過程中pH的動態(tài)變化也是評價堆肥進(jìn)程的指標(biāo)之一。葛夢嬌[4]、耿鳳展[19]和徐路魏[20]的試驗證明，堆肥是堆體逐漸酸化的過程。本研究中pH變化趨勢與該結(jié)論有一定差異，在堆肥初期及高溫期，各處理pH迅速升高，隨著堆肥的進(jìn)行銨態(tài)氮一部分經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，另一部分則形成NH3揮發(fā)，導(dǎo)致pH有所下降，最終各處理pH在7.88～8.13，均滿足國家有機肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)（pH 5.5～8.5）[14]。EC反映好氧發(fā)酵物料中可溶性鹽的含量，可以反映堆體中可溶性鹽對植物的毒害作用，一般認(rèn)為，堆體EC超過4 mS·cm-1時會對作物產(chǎn)生毒害作用[21‐22]，在低于4 mS·cm-1 時則可以安全使用。各處理EC隨著堆肥的進(jìn)行呈不斷升高的趨勢，是由于在堆肥初期大量小分子有機酸和無機鹽物質(zhì)被微生物分解利用，導(dǎo)致EC升高，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，硝化細(xì)菌利用有機物進(jìn)行礦化作用產(chǎn)生NO-3，使EC 進(jìn)一步升高。堆肥結(jié)束后各處理EC 小于4 mS·cm-1，均在安全使用范圍內(nèi)。

3.2 添加微生物菌劑條件下堆肥質(zhì)量差異評價

通常情況下，發(fā)酵過程中有機質(zhì)的含量呈下降趨勢，且高溫期有機質(zhì)的降解速度最快[23]。本研究表明，4種菌劑處理的有機質(zhì)降幅均明顯高于對照，其中F1處理有機質(zhì)分解轉(zhuǎn)化速率最快，可能是添加微生物菌劑的處理提前進(jìn)入高溫期，在高溫期時，有機物在微生物作用下快速降解，進(jìn)入降溫期后，含水率降低，微生物活性減弱，導(dǎo)致剩余有機物的降解減弱，有機質(zhì)含量逐漸趨于穩(wěn)定。

在堆肥初期，各處理全氮含量呈下降趨勢，是由于在堆肥過程中一部分硝態(tài)氮會轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮揮發(fā)，也有部分會隨著滲濾液等途徑損失，導(dǎo)致全氮含量下降，這與莫舒穎[24]在蔬菜廢棄物堆肥中接種菌劑的研究結(jié)果一致。隨著堆肥的進(jìn)行，雖然有機質(zhì)降解速率減小，總干重下降幅度減小，總氮上升速率也減小，但由于有機質(zhì)的降解量大于氮素的損失量，所以總體來說總氮含量是增加的。本研究中，添加微生物菌劑的處理全氮增長率均高于對照，其中F1處理全氮增長率最高，這是由于添加微生物菌劑可以有效控制發(fā)酵過程中的營養(yǎng)代謝過程，減少NH3的損失，促進(jìn)氮素向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，固定了堆肥中更多的氮素營養(yǎng)。另外，各處理全磷和全鉀含量也隨著堆肥的進(jìn)行不斷增加，添加微生物菌劑的處理全磷和全鉀增長率均高于對照，其中F1處理全磷和全鉀含量增幅均明顯高于其余處理，這與勞德坤等[25]在蔬菜廢棄物堆肥中接種微生物能夠縮短堆肥周期、提高氮磷鉀等養(yǎng)分含量的研究結(jié)果一致。

堆肥初期，GI有所下降，是由于堆肥中有機物質(zhì)被微生物分解產(chǎn)生了有機酸抑制種子的生長。從第3天開始，添加了微生物菌劑的處理GI迅速升高，是由于有機酸被礦化形成銨態(tài)氮，銨態(tài)氮進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，從而降低了堆肥的毒性，而對照組到發(fā)酵第6天才呈迅速升高趨勢，表明添加微生物菌劑可以加快堆肥腐熟的速度。發(fā)酵第12天，F(xiàn)1、F2處理最先達(dá)到完全腐熟，發(fā)酵18 d后，除CK外均達(dá)到完全腐熟，發(fā)酵第24天時，各處理均達(dá)到完全腐熟，表明添加微生物菌劑可加快物料腐熟速率。其中，F(xiàn)1處理GI最高，為113%，表明堆肥物料腐熟程度最高，腐熟效果最好，這與劉成琛等[26]、王若斐等[27]的研究結(jié)果一致。

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