不同原料好氧堆肥過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化特征及腐殖質(zhì)組分的變化

李孟嬋，張 鶴，楊慧珍，張 健，張春紅，王友玲，邱慧珍

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民對(duì)肉類(lèi)需求的日趨增加，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，隨之產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境造成的影響也日趨嚴(yán)重[1]。據(jù)估算，全國(guó)每年產(chǎn)生的畜禽糞污約38億t，綜合利用率還不到60%；每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈近9億t，未利用的達(dá)2億t[2]，這些廢棄物已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源[3]。由于未經(jīng)腐熟的畜禽糞便中一般都會(huì)含有大量的病原菌、寄生蟲(chóng)卵和滋生的蚊蠅，因此會(huì)引起人、畜傳染病的發(fā)生，當(dāng)人和畜禽都患病時(shí)還會(huì)引發(fā)疫情，從而危害人民的健康[4]。另外，我國(guó)耕地質(zhì)量面臨著新一輪的低肥力、高投入和高污染等問(wèn)題[5]，農(nóng)業(yè)廢棄物肥料化利用可避免養(yǎng)分資源的浪費(fèi)。據(jù)估算，38億t畜禽糞便可提供氮磷鉀 5 323萬(wàn)t[6]，占我國(guó)目前化肥施用總量的89%[7]。如能將這部分養(yǎng)分以有機(jī)肥的形式歸還土壤，可有效減少化肥用量。

好氧堆肥是由微生物分解難降解有機(jī)物(如纖維素和木質(zhì)素)，并轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程，可以完成不同有機(jī)物料如農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便的生物轉(zhuǎn)化[8-9]，是無(wú)害化和資源化處理農(nóng)牧業(yè)廢棄物的最有前景的一種方式，也是實(shí)現(xiàn)畜禽糞便無(wú)害化和資源化處理的最有效途徑[10]。好氧堆肥產(chǎn)品施入農(nóng)田可以促進(jìn)農(nóng)田的可持續(xù)利用[6,11]，可補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，起到改良土壤環(huán)境的作用[12-13]。

然而，目前我國(guó)堆肥產(chǎn)品中存在著質(zhì)量參差不齊、肥效低等諸多問(wèn)題[14]。有機(jī)質(zhì)含量是評(píng)價(jià)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，腐殖質(zhì)作為有機(jī)質(zhì)的主要組成部分[15]，是評(píng)價(jià)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)[16]，可溶性有機(jī)碳是能被微生物直接利用的碳源，是有機(jī)物料中纖維素、半纖維素等組分分解的中間產(chǎn)物[17]。因此深入研究不同原料好氧堆肥過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化特征及腐殖質(zhì)組分的變化規(guī)律，優(yōu)化堆肥配方和工藝參數(shù)，對(duì)促進(jìn)有機(jī)肥企業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)：富里酸(Fulvic Acid，F(xiàn)A)、胡敏酸(Humic Acid，HA)和胡敏素(Humin，HM)。胡敏酸和富里酸的含量是決定堆肥質(zhì)量及腐熟度的重要因素之一，對(duì)堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要意義[18-20]。研究表明，不同堆肥原料有機(jī)質(zhì)組分存在較大差異，其在堆肥過(guò)程中可溶性有機(jī)碳及腐殖質(zhì)組分含量變化趨勢(shì)也不盡相同[21-22]。目前，有關(guān)好氧堆肥過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化特征及腐殖質(zhì)組分變化規(guī)律的研究試驗(yàn)多是以單種畜禽糞便與秸稈為原料進(jìn)行，而對(duì)以不同畜禽糞便與秸稈為原料的堆肥過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化及腐殖質(zhì)組分變化進(jìn)行比較分析的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以牛糞、羊糞2種畜禽的糞便為主原料，以玉米秸稈和小麥秸稈為輔料，對(duì)不同原料好氧堆肥過(guò)程中總有機(jī)碳(TOC)、可溶性有機(jī)碳(DOC)和腐殖酸含量的碳轉(zhuǎn)化特征以及腐殖質(zhì)組分，胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，旨在比較不同原料在堆肥過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化特征及腐殖質(zhì)組分的變化規(guī)律，以期為有機(jī)肥生產(chǎn)過(guò)程中優(yōu)化配料組合提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

堆肥試驗(yàn)設(shè)在白銀市白銀區(qū)四龍鎮(zhèn)鑫昊生物科技有限公司，試驗(yàn)區(qū)年平均氣溫約9℃，6-7月份平均氣溫15～27℃，年均降雨量181 mm，全年多風(fēng)，屬典型的大陸性氣候。堆肥采用戶(hù)外堆置方式，于2017年6月20日開(kāi)始堆肥，周期35 d。供試原料由肥料廠提供，使用前用切碎機(jī)將玉米秸稈切為2～5 cm的碎料。堆肥原料的理化性狀見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

堆肥試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理：T1：牛糞+玉米秸稈(C+M)；T2：牛糞+小麥秸稈(C+W);T3：羊糞+玉米秸稈(S+M);T4：羊糞+小麥秸稈(S+W)。

各處理的畜禽糞便與秸稈添加量干基相同，用尿素調(diào)節(jié)C/N為27±0.5，堆體初始含水率控制在60%±1%，混勻后堆成長(zhǎng)2.5 m，高1.2 m，寬2 m的條堆。堆肥以自然發(fā)酵的方式進(jìn)行，不添加發(fā)酵菌劑。人工翻堆，升溫和高溫階段每2 d翻堆一次，降溫階段每4 d翻堆一次。

1.3 樣品采集與測(cè)定方法

1.3.1 采樣時(shí)間與方法 每隔5 d采集一次樣品，方法為按長(zhǎng)度將堆體分為4個(gè)等距截面，于各截面的3個(gè)不同深度：表面(0～20 cm)，中間(50～70 cm)，底部(100～120 cm)進(jìn)行取樣，每層等量取樣約300 g，混勻，每個(gè)處理4次重復(fù)。樣品自然風(fēng)干用于理化性狀的測(cè)定。

1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 總有機(jī)碳(TOC)的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法[23]；可溶性有機(jī)碳(DOC)的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法[24]；總腐殖酸(THA)的測(cè)定采用焦磷酸鈉浸提-重鉻酸鉀容量法[25]，游離腐殖酸(FHA)的測(cè)定采用1%氫氧化鈉浸提-重鉻酸鉀容量法[25]；富里酸(FA)、胡敏酸(HA)含量的測(cè)定采用焦磷酸鈉-氫氧化鈉提取重鉻酸鉀氧化容量法[26]；纖維素的測(cè)定采用酸性洗滌硫酸-重鉻酸鉀氧化法[27],半纖維素的測(cè)定采用2 mol·L-1鹽酸水解法[27]；木質(zhì)素的測(cè)定采用醋酸分離硫酸-重鉻酸鉀氧化法[27]。

溫度測(cè)定：每天于8∶00， 12∶00， 16∶00分別取樣測(cè)定3次，取3次溫度的平均值。測(cè)溫層次與取樣層次一致，每層均勻測(cè)溫4次，取其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010進(jìn)行圖表繪制和Spass 23進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料堆肥過(guò)程中有機(jī)碳含量的變化

2.1.1 總有機(jī)碳(TOC)含量的變化 碳變化是堆肥過(guò)程中最基本的特征，碳作為微生物的能源物質(zhì)和細(xì)胞的主要組成物質(zhì)，在堆肥過(guò)程中被微生物分解利用，轉(zhuǎn)化為氣體散失，同時(shí)合成腐殖質(zhì)[28]。不同處理堆肥過(guò)程中TOC的變化見(jiàn)圖1。

表1 不同堆肥原料的理化性質(zhì)

注：T1—牛糞+玉米秸稈;T2—牛糞+小麥秸稈；T3—羊糞+玉米秸稈；T4—羊糞+小麥秸稈。下同。Note:T1—cow dung+maize straw;T2—cow dung+wheat straw；T3—sheep dung+maize straw；T4—sheep dung+wheat straw. The same below.圖1 堆肥過(guò)程中總有機(jī)碳(TOC)含量的變化Fig.1 Changes of total organic carbon during composting

由圖1可知，在整個(gè)堆肥過(guò)程中，所有處理的TOC含量均呈下降趨勢(shì)，至堆肥結(jié)束時(shí)，T1～T4處理的TOC下降幅度分別為22.1%、21.5%、23.6%和23.7%，以小麥秸稈為輔料的處理在堆肥過(guò)程中TOC含量始終高于玉米秸稈的處理，這可能與不同秸稈的理化性質(zhì)不同有關(guān)。

2.1.2 可溶性有機(jī)碳(DOC)含量的變化 DOC是總碳中最活躍的成分，是微生物在分解有機(jī)物料中半纖維素、纖維素等組分的產(chǎn)物[17]，同時(shí)它又是微生物所依賴(lài)的碳源與能源[29]，為此，我們?cè)跍y(cè)定TOC含量變化的同時(shí)，測(cè)定了不同處理在堆肥過(guò)程中DOC含量的變化，結(jié)果見(jiàn)圖2。

如圖2所示，各處理DOC含量在堆肥過(guò)程中呈波動(dòng)式降低趨勢(shì)，至堆肥第15天時(shí)，各處理的DOC降至最低值，但不同處理的變化情況明顯不同。以牛糞為主料的T1和T2處理的DOC在第10天之前幾乎無(wú)變化，其后迅速下降，而以羊糞為主料的T3和T4處理的DOC則從堆肥一開(kāi)始就下降，至第15天時(shí)達(dá)最低值，T1～T4處理至堆肥第15天時(shí)DOC的下降幅度分別為32.4%、36.5%、51.8%、39.3%，以羊糞+玉米秸稈的T3下降幅度最大，這可能與牛羊糞中纖維素和半纖維素的含量不同有關(guān)。

從圖2結(jié)果還可以看出，隨堆肥過(guò)程的推進(jìn)，不同處理的DOC都在下降，但是T1的DOC始終高于其它處理，至堆肥結(jié)束時(shí)，T1～T4處理DOC的含量較堆肥開(kāi)始時(shí)分別降低了31.3%、30.6%、38.1%、33.5%，相較于第15天時(shí)的最低值，T1的降幅最小，T3的降幅最大。

2.2 不同原料堆肥過(guò)程中腐殖酸含量的變化

2.2.1 總腐殖酸(THA)含量的變化 堆肥過(guò)程是一個(gè)礦化和腐殖化作用交替進(jìn)行的過(guò)程，堆肥中的腐殖酸由物料中新生成及原有腐殖酸轉(zhuǎn)化而來(lái)，原料成分、堆肥時(shí)間、堆置工藝、環(huán)境條件等都是影響堆肥中腐殖酸含量高低的因素[30-31]。為此，我們測(cè)定了不同處理堆肥過(guò)程中腐殖酸含量的變化，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可以看出，堆肥中THA含量的增加始于第10天，至第15天時(shí)增大到最高值，隨后緩慢下降，至第30天降到最低值后趨于穩(wěn)定。

圖2 堆肥過(guò)程中可溶性有機(jī)碳(DOC)含量的變化Fig.2 Changes of DOC content during composting

圖3 堆肥過(guò)程中總腐殖酸(THA)含量的變化Fig.3 Changes of total content of humic acid(THA)during composting

各處理的THA含量從一開(kāi)始就表現(xiàn)不同，以羊糞為主料的T3、T4處理在整個(gè)堆肥過(guò)程中THA含量始終高于牛糞組合的T1和T2處理。堆肥結(jié)束時(shí)，與堆肥初期相比，牛糞組合的T1和T2處理的THA含量增加了14.8%和17.0%，羊糞組合的T3處理較堆肥開(kāi)始時(shí)降低了16.4%，T4處理增加了1.1%。

2.2.2 游離腐殖酸(FHA)含量的變化 不同處理堆肥過(guò)程中FHA含量的變化情況見(jiàn)圖4。從圖4可以看出，不同處理的FHA含量的變化情況與THA類(lèi)似，從一開(kāi)始就表現(xiàn)不同，以羊糞為主料的T3、T4處理在整個(gè)堆肥過(guò)程中顯著高于牛糞組合的T1和T2處理(P<0.05)，這是因?yàn)镕HA是腐殖酸的主要組成部分。4個(gè)處理FHA含量的變化趨勢(shì)基本相同，在第15天之前持續(xù)下降后表現(xiàn)上升，這是因?yàn)槎逊食跗谛纬傻腡HA不穩(wěn)定，極易被分解成FHA。

2.2.3 總腐殖酸/總有機(jī)碳(THA/TOC)值的變化 好氧堆肥的結(jié)果是物料中的有機(jī)物向穩(wěn)定程度較高的腐殖質(zhì)方向轉(zhuǎn)化，腐殖質(zhì)在形成的同時(shí)也在微生物的作用下進(jìn)行著分解[30-31]。為此，本試驗(yàn)在測(cè)定腐殖酸含量的基礎(chǔ)上分析了THA/TOC值的變化，結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可以看出，堆肥中THA/TOC值的變化與THA含量的變化趨勢(shì)相似。THA/TOC值的增加同樣始于第10天，至第15天時(shí)增大到最高值，隨后緩慢下降，至第30天降到最低值后趨于穩(wěn)定。各處理的THA/TOC值從一開(kāi)始就表現(xiàn)不同，以羊糞為主料的T3、T4處理在整個(gè)堆肥過(guò)程中THA/TOC值顯著高于牛糞組合的T1和T2處理(P<0.05)。堆肥結(jié)束時(shí)，與堆肥初期相比，牛糞組合的T1和T2處理的THA/TOC值增加了47.3%和49.1%，羊糞組合的T3和T4處理較堆肥開(kāi)始時(shí)增加了9.4%和32.3%。

圖4 堆肥過(guò)程中游離腐殖酸(FHA)含量的變化Fig.4 Changes of the content of free humic acid(FHA)during composting

圖5 堆肥過(guò)程中總腐殖酸/總有機(jī)碳比值的變化Fig.5 Changes of THA/TOC ratio during composting

2.3 不同原料堆肥過(guò)程中腐殖質(zhì)主要組分含量的變化

堆肥過(guò)程是一個(gè)腐殖質(zhì)不斷積累的過(guò)程，我們對(duì)腐殖質(zhì)的重要組分HA和FA含量在堆肥過(guò)程中的變化進(jìn)行了測(cè)定。

2.3.1 胡敏酸(HA)含量的變化 HA是一類(lèi)能溶于堿溶液而被酸溶液所沉淀的腐殖質(zhì)物質(zhì)，對(duì)土壤養(yǎng)分保持及土壤結(jié)構(gòu)形成具有重要意義[32]，不同處理堆肥過(guò)程中HA含量的變化見(jiàn)圖6。

從圖6可以看出，各處理的HA含量從一開(kāi)始就明顯分為2組，羊糞由于其HA的含量高于牛糞，所以其組合T3和T4處理的HA含量整個(gè)堆肥過(guò)程中始終高于牛糞組合的T1和T2處理，但是隨堆肥進(jìn)程的延續(xù)，處理之間的差異在堆肥25 d后變小，在堆肥結(jié)束時(shí)，T3、T4處理HA含量顯著高于T1、T2處理(P<0.05)。T1～T4處理較堆肥開(kāi)始時(shí)的增幅分別為197.8%、140.9%、70.4%和65.4%。

2.3.2 富里酸(FA)含量的變化 FA是一類(lèi)既能溶于堿溶液又溶于酸溶液的腐殖質(zhì)物質(zhì)，其酸性和移動(dòng)性均大于HA，但是其吸收性比HA低，對(duì)促進(jìn)礦物的分解和養(yǎng)分的釋放具有重要作用[32]。不同處理堆肥過(guò)程中FA含量的變化見(jiàn)圖7。

從圖7可以看出，堆肥期間各處理FA含量整體呈下降趨勢(shì)。堆肥前5 d FA含量均迅速下降，可能是由于FA分子量相對(duì)較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，隨著微生物的大量繁殖，原料中的FA被微生物大量分解；之后各處理FA含量呈波動(dòng)式變化，下降幅度變小，可能是由于物料在微生物作用下分解合成FA的速率與FA礦化或聚合成HA的速率在動(dòng)態(tài)變化；堆肥結(jié)束時(shí)，T1～T4處理FA含量分別為1.19%、1.15%、1.33%、1.49%，T4處理顯著高于T1、T2處理，其它處理間差異不顯著(P<0.5)，可能與T4處理高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)有關(guān)。各處理FA相比堆肥開(kāi)始階段降低幅度不同，T1～T4分別為54.9%、59.4%、55.5%、44.9%。

圖6 堆肥過(guò)程中胡敏酸(HA)含量的變化Fig.6 Changes of humic acid content during composting

2.3.3 胡敏酸/富里酸(HA/FA)比值的變化 HA/FA是表征堆化腐殖化過(guò)程的重要參數(shù)[33]，不同堆肥處理的HA/FA的變化見(jiàn)圖8。

由圖8可知，各處理HA/FA比值均逐漸升高，這主要是因?yàn)槎逊蔬^(guò)程中HA含量的不斷增加和FA含量的持續(xù)下降。堆肥初期各處理含有較低含量的HA和較高含量的FA，T1、T2處理HA/FA分別為0.51和0.53，顯著低于T3(0.88)和T4(1.01)處理(P<0.05)；隨著堆肥化的進(jìn)行，HA含量逐漸增加，F(xiàn)A含量則迅速降低，使各處理HA/FA呈上升趨勢(shì)；堆肥第15天時(shí)，T1、T2處理HA/FA顯著低于T3、T4處理(P<0.05)；堆肥結(jié)束時(shí)， T1～T4處理的HA/FA較初期增幅分別達(dá)566.9%、497.4%、271.7%、199.9%， T1、T2處理增幅大于T3、T4處理。

2.4 不同原料好氧堆肥過(guò)程中溫度的變化

溫度是堆肥過(guò)程中重要的工藝參數(shù)之一，它影響著堆體中微生物的活性及有機(jī)物料的分解速率，也影響著堆肥產(chǎn)品的腐殖化程度[34-35]。不同處理堆肥過(guò)程中溫度的變化見(jiàn)圖9。

圖7 堆肥過(guò)程中富里酸(FA)含量的變化Fig.7 Changes of fulvic acid during composting

圖8 堆肥過(guò)程中HA/FA比值的變化Fig.8 Changes of HA/FA ratio during composting

圖9 堆肥過(guò)程中溫度的變化Fig.9 Changes of temperature during composting

由圖9可知，4個(gè)處理中，T1在第3天進(jìn)入高溫期(55℃)，T2在第1天就進(jìn)入高溫期，其它2個(gè)處理都在第2天進(jìn)入高溫期。T1～T4處理高溫維持時(shí)間分別為20、21、22、27 d，T3、T4處理高溫期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于T1、T2。各處理達(dá)60℃以上天數(shù)分別為13、15、6 d和9 d，T1、T2處理達(dá)60℃以上高溫時(shí)間多于T3、T4處理。4個(gè)處理在高溫期達(dá)到的最高溫度分別為66.7℃、71.8℃、64.5℃、72.2℃，T2、T4處理在堆肥過(guò)程中達(dá)到的最高溫度高于T1、T3，這可能與原材料性質(zhì)有關(guān)。4個(gè)處理分別于堆肥第22、21、23、28天后進(jìn)入降溫期，至堆肥結(jié)束各處理堆溫接近環(huán)境溫度。

3 討 論

堆肥過(guò)程中有機(jī)物料中的有機(jī)碳含量會(huì)因礦化分解作用而逐漸減少。研究表明，不同堆肥條件下，有機(jī)碳減少幅度不同[36-37]。本試驗(yàn)中以羊糞為主料的處理(T3、T4)在堆肥結(jié)束時(shí)TOC下降幅度比以牛糞為主料的處理(T1、T2)高，可能是由于T3、T4處理高溫期長(zhǎng)于T1、T2處理，有機(jī)碳被微生物分解利用的程度也較高。DOC可以為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供碳源來(lái)促進(jìn)微生物的活動(dòng)，而微生物在活動(dòng)過(guò)程中又會(huì)通過(guò)分解堆體中的有機(jī)物料及通過(guò)本身的一些新陳代謝或死亡來(lái)増加堆料中DOC的含量[17,38]。大量研究表明，在不同的堆肥物料和堆肥條件下，堆體中DOC的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律也不盡相同[9,39]，有的研究發(fā)現(xiàn)堆肥結(jié)束時(shí)DOC相比堆肥開(kāi)始呈降低趨勢(shì)[37,39]，也有在堆肥結(jié)束時(shí)較堆肥開(kāi)始呈增加趨勢(shì)的研究報(bào)道[33]。本試驗(yàn)中，各處理DOC呈波動(dòng)式下降趨勢(shì)，堆肥結(jié)束時(shí)T3、T4處理下降幅度大于T1、T2處理，可能是由于羊糞中纖維素、半纖維素含量高于牛糞，使得微生物利用其在降解過(guò)程中產(chǎn)生的DOC的量就多，從而使得堆體DOC含量降幅較大。

堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)[17-19]，腐殖質(zhì)在形成的同時(shí)也進(jìn)行著分解。FA與HA作為腐殖質(zhì)的重要組成部分，它們?cè)诤艽蟪潭壬蠜Q定著堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量[20]。相關(guān)研究表明，腐殖質(zhì)及其各組分含量變化與原材料的性質(zhì)有關(guān)[20,32]。本試驗(yàn)中，4個(gè)處理THA含量的增加始于第10天，在第15天時(shí)增大到最高值。說(shuō)明腐殖酸在堆肥10 d后大量形成，在堆肥結(jié)束時(shí)T1、T2處理的THA含量較堆肥開(kāi)始時(shí)的增幅顯著大于T4處理，而T3處理THA含量較堆肥開(kāi)始時(shí)低，可能是由于堆肥開(kāi)始時(shí)羊糞處理中THA含量較高，而這部分腐殖酸不穩(wěn)定，在堆肥期間進(jìn)行了礦化分解。FHA含量是影響腐殖酸類(lèi)肥料肥效的重要指標(biāo)，很多提高肥料腐殖酸活性的研究都是通過(guò)提高FHA含量來(lái)實(shí)現(xiàn)的[40]，各處理FHA含量在堆肥結(jié)束時(shí)均較堆肥開(kāi)始時(shí)低，其變化情況與THA相似，因?yàn)镕HA是腐殖酸總量的主要組成部分，它的數(shù)量變化直接影響了腐殖酸總量的變化[16]。有研究認(rèn)為堆肥過(guò)程中FA和HA均呈下降趨勢(shì)[41]，也有呈增加趨勢(shì)的研究報(bào)道[42]。本試驗(yàn)表明，堆肥過(guò)程中各處理HA含量呈增加趨勢(shì)，F(xiàn)A含量呈下降趨勢(shì)，因?yàn)镕A可能會(huì)通過(guò)微生物活動(dòng)轉(zhuǎn)化成HA[39,43]。隨著堆肥過(guò)程的進(jìn)行，物料中有機(jī)物迅速分解，腐殖質(zhì)組分中不穩(wěn)定的成分逐漸向穩(wěn)定成分轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致HA/FA比值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化[33]，本試驗(yàn)中T1、T2處理在堆肥結(jié)束時(shí)HA/FA增幅大于T3、T4處理，說(shuō)明T1、T2處理腐殖化程度高于T3、T4處理。

溫度是影響堆肥效率以及保證堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。李國(guó)學(xué)等[44]認(rèn)為在堆肥剛開(kāi)始時(shí)，堆料的溫度通常會(huì)接近周?chē)沫h(huán)境溫度，隨著堆料中中溫性微生物的作用，堆體通常能夠在1～2 d的時(shí)間達(dá)到高溫微生物活動(dòng)的理想溫度50℃～65℃，而在這樣的高溫條件下，一般只需要5 d左右的時(shí)間便可以保證堆肥產(chǎn)品達(dá)到無(wú)害化的相關(guān)要求。如果堆肥時(shí)堆體的溫度上升太慢、溫度一直較低就會(huì)大大地延長(zhǎng)堆體能夠達(dá)到腐熟條件所需的天數(shù)，而太高的堆溫(高于70℃)則會(huì)抑制大部分微生物的活性。本試驗(yàn)中以羊糞為主料的2個(gè)堆肥處理高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于以牛糞為主料的2個(gè)處理，以小麥秸稈為輔料的堆肥處理在堆肥過(guò)程中達(dá)到的最高溫度高于以玉米秸稈為輔料的處理，這可能與原材料性質(zhì)有關(guān)。

4 結(jié) 論

1)不同原料在堆肥過(guò)程中總有機(jī)碳和可溶性碳含量隨堆肥過(guò)程的推進(jìn)而降低，添加羊糞的處理在堆肥結(jié)束時(shí)總有機(jī)碳和可溶性碳含量的下降幅度大于添加牛糞的處理，羊糞中高含量的纖維素、半纖維素可能是其變化幅度較大的主要原因。

2)不同原料在堆肥過(guò)程中總腐殖酸含量總體呈先上升后下降趨勢(shì)，游離腐殖酸及富里酸含量逐漸降低，胡敏酸含量逐漸增加，堆肥過(guò)程顯著提高了胡敏酸態(tài)碳。整個(gè)堆肥過(guò)程添加羊糞的處理總腐殖酸、游離腐殖酸及胡敏酸含量均高于添加牛糞的處理，添加不同秸稈的處理間差異不大。

3)羊糞中較高含量的纖維素、半纖維素和胡敏酸可能是堆肥產(chǎn)品中總腐殖酸和胡敏酸含量較高的主要原因，建議企業(yè)在以牛糞為主料的堆肥配料中適當(dāng)加入羊糞以提高堆肥產(chǎn)品的腐殖酸含量和胡敏酸態(tài)碳。