不同碳氮比牛糞對(duì)基質(zhì)化堆肥中溫室氣體排放和理化性質(zhì)的影響

摘要：研究不同碳氮比（C/N）牛糞在基質(zhì)化利用時(shí)，堆肥過程對(duì)溫室氣體排放及基質(zhì)理化性質(zhì)的影響，為畜禽糞便的低碳化利用提供依據(jù)。以牛糞為主料、木屑為輔料，設(shè)置初始C/N分別為20、30、60的3個(gè)處理（C/N20、C/N30、C/N60），通過定期翻堆的高溫好氧堆肥及腐熟物免復(fù)配、直接育苗試驗(yàn)的方法，監(jiān)測(cè)堆肥體的CO2、CH4、 N2O等溫室氣體排放，研究不同碳氮比對(duì)堆肥體的總溫室效應(yīng)、腐熟后基質(zhì)的理化性質(zhì)、蘿卜育苗生長特性的影響。結(jié)果表明，所有處理均能在35 d內(nèi)完全腐熟，初始C/N顯著影響牛糞堆肥中溫室氣體排放，整個(gè)堆肥期間的平均排放速率及累計(jì)排放量為C/N30gt;C/N20gt;C/N60，C/N30、C/N20、C/N60的總溫室氣體排放量（以CO2當(dāng)量計(jì)）分別為367.0、471.7、79.9 g/kg，C/N30、C/N20的總溫室氣體排放量以CO2、CH4為主，2種氣體占比分別為44.0%～47.3%、44.0%～52.4%，而C/N60以CO2產(chǎn)生溫室效應(yīng)占總量的99.80%。C/N20、C/N30處理腐熟后的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、大小孔隙比、pH值、EC值等基質(zhì)理化性質(zhì)指標(biāo)均與草炭復(fù)合基質(zhì)（商品對(duì)照）無顯著差異，并優(yōu)于C/N60。C/N20、C/N30 堆肥體腐熟后用于蘿卜育苗的出苗率、單株鮮重、散坨率均優(yōu)于C/N60。C/N20、C/N30的基質(zhì)理化及育苗性質(zhì)指標(biāo)差異不大，但C/N20較C/N30減少總溫室氣體排放22.2%。采用牛糞堆肥制備蔬菜育苗基質(zhì)，建議堆肥的初始C/N為20，既減少溫室氣體排放，又可提高育苗質(zhì)量，是一種可完全替代草炭復(fù)合基質(zhì)的綠色低碳廢棄物利用方式。

關(guān)鍵詞：碳氮比；育苗基質(zhì)；堆肥；溫室氣體；牛糞；排放；理化性質(zhì)

中圖分類號(hào)：S141.4；X713" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）13-0260-06

農(nóng)業(yè)的集約化發(fā)展為人們提供了豐富的農(nóng)產(chǎn)品，但伴隨農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)生了大量的有機(jī)廢棄物。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的資料顯示，截至2017年年底，我國畜牧生產(chǎn)約產(chǎn)生38.0億t畜禽糞污（濕重），但綜合利用率只有60%，養(yǎng)殖業(yè)廢棄物已成為農(nóng)業(yè)面源污染的第一大污染源。

與肥料化、能源化、墊料、菌料化相比，畜禽糞便的基質(zhì)化利用占比相對(duì)較低，而我國對(duì)育苗基質(zhì)、栽培基質(zhì)的需要量極大，過去常用的有機(jī)基質(zhì)主要是泥炭（草炭）。由于泥炭價(jià)格高、資源有限，大量開采對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，許多國家已禁止開采及銷售泥炭。因此，泥炭的替代物研究已成為資源環(huán)境領(lǐng)域與園藝業(yè)的研究熱點(diǎn)。高溫好氧發(fā)酵（堆肥）是畜禽糞便基質(zhì)化利用的重要途徑之一，也是廢棄物利用前必須采用的無害化技術(shù)措施［1-4］。然而，國內(nèi)針對(duì)畜禽糞便基質(zhì)化發(fā)酵或堆肥的研究大多集中在堆肥過程中無害化、腐熟度、纖維素、木質(zhì)素降解［5-9］、腐殖酸、微生物變化等方面，很少有人對(duì)溫室氣體減排技術(shù)進(jìn)行研究，且已有的畜禽糞便堆肥中溫室氣體排放研究均集中在以有機(jī)肥為生產(chǎn)目的，很少有人研究生產(chǎn)栽培基質(zhì)的溫室氣體排放［10-13］。栽培基質(zhì)與有機(jī)肥無害化采用的原理雖然相同，但基質(zhì)對(duì)腐熟度、pH值、EC值等性狀均有更為嚴(yán)格的要求，國家也有相應(yīng)不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如NY/T 2118—2012《蔬菜育苗基質(zhì)》［14］、NY/T 525—2012《有機(jī)肥料》［15］ 等，所以在畜禽糞便或有機(jī)廢棄物基質(zhì)化堆肥過程中研究溫室氣體排放顯得尤為重要。

碳氮比（C/N）是影響有機(jī)廢棄物堆腐過程中溫室氣體排放的重要影響因子［16-19］。本試驗(yàn)采用奶牛糞為主料，木屑為輔料，研究不同初始C/N對(duì)牛糞堆肥生產(chǎn)育苗基質(zhì)過程中溫室氣體排放及相關(guān)理化性狀的影響，為畜禽糞便的基質(zhì)化綠色生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

牛糞來源于江蘇梁豐食品集團(tuán)有限公司，試驗(yàn)前經(jīng)過機(jī)器擠壓，排出部分水分；木屑取自蘇州太倉市國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)，其基本性狀見表1。試驗(yàn)裝置為項(xiàng)目組自行設(shè)計(jì)的、體積為1 m3的堆肥箱，堆肥箱為頂面開口的正立方體箱，箱體長、寬、高均為 1.0 m，采用厚度為2 cm的PVC板，通過塑料焊條拼裝而成。底板密布直徑為2.0 cm的氣孔，呈蜂窩狀分布，箱體側(cè)面設(shè)有3個(gè)直徑為2.0 cm的測(cè)溫孔，垂直方向等距排列。堆肥時(shí)孔內(nèi)插入長為 70 cm 的溫度計(jì)，測(cè)量堆體3處深度分別為20、30、50 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所望亭基地，于2022年7月5日至8月8日進(jìn)行，共堆肥35 d。通過調(diào)整牛糞、木屑的比例，設(shè)置堆肥初始C/N分別為20、30、60，即3個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)2次（箱），處理名稱分別簡稱為C/N20、C/N30、C/N60?；旌隙逊鼠w含水率均控制在65%～70%，各箱裝箱體積為0.70～0.75 m3。試驗(yàn)期間共翻堆2次，分別在堆肥11、21 d時(shí)進(jìn)行，翻堆時(shí)采用人工將箱內(nèi)物料全部取出，充分混合并稱量每堆體物料重后再次裝箱；堆肥結(jié)束后，稱量堆肥最終的物料重。

1.3 采樣與測(cè)定方法

（1）堆溫。每天09：00用溫度計(jì)測(cè)定堆體上、中、下3處溫度，再取平均值，直至堆肥結(jié)束。同時(shí)測(cè)定氣溫，并按日期記錄溫度數(shù)據(jù)。堆肥有效積溫的計(jì)算［20］公式如下：

T=∑（Ti-15）×Δt。

式中：Ti為i時(shí)刻的堆溫；T0為堆肥中微生物大量繁殖時(shí)的起始溫度；Δt 為Ti 持續(xù)的時(shí)間，h。

（2）CO2、CH4、N2O排放通量及累積量。采用靜態(tài)氣體采集箱-氣相色譜法。收集裝置是一個(gè)一端開口的長方體有機(jī)玻璃罩子，罩子底面長 20 cm、寬20 cm，長方體高度30 cm，長方體體積為 0.012 m3，收集時(shí)開口向下罩在堆肥體表面，在罩子頂上設(shè)一取氣孔，取氣孔用色譜級(jí)軟膠墊進(jìn)行密封處理；分別于堆肥開始后1、3、7、10、14、17、21、30、40 d，進(jìn)行CO2、CH4、N2O氣體樣品采集與測(cè)定。每個(gè)堆肥箱取1個(gè)重復(fù)，利用氣相色譜儀（島津GC-14B）測(cè)定3種氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。氣體排放累積量計(jì)算方法為：將相鄰2次取樣時(shí)間點(diǎn)的排放通量平均值與該段時(shí)間的乘積，得出某一時(shí)間段的排放量，再將各時(shí)間段的排放量依次疊加。1 kg堆體CO2、CH4、N2O、NH3總的溫室氣體排放量（CO2計(jì)）計(jì)算方法參照吳娟的計(jì)算方法［21］。

（3）NH3揮發(fā)速率及累積量。NH3揮發(fā)收集裝置是一個(gè)一端開口的圓柱形有機(jī)玻璃罩子，罩子直徑為30 cm，高度30 cm，收集時(shí)開口處罩在堆肥體表面，玻璃罩內(nèi)部放置1個(gè)250 mL的玻璃燒杯，玻璃罩頂部有1個(gè)小通氣孔；通氣孔與乳膠軟管連接，乳膠軟管向上延伸至2.6 m高。堆肥開始后，將裝有50 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硼酸吸收液的玻璃燒杯，放入氨揮發(fā)收集裝置內(nèi)，每天觀察裝置內(nèi)硼酸的顏色變化：若顏色由紅變綠，則需更換硼酸液，更換下來的硼酸溶液用保鮮膜蓋好，帶回實(shí)驗(yàn)室立即用稀硫酸（0.05 mol/L）溶液進(jìn)行滴定分析，并記錄稀硫酸用量，直到堆肥結(jié)束。將1 d內(nèi)玻璃罩收集的氨揮發(fā)量乘以14.15（堆肥反應(yīng)器與氨揮發(fā)收集裝置的面積比），該值與堆肥體重（每次翻堆時(shí)稱重）的比值即為1 d的氨揮發(fā)量。氨揮發(fā)累積量由堆肥過程中每天氨揮發(fā)量總計(jì)得出（mg/kg）。

1.4 基質(zhì)理化性質(zhì)與育苗試驗(yàn)

采用3種處理堆肥結(jié)束時(shí)所得腐熟物進(jìn)行基質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)測(cè)定，如容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙、pH值、EC值等［14］。在堆肥結(jié)束后即56 d時(shí)取樣，每次在堆肥箱內(nèi)按5點(diǎn)取樣法進(jìn)行，每個(gè)處理每次采集5個(gè)混合樣共300 g，其中一半混合樣風(fēng)干測(cè)定全量，一半混合樣作為鮮樣現(xiàn)場保存于4 ℃的冰柜中用于水溶性指標(biāo)測(cè)定。樣品置105 ℃烘箱烘24 h，烘干水分至恒重，計(jì)算水分含量； EC值采用土水（去離子水）比1 ∶5浸提，電導(dǎo)儀法測(cè)定；pH值采用土水（去離子水）比1 ∶5浸提，pH計(jì)測(cè)定；將新鮮堆肥樣品與水按1 ∶10的體積比混合振蕩0.5 h，上清液經(jīng)濾紙過濾后待用，把1張濾紙放入干凈無菌的9 cm培養(yǎng)皿中，濾紙上整齊擺放20粒白菜（蘇州青）種子，吸取3 mL濾液于培養(yǎng)皿中，在25 ℃、黑暗條件下的培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 48 h，測(cè)定種子的發(fā)芽率和根長，同時(shí)用去離子水做空白對(duì)照。發(fā)芽指數(shù)計(jì)算公式為：GI=（堆肥處理的種子發(fā)芽率×種子根長）/（對(duì)照的種子發(fā)芽率×種子根長）×100%。

于2022年11月5日至12 月8 日采用蘿卜種子，在普通單體鋼管塑料大棚內(nèi)進(jìn)行穴盤育苗試驗(yàn)，所試基質(zhì)為上文所述3種腐熟物，不加任何有機(jī)、無機(jī)物料，育苗時(shí)間為30 d，商品基質(zhì)對(duì)照為草炭+蛭石（體積比為3 ∶1），試驗(yàn)取樣、測(cè)定方法參照李婧等的方法［22］進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2016、SPSS 19.0軟件，制圖采用Origin 18.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2的排放

不同C/N處理的堆體都經(jīng)歷了升溫期、高溫持續(xù)期和降溫期3個(gè)階段，但不同C/N的溫度特征有差異。各處理都能在2～4 d內(nèi)上升到50 ℃以上，所有處理的溫度均能在50 ℃以上持續(xù)5 d以上，滿足GB 7959—2012《糞便無害化衛(wèi)生要求》中對(duì)堆溫的要求，達(dá)到了無害化的要求［23］。以達(dá)到堆肥有效積溫超過10 000 ℃作為判定堆肥基本腐熟的條件［20］，所有處理在10～12 d都達(dá)到了基本腐熟以上。在堆肥到35 d時(shí)，C/N20、C/N30、C/N60的發(fā)芽指數(shù)分別達(dá)83.54%、93.92%、89.85%，均達(dá)80%以上，從安全性方面表明3個(gè)處理的堆肥均已在35 d時(shí)完全腐熟。

堆肥降解的過程同時(shí)也是CO2釋放的過程，CO2主要來自于堆肥過程有機(jī)質(zhì)氧化分解及微生物呼吸。由圖1可見，CO2排放速率在堆肥的前期較高且波動(dòng)較大，而后期較低且波幅平緩，可能是由于堆肥初期易降解有機(jī)物大幅分解，而后期主要是因?yàn)槲⑸飳?duì)難降解有機(jī)物的降解率較低，使得CO2排放速率降低。試驗(yàn)表明，不同C/N對(duì)CO2排放速率的影響有明顯不同，處理之間達(dá)顯著差異（Plt;0.05）。整個(gè)堆肥期間的平均排放速率及累計(jì)排放量為 C/N30gt;C/N20gt;C/N60，C/N30、C/N20、C/N60的累計(jì)排放量分別為207.6、164.3、79.7 g/kg?？梢姡珻/N30處理更有利于有機(jī)物的降解。所有處理在堆肥10 d時(shí)均出現(xiàn)低谷，可能是因?yàn)殡S著堆肥體中微生物對(duì)O2的吸收，堆肥體孔隙中O2及CO2濃度都有所下降，直到堆肥11 d翻堆時(shí)補(bǔ)充O2后，微生物活性提高后才得以恢復(fù)。

2.2 CH4的排放

CH4的排放是在堆肥體中缺氧環(huán)境或局部缺氧時(shí)，由甲烷菌等一系列微生物產(chǎn)生的，通常與堆肥體的生物化學(xué)劇烈活動(dòng)有關(guān)，也與堆肥過程有機(jī)質(zhì)氧化分解及微生物呼吸有密切的關(guān)系［12-13］。由圖2可見，CH4的排放呈現(xiàn)前期排放量大而后期急劇下降的規(guī)律，與曹玉博等的研究結(jié)果［11，21，24-25］相類似。主要原因可能是前期易分解的有機(jī)物被微生物分解，而微生物呼吸需要大量氧氣，造成內(nèi)部氧氣濃度迅速下降，在缺氧條件下產(chǎn)生CH4較多，而后期堆肥體缺氧情況有所緩解，CH4排放也因此隨之降低［26］。各處理的CH4排放速率及總排放量均有顯著差異（P＞0.05），C/N30最高，其次是 C/N20，C/N60最低，與秦莉等的研究結(jié)果［27］較為一致。進(jìn)一步分析表明，CH4排放速率、累積量均與堆肥積溫有顯著的正相關(guān)（Plt;0.05），即較高的積溫有利于CH4的排放。C/N60排放速率及累積量很低，可能是因?yàn)樘嫉雀撸⑸锘顒?dòng)強(qiáng)度不大所致。

2.3 N2O的排放

已有大量研究表明，N2O是廢棄物堆肥過程中氮素?fù)p失的重要途徑之一，雖然損失量占初始總氮的比例不高，但由于N2O的溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)率是CO2的298倍，因此，N2O的排放量是不容忽視的［12-13，28-30］。由圖3可見，不同的C/N處理的N2O排放速率差異顯著（Plt;0.05），C/N20在各個(gè)時(shí)期均為最高，其次是C/N30，C/N60最低，最高峰也低于0.1 mg/（kg·d），這一結(jié)果與陳輝等的結(jié)果［16，31］較為一致，可能是因?yàn)榈虲/N具有更高含量的有機(jī)、無機(jī)氮，氮發(fā)生氨化作用、硝化作用、反硝化作用的強(qiáng)度大于高C/N（C/N60），而N2O的生成機(jī)理是在反硝化作用下將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2O及氮?dú)猓?2］。圖3還表明，N2O排放速率與堆溫及翻堆有關(guān)系。在建堆0～7 d內(nèi)，N2O排放速率上升，堆肥10 d時(shí)略有下降，但堆肥11 d時(shí)翻堆后又迅速形成1個(gè)排放高峰，隨后的14～30 d內(nèi)緩慢下降。但在30～40 d內(nèi)的腐熟期，C/N20、C/N30又有1次排放增加的過程，最后10 d排放增加可能是這2個(gè)處理形成的NO-3濃度較高，在厭氧環(huán)境中發(fā)生不完全反硝化反應(yīng)導(dǎo)致N2O的產(chǎn)生，以上結(jié)果與吳娟等的結(jié)果［21］較為一致。

2.4 溫室效應(yīng)

CO2、CH4、N2O、NH3都會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，而NH3可在大氣中部分轉(zhuǎn)化為N2O，也會(huì)間接造成溫室效應(yīng)［33］。由表2可見，包括4種氣體在內(nèi)的總溫室氣體排放量（以CO2當(dāng)量計(jì)）以C/N30處理最高，為471.743 g/kg；其次為C/N20，C/N60最低。不同氣體對(duì)于溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)中，C/N30、C/N20 都以CO2、CH4占主要比例，CH4占44.026%～52.370%，CO2占47.312%～43.984%；而C/N60以CO2產(chǎn)生溫室效應(yīng)占總量的99.797%，并且 C/N60 總溫室效應(yīng)只有C/N30、C/N20的21.8%與16.9%，綜合積溫等因素分析，可能是C/N60的微生物活動(dòng)、有機(jī)物降解程度不如C/N30、C/N20。

2.5 基質(zhì)理化性質(zhì)及育苗特性

基質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)于作物發(fā)芽、幼苗生長非常重要，影響根系的呼吸及養(yǎng)分吸收。由表3可見，不同C/N牛糞在腐熟后容重都較合適［2］?？偪紫抖取⑼饪紫抖入S著C/N的增加而增加，其中各處理的總孔隙度均低于最理想值，而大小孔隙比以C/N20、C/N30較為理想，表明這2個(gè)處理的顆粒大小較為適宜，對(duì)于根系生長、固定植株、同外界氣體交換及持水保水能力等均較適合，優(yōu)于C/N60。pH值、EC值是基質(zhì)的重要化學(xué)性狀，不適宜的pH值、EC值會(huì)造成幼苗發(fā)芽率下降、出苗不均，生長停滯，甚至死苗［34-35］，本試驗(yàn)3個(gè)處理的pH值、EC值均較合適。育苗特性中幼苗出苗率、單株鮮重、散坨率均表現(xiàn)為C/N20、C/N30優(yōu)于C/N60（Plt;0.05），C/N20 與C/N30之間無顯著差異（P＞0.05）。因此，C/N20、C/N30均可用直接于蔬菜育苗，二者并無顯著差異（P＞0.05）。C/N60不適宜直接用于蔬菜育苗的主要表現(xiàn)是散坨率高、出苗率低、單株鮮重低、秧苗素質(zhì)差，主要原因是木屑比例過高，C/N不合理，不利于幼苗扎根、盤根及養(yǎng)分吸收。

3 討論

我國是蔬菜與設(shè)施園藝生產(chǎn)大國，對(duì)栽培、育苗基質(zhì)的需求量極大。由于草炭具有適宜植物生長的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征，能有效降低園藝作物育苗、栽培的風(fēng)險(xiǎn)，因此我國乃至全世界目前主要還是依靠草炭為主的復(fù)合基質(zhì)。草炭如同石油一樣是寶貴的自然資源，目前的全球儲(chǔ)量約為4×108 hm2，近百年以來，全世界大量無序開采致使草炭儲(chǔ)量快速下降，目前許多國家已禁止開采。草炭替代物的研究與開發(fā)已成為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)［1，3-5］。畜禽糞便作為重要的農(nóng)業(yè)廢棄物，可以作為生產(chǎn)育苗或栽培基質(zhì)的原料，已有大量研究［1，5-6，36］。從技術(shù)途徑看，國內(nèi)應(yīng)用畜禽糞便等生產(chǎn)栽培基質(zhì)大多首先采用堆肥法（發(fā)酵、堆腐）進(jìn)行無害化處理，讓微生物對(duì)不穩(wěn)定的有機(jī)物充分降解、穩(wěn)定，然后視腐熟后的理化性質(zhì)進(jìn)行有機(jī)或無機(jī)復(fù)配，使其理化性質(zhì)接近或相當(dāng)草炭復(fù)合基質(zhì)，從而達(dá)到草炭的完全替代［37-38］。與國內(nèi)其他技術(shù)相比，本研究采用牛糞作為基質(zhì)生產(chǎn)的主要原料，體積占比大于50%，堆肥發(fā)酵后未添加蛭石、珍珠巖等無機(jī)物料，直接用作蔬菜育苗，育苗結(jié)果表明，育苗生長指標(biāo)中的C/N20、C/N30的出苗率、單株鮮重、SPAD值、散坨率可以達(dá)到草炭復(fù)合基質(zhì)（商品對(duì)照）的效果，表明本研究中的基質(zhì)可以完全替代草炭。對(duì)比其他學(xué)者及現(xiàn)有基質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)，本研究減少了對(duì)腐熟物進(jìn)行理化性質(zhì)調(diào)整這一步驟，一方面減少了購買蛭石、珍珠巖等無機(jī)原料的成本；另一方面，減少了生產(chǎn)工序、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)場地，綜合生產(chǎn)成本估計(jì)可減少 15%～50%。

國內(nèi)對(duì)于不同C/N畜禽糞便堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥的溫室氣體排放已有大量研究［10-11，25，39］，但由于有機(jī)肥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與栽培基質(zhì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并不一致，基質(zhì)直接用于育苗或栽植作物，在孔隙度、孔隙比、pH值、EC值、腐熟程度、緩沖性等方面的要求均高于有機(jī)肥［1，5，40］，針對(duì)育苗、栽培基質(zhì)堆肥過程中溫室氣體排放并不多見。本研究與國內(nèi)外有機(jī)肥用途的畜禽糞便堆肥中溫室氣體排放研究的差異主要表現(xiàn)為：一是針對(duì)腐熟物對(duì)pH值、EC值、良好的保水性、透氣性和保水保肥能力，以及適宜的收縮和沉降性能等的要求，研究了符合育苗基質(zhì)要求的廢棄物組分及其低污染排放堆肥技術(shù)；二是考慮到有機(jī)物差別化腐熟對(duì)策，研究了牛糞完全充分腐熟過程時(shí)污染氣體排放特點(diǎn)，堆肥結(jié)束時(shí)主要處理的發(fā)芽指數(shù)均在90%左右。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，選擇優(yōu)化的C/N可以大幅降低牛糞堆肥制備基質(zhì)的總溫室氣體效應(yīng)，C/N20較C/N30減排22.2%，C/N60因育苗根坨質(zhì)量差，不適合直接作為育苗基質(zhì)，改良后能否使用尚需進(jìn)一步研究。本研究中C/N20、C/N30等2個(gè)處理的總溫室氣體效應(yīng)分別為367.0、471.7 g/kg，與巴士迪的研究結(jié)果［10］十分接近，僅在各種不同溫室氣體排放貢獻(xiàn)份額上有區(qū)別。本試驗(yàn)處理CO2占排放的溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)比例分別為47.3%、44.0%，而巴士迪的比例為77.84%～79.78%；本試驗(yàn)處理CH4占排放的溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)比例分別為44.03%、52.37%，而巴士迪的比例為13.95%～15.45%；N2O的貢獻(xiàn)份額則都極小。造成以上不同可能是因?yàn)闇厥覛怏w排放受到原料、含水率、堆體規(guī)模、翻堆方式、頻率、初始TC含量、初始TN含量等各種因素的影響。本研究中C/N20、C/N30等2個(gè)處理的總溫室氣體效應(yīng)較朱海生的研究結(jié)果［39］稍高，除了原料、測(cè)定方法不同外，可能還與本研究的堆體較大有關(guān)。

若要進(jìn)一步降低溫室氣體排放，可以采用添加過磷酸鈣、生物炭等其他技術(shù)，本試驗(yàn)尚沒有研究這些技術(shù)對(duì)基質(zhì)堆肥體溫室氣體減排、基質(zhì)理化性質(zhì)的影響。此外，本研究還監(jiān)測(cè)到另一污染氣體NH3的排放規(guī)律，將另文發(fā)表。

4 結(jié)論

3種C/N處理中，C/N30的總溫室氣體排放效應(yīng)最高，C/N60最低，C/N60僅分別為C/N20、C/N30的21.8%、16.9%，但不適合直接作為育苗基質(zhì)，改良后能否使用尚需進(jìn)一步研究。其中， C/N20、C/N30的主要貢獻(xiàn)均源自CO2、CH4，二者合計(jì)分別占總溫室氣體排放效應(yīng)的91.3%、96.4%，源自N2O、NH3的份額合計(jì)低于10%。

綜合育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)、生物性狀、育苗質(zhì)量及溫室氣體排放效果，C/N20是牛糞堆肥直接生產(chǎn)育苗基質(zhì)的最優(yōu)方案，既能保證優(yōu)良的理化性質(zhì)、育苗性質(zhì)，又可減少總溫室氣體排放。

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