有机物料不同配比堆肥过程的差异分析

鲁耀雄，崔新卫，龙世平，范海珊，彭福元

（湖南省农业科学院农业生物资源利用研究所，湖南 长沙 410125）

有机物料不同配比堆肥过程的差异分析

鲁耀雄，崔新卫，龙世平，范海珊，彭福元*

（湖南省农业科学院农业生物资源利用研究所，湖南 长沙 410125）

为了促进当地农业有机废弃物资源的循环利用，以牛粪、猪粪和鸡粪等为堆肥的主要原料，在协调所有处理的碳氮比相同和添加EM菌液的条件下进行堆肥试验，分析有机物料的不同配比在堆肥过程中的温度、pH、EC、全氮、铵态氮、硝态氮和发芽指数的变化趋势，比较不同处理堆肥前后养分含量的差异。结果表明，牛粪—鸡粪—谷壳处理的升温最快，高温阶段温度基本上维持在70 ℃上下，堆肥前后氮素损失率最大为22.8%，而猪粪—食用菌渣—鸡粪处理的高温阶段温度低于65 ℃，氮素损失率最小为3.47%，发芽指数在堆肥进行20 d就达到了52%，堆肥腐熟快于其他处理，但是在堆肥32 d后，所有处理的pH在7.7-8.5之间，满足堆肥腐熟后呈弱碱性的要求，发芽指数在80%左右，基本上达到了有机肥完全腐熟的标准。研究表明堆肥32 d后可以完全腐熟；但合理的配比，同时调节其通风性，控制堆体温度在45-65 ℃之间，可减少氮素损失，提高有机物料堆肥的效果。

农业有机废弃物；菌剂；堆肥；腐熟进程；氮的变化；循环利用

鲁耀雄， 崔新卫， 龙世平， 范海珊， 彭福元. 有机物料不同配比堆肥过程的差异分析［J］. 农业现代化研究， 2016， 37（3）: 587-593.

Lu Y X， Cui X W， Long S P， Fan H S， Peng F Y. Effect of organic materials with different proportions on composting process［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（3）: 587-593.

堆肥化处理是循环农业模式中产生的畜禽粪便无害化和资源化利用的一种较好途径，传统堆肥法往往存在原料配比不协调，处理工艺落后，不添加外源微生物菌剂，导致发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题［2］。高温好氧堆肥是目前最常用的一种农业有机固体废弃物处理方法［3-5］，将不同的农业有机废弃物进行合理搭配［6］，调节碳氮比，添加微生物菌剂［7-8］，以加快升温速度、减少氮素损失和缩短堆肥时间［9］。尽管利用农业有机固体废弃物进行高温好氧堆肥已经有了不少的研究［3-10］，但如何因地制宜地利用以养牛、猪和鸡为循环农业中心环节的牛粪、猪粪和鸡粪为主要原料，结合其周边种养业产生农业有机固体废弃物的实际状况进行混合高温好氧堆肥生产有机肥，研究其堆肥进程和腐熟情况的报道并不多见。

本试验通过利用牛粪、猪粪和鸡粪为堆肥的主要原料，结合其周边的菌渣、沼渣、稻草、谷壳等农业有机固体废弃物进行合理配比，在碳氮比相同的条件下，添加微生物菌剂EM菌液，研究堆肥温度、pH、EC、全氮、硝态氮、铵态氮和发芽指数等堆肥进程与腐熟情况的指标参数，为充分利用当地农业有机固体废弃物、进行科学合理配比堆肥、再就近回归，为减少农业面源污染、保持和提高土壤肥力、发展可持续农业和循环经济提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验处理与材料组成

试验于2012年5月18日至6月19日在长沙浩博生物科技有限公司进行，堆肥原料包括牛粪、猪粪、鸡粪、沼渣、菌渣、稻草、谷壳等有机农业废弃物，均来源于宁乡县回龙铺镇周边养殖户及种植业。其中，含水量较大的原料经过晾干后使用，鸡粪、菌渣用筛分机进行破碎，稻草用粉碎机粉碎。堆肥材料的主要性质见表1。

表1 堆肥材料理化性状Table 1 Physical and chemica1 properties of composting materials

微生物菌剂为郑州百益宝生物技术有限公司的百益宝EM菌液，含有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌等10属80多种微生物，有效活菌总数≥1010cfu/ml。

1.2 试验设计

试验设5个处理，处理一（T1）：牛粪—鸡粪—谷壳（60%牛粪+20%鸡粪+20%谷壳，原料按干基重量配比，并保证混合样碳氮比在30:1，下同）；处理二（T2）：猪粪—食用菌渣—鸡粪（40%猪粪+40%食用菌渣+20%鸡粪）；处理三（T3）：牛粪—食用菌渣（60%牛粪+40%食用菌渣）；处理四（T4）：牛粪—沼渣—鸡粪—稻草（50%牛粪+20%沼渣+20%鸡粪+10%稻草）；处理五（T5）：鸡粪—食用菌渣—谷壳（30%鸡粪+60%食用菌渣+10%谷壳）。每堆原料干重为1 000 kg，添加1 L百益宝EM菌液。先将1 L EM菌剂放入水桶，边加水边搅拌均匀，然后用瓢将水剂均匀加入到有机物料，控制物料含水量为60-65%（用手捏成团并有水滴渗出但不滴下，松手掉下即散开为宜）。将每堆物料堆成1.2 m高的圆锥形堆体进行发酵，采用铲车和人工配合翻堆，分别在第8 d、16 d和24 d早上8:00左右进行翻堆。

1.3 测定项目和方法

取样方法：每4 d取样一次，在各处理的堆体上任意选取3点位置，取其体表面深30 cm处的样品共计1 kg左右，混合均匀，然后将其平均分成两份，一份鲜样保存于冰箱，用于统一测定不同处理不同时期的pH、电导率；一份鲜样经风干后，粉碎过筛，用于统一测定不同堆肥处理不同时期的铵态氮、硝态氮、全氮、全磷、全钾和种子发芽指数（GI）等指标。

温度测定：在每天上午9:00和下午15:00时，分别在堆体三个不同的部位用60 cm长的温度计插入堆体30 cm深处待温度计读数稳定后计数，取同期三点不同部位温度的平均值为该时间点的堆体温度，然后计算各处理上午9:00和下午15:00堆体温度的平均值为该处理当天的堆体温度。同时测定上午9:00和下午15:00的室内温度，并计其平均值为当天的室内温度。

pH测定：取保存于冰箱中的新鲜堆肥样品10 g（换算成干基）放入200 mL广口塑料瓶中，按1∶10 （w/v）加入去离子水，25 ℃振荡30 min，静止1 h后，用pH计测定。

电导率测定：取保存于冰箱中的新鲜堆肥样品10 g（换算成干基）放入200 mL广口塑料瓶中，按1∶5（w/v）加入去离子水，25 ℃振荡30 min，静止1 h后，用便携式电导率计测定。

铵态氮测定采用2 mol/L KCl浸提—蒸馏法，硝态氮测定采用紫外分光光度法测定，全氮测定采用采用H2SO4-H2O2消煮凯氏定氮法，全磷测定采用钒钼黄比色法，全钾测定采用火焰光度计法 。

1.4 种子发芽指数试验

称取不同堆肥处理不同时期的风干样品25 g，加入到装有250 mL去离子水的三角瓶中，150 rpm振荡30 min后，过滤。吸取滤液20 mL，加入放有2张滤纸的直径为9 cm培养皿中，均匀放20粒颗粒饱满的萝卜种子，放入到25 ℃培养箱48 h后，测定种子发芽率和根长［11］。对照为去离子水，每个处理重复3次。

1.5 计算与统计分析

发芽指数计算方法为：

式中：GI、GT、LT、GCK和LCK分别代表种子发芽指数（%）、处理发芽率（%）、处理根长（cm）、对照发芽率（%）和对照根长（cm）。

试验数据采用Excel 2003和SAS 8.1软件进行统计分析，采用最小显著差异法（1east signifcant difference，LSD）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 温度变化

有机物料不同配比堆肥的发酵温度随翻堆呈现周期性变化（图1），每个周期大致分为3个阶段即升温阶段、高温阶段和降温阶段。有机物料不同配比混合堆肥开始时，温度急剧上升，堆肥3 d后温度就急剧上升至51-66 ℃，然后维持在55 ℃以上。第一次翻堆后，温度又很快升高至平稳。随着翻堆次数的增加，温度维持稳定的时间越来越短，并随后开始缓慢下降。

图1 堆肥过程中温度的变化Fig. 1 Change of temperature during composting

T1的物料升温快，温度高，高温阶段温度维持在70 ℃上下，最高温度达到73 ℃，明显高于其他处理，但在后期降温阶段堆体温度下降也快，特别是第三次翻堆后（即堆肥进行28 d后），堆体温度下降要比其他处理快得多。T2、T4和T5的堆体温度同期相差不大。在堆肥8 d后，T3相比其他处理，温度上升要慢和高温阶段温度较低。

2.2 pH和电导率变化

有机物料不同配比堆肥过程中的pH变化（图2）。T1的pH在整个堆肥期间变化一直不大，pH最高与最低时只相差0.3；T2和T5的pH先降低再升高最后维持稳定，T5在堆肥进行8 d达到最低，为6.3，T2在堆肥进行12 d达到最低，为6.50；T3、T4的pH变化趋势基本相同，即先略微升高后降低，再升高，最后维持相对稳定，pH值均在堆肥12 d达到最低，分别为7.2和7.8。

图2 堆肥过程中pH和电导率的变化Fig. 2 Change of pH and EC during composting

电导率（EC）是指堆料浸提液中的离子总浓度，即可溶性盐总含量，包括各种有机酸盐类和无机盐，能够反映出堆料对植物产生的毒害作用。鲁如坤［12］认为，当堆肥EC值小于9.0 mS/cm，对种子发芽没有抑制作用。有机物料不同配比堆肥过程中的EC变化都是随堆肥时间的推移，先升高，再维持稳定，然后缓慢升高。堆肥开始前，有机物料不同配比的EC，以T5最大，为4.26 mS/cm，其次是T1，T3最小；堆肥进行4 d、8 d时，同期的EC都是以T1最大，分别为6.57 mS/cm和7.34 mS/cm，同期最小的都是T3；堆肥进行12 d后，同期的EC都是以T5最大，同期最小的都是T3。

2.3 氮素变化

有机物料不同配比堆肥的全氮含量都呈现初期先升高，再缓慢下降，随后又缓慢上升的趋势（图3）。T2和T5的全氮含量高于同期的T1、T3和T4，在堆肥8 d时，有机物料不同配比堆肥的全氮含量基本达到最高，其中T5的含量最高，达到11 g/kg；T1、T2、T3和T5的全氮含量在堆肥20 d时到达最低，而T4的全氮含量在堆肥24 d时到达最低；堆肥结束后，T2的全氮含量最高，为9.2 g/kg，其次是T5，为9.0 g/kg，最低是T1，为7.1 g/kg。

有机物料不同配比堆肥的铵态氮含量与全氮含量的变化趋势基本上是一致的，即经过先迅速升高，再降低，最后缓慢上升至趋于平稳。在堆肥初期（在堆肥8 d内），T2、T4和T5的铵态氮含量要大于同期的T1和T3，T4和T5的铵态氮含量在堆肥8 d时达到最高，分别为2.4 g/kg、1.8 g/kg，而T1、T2 和T3的铵态氮含量在堆肥12 d时才升到最高，分别为2.1 g/kg、1.9 g/kg和1.1 g/kg；在堆肥16 d时，所有处理的铵态氮含量迅速降到堆肥过程中的低谷，其中T3最小，为0.27 g/kg，其次是T2，为0.46 g/kg。

有机物料不同配比堆肥的硝态氮含量呈现缓慢上升的趋势。在整个堆肥过程中，T5的硝态氮含量都高于同期的其他处理；在堆肥12 d后，T1、T2处理堆肥的硝态氮含量高于同期的T3、T4；堆肥32 d时，T5处理的硝态氮含量最高，为6.1 g/kg，其次为T2处理，为5.4 g/kg。

图3 堆肥过程堆体氮含量的变化Fig. 3 Change of N contents during composting

2.4 发芽指数变化

种子发芽指数（GI）是检验堆肥腐熟度的一种非常直接和有效的方法［13］。未腐熟的堆肥含有植物毒性物质，对植物的生长产生抑制作用，因此可用种子发芽指数来评价堆肥腐熟度。当GI＞50%时，表明这种堆肥已达到可接受的腐熟度，可认为堆肥基本无毒性；若GI＞80%则表明堆肥已达到完全腐熟［14］，对植物完全没有毒性。

有机物料不同配比堆肥的种子发芽指数均是随堆肥的进行逐渐升高（图4）。在堆肥初期（在堆肥8 d前），不同处理的种子发芽指数变化不大，在堆肥进行8-28 d，T2和T3的发芽指数都高于同期的T1、T4和T5；在堆肥进行20 d后，T2的发芽指数大于50%，而T1、T3、T4和T5发芽指数在堆肥进行24 d后才大于50%；堆肥32 d后，T2的发芽指数最大，为86%，其次是T3，为80%。

图4 堆肥过程中种子发芽指数的变化Fig. 4 Change of germination index during composting

2.5 堆肥前后NPK养分变化

堆肥结束后的氮素含量相比堆肥前都有所减少，其中T1的氮素损失率最大，为22.8%，其次是T5，为10.56%，而损失率最小是T2，为3.47%（表2）；堆肥结束后的P2O5和K2O含量相比堆肥前都有所增加，其中T4的P2O5含量增长率最大，为46.32%，其次是T2，为42.15%，增加率最小是T5，为30.29%；K2O含量的增加率以T2最大，为30.2%，其次是T1，为26.61%，增加率最小是T5，为19.69%。

表2 堆肥前后NPK养分变化Table 2 Changes of nitrogen， phosphorus and potassium contents before and after composting

3 讨论

农业有机废弃物的处理和有效利用是当前环保研究的热点之一，面对畜禽养殖的大规模发展和农业有机废弃物的日益增多，无论从环境的角度、处理效益的角度、还是从废弃物循环利用的角度，都需要对废弃物进行快速处置，堆肥化处理是农业有机废弃物的首选处理方式，快速腐熟是其关键技术之一。好氧堆肥是在有氧条件下，主要是利用好氧微生物对畜禽粪便进行吸收、氧化、分解，是目前国内外常用和比较经济的行之有效的成熟的处理农业废弃物畜禽粪便的方法［5］。

温度变化、pH、发芽指数是评价堆肥是否腐熟的重要指标。根据我国的相关规定，一般认为堆体温度在50 ℃以上并维持5-10 d，即达到我国的粪便无害化卫生标准［15］，本试验的5个处理的温度维持在50 ℃以上超过6 d，符合畜禽粪便无害化卫生标准，堆肥32 d后，各处理都符合李艳霞等［16］提出的堆肥腐熟pH值呈弱碱性，各个处理的发芽指数达到80%堆肥已达到完全腐熟，说明以养牛、猪和鸡为循环农业中心环节的牛粪、猪粪和鸡粪为主要原料进行堆肥32 d就能够完全腐熟。

堆肥化过程中氮素形态的变化及其含量直接关系到堆肥产品的农业利用价值［17］，是微生物活性、堆体温度、通风状况等联合作用的结果。堆肥初期，温度开始升高，铵态氮基本上不发生挥发损失，一些具有固氮作用的微生物活性增强，能固定空气中的氮，并随着微生物消耗碳水化合物及物料干重的下降，总氮含量相对升高，此时有机氮转化成铵态氮，导致铵态氮含量相对升高，然后，随着铵态氮的挥发和硝态氮的反硝化造成的气态氮素损失［18］，又导致总氮含量相对降低，同时，铵态氮经过硝化作用转化成硝态氮［18-19］，导致铵态氮含量相对降低，最后，氮挥发损失减弱，铵态氮含量趋于稳定，以及有机物进一步降解，全氮含量又相对增加，故各处理的全氮和铵态氮含量随着堆肥的进程表现为先升高后降低，再缓慢升高。高温环境强烈抑制了硝化细菌的生长活动，硝态氮含量稍微低些，之后，随着温度的下降，硝化细菌快速繁殖生长，有机氮经过微生物的矿化作用和硝化作用，产生硝态氮并不断积累，而且在有氧条件下反硝化造成的气态氮素损失相对较小，因此，各处理的硝态氮含量在堆肥前中期逐渐缓慢上升，而堆肥后期都呈现快速上升。T3和T4处理的pH变化幅度相比其他处理大些，主要由于微生物在堆肥处理大量繁殖，温度升高，有机物分解产生有机酸积累，pH降低，有机氮在微生物作用下发生强烈矿化，产生大量的铵态氮，导致堆肥的铵态氮含量上升，随后NH3、含氮气体的挥发损失及硝化细菌活性的增强，铵态氮经 过硝化作用转化成硝态氮［20］，导致堆肥的铵态氮含量上升，同时释放出的H+不断增多［21］，导致T3、T4处理的pH继续降低，而pH降低影响微生物的活性，温度下降，硝化细菌活性的减弱，铵态氮浓度又逐渐上升，堆肥进入腐熟期，铵态氮浓度与pH值趋于稳定。而T1、T2和T5处理可能由于氨化作用和硝化作用同时活跃，pH表现没有那么明显，其铵态氮含量相比T3和T4处理是先快速升高。

相比其他处理，T1处理升温快，高温阶段的温度超过了70 ℃，氮素损失率最大，堆肥腐熟后的全氮含量最低，GI相对最低，由于是按照有机物料的重量比添加谷壳调节T1处理的碳氮比时，谷壳本身比较轻，在一定的重量比下，其添加体积相对较大，增加了堆肥通气性，在碳氮比相同的条件，其好氧微生物生长快活性强，温度升高快，造成氮的损失相比较大，一般认为，堆肥化过程中，堆体温度应控制在45-65 ℃之间，若超过65 ℃，就会抑制微生物的生长和活动［22］，堆肥高温阶段温度维持70 ℃以上时，嗜热性微生物大多数已无法适应，继而大量进入死亡或休眠，导致有机氮的矿化和硝化细菌的硝化作用减弱，从而影响了T1处理的堆肥腐熟效果，导致GI相对最低。

4 结论

通过分析堆肥过程中的温度、pH、EC、全氮、铵态氮、硝态氮和发芽指数等表征发酵腐熟的指标表明，5个处理堆肥在32 d后基本上达到有机肥腐熟的标准，因此以养牛、猪和鸡为循环农业中心环节的牛粪、猪粪和鸡粪为主要原料，结合其周边种养业产生农业有机固体废弃物发展有机肥堆肥产业是可行的，但是在碳氮比相同的堆肥条件下，不同原料配比的堆肥处理氮素损失率不同，其中牛粪—鸡粪—谷壳处理高温阶段堆体的温度维持在70 ℃上下，氮素损失率大，导致堆肥结束后的氮素养分含量偏低，而猪粪—食用菌渣—鸡粪处理高温阶段堆体的温度维持在45-65 ℃，氮素损失率小，堆肥腐熟快，堆肥效率高，更适合在有机肥堆肥生产过程中进行推广和应用。

［1］ 仇焕广， 廖绍攀， 井月， 等. 我国畜禽粪便污染的区域差异与发展趋势分析［J］. 环境科学， 2013， 34（7）: 2766-2774. Qiu H G， Liao S P， Jing Y， et al. Regional differences and development tendency of livestock manure pollution in China［J］. Environmental Science， 2013， 34（7）: 2766-2774.

［2］ 李国学， 张福锁. 固体废弃物堆肥化与有机复混肥生产［M］.北京: 化学工业出版社， 2000. Li G X， Zhang F S. Composting of Solid Waste and Production of Organic Compound Fertilizer［M］. Beijing: Chemical Industry Press， 2000.

［3］ He X T， Traina S J， Logan T J. Reviews and analyses: Chemical properties of municipal solid waste composts［J］. Journal of Environmental Quality， 1992， 21: 318-329.

［4］ 解开治， 徐培智， 张发宝， 等. 鸡粪好氧堆肥过程中氨氧化古菌群落结构的动态变化［J］. 植物营养与肥料学报， 2012， 18（6）: 1483-1491. Xie K Z， Xu P Z， Zhang F B， et al. Dynamic changes of ammoniaoxidizing archaea community structure during aerobic composting of chicken manure［J］. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 2012，18（6）: 1483-1491.

［5］ 王桂珍， 李兆君， 张树清， 等. 碳氮比对鸡粪堆肥中土霉素降解和堆肥参数的影响［J］. 中国农业科学， 2013， 46（7）: 1399-1407. Wang G Z， Li Z J， Zhang S Q， et al. Influence of C/N ratio on degradation of oxytetracycline and composting parameters during chicken manure composting［J］. Scientia Agricultura Sinica， 2013， 46（7）: 1399-1407.

［6］ 李洋， 席北斗， 赵越， 等. 不同物料堆肥腐熟度评价指标的变化特性［J］. 环境科学研究， 2014， 27（6）: 623-627. Li Y， Xi B D， Zhao Y， et al. Study of maturity parameter characteristics in composting process using different materials［J］. Research of Environmental Sciences， 2014， 27（6）: 623-627.

［7］ 张强， 孙向阳， 任忠秀， 等. 调节C/N及添加菌剂与木酢液对园林绿化废弃物堆肥效果的影响［J］. 植物营养与肥料学报，2012， 18（4）: 990-998. Zhang Q， Sun X Y， Ren Z X， et al. Effects of regulating of C/N ratio and adding different concentrations of microbe fungus and wood vinegar on composting of landscaping waste［J］. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 2012， 18（4）: 990-998.

［8］ 高云航， 勾长龙， 王雨琼， 等. 低温复合菌剂对牛粪堆肥发酵影响的研究［J］. 环境科学学报， 2014， 34（12）: 3166-3170. Gao Y H， Gou C G， Wang Y Q， et al. Effects of the cold-adapted complex microbial agents on cattle manure composting［J］. Acta Scientiae Circumstantiae， 2014， 34（12）: 3166-3170.

［9］ 张雪辰， 王旭东. 畜禽粪便快速发酵过程中的氮素转化及损失［J］. 农业环境科学学报， 2014， 33（3） : 458-464. Zhang X C， Wang X D. Nitrogen transformation and loss in livestock and poultry manure mixture during rapid composting process［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2014， 33（3）: 458-464.

［10］ 吴伟祥， 李丽劼， 吕豪豪， 等. 畜禽粪便好氧堆肥过程氧化亚氮排放机制［J］. 应用生态学报， 2012， 23（6）: 1704-1712. Wu W X， Li L J， Lü H H， et al. Mechanisms of nitrous oxide emission during livestock manure aerobic composting［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2012， 23（6）: 1704-1712.

［11］ 吕子文， 顾兵， 方海兰， 等. 绿化植物废弃物和污泥的堆肥特性研究［J］. 中国土壤与肥料， 2010（1）: 57-64. Lü Z W， Gu B， Fang H L， et al. Compost characteristics with greening plant waste and sewage sludge［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2010（1）: 57-64.

［12］ 鲁如坤. 土壤—植物营养学原理和施肥［M］. 北京: 化学工业出版社， 1998. Lu R K. Soil-plant Nutrition Principles and Fertilization［M］. Beijing: Chemical Industry Press， 2000.

［13］ Mathur S P， Owen G， Dinel H， et al. Determination of compost biomaturity. I. Literature review［J］. Biological Agriculture and Horticulture， 1993， 10（2）: 65-85.

［14］ 刘微， 张津， 李博文， 等. 不同微生物菌剂对番茄秸秆好氧堆肥中氮磷钾元素的转化规律的影响［J］. 中国土壤与肥料，2014（3）: 88-92. Liu W， Zhang J， Li B W， et al. Effect of microorganism agents on tomato straw compost and changes of the NPK element forms［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2014（3）: 88-92.

［15］ 吴银宝， 汪植三， 廖新悌， 等. 猪粪堆肥腐熟指标的研究［J］. 农业环境科学学报， 2003， 22（2）: 189-193. Wu Y B， Wang Z S， Liao X D， et al. Study on mature index of composting swine manure［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2003， 22（2）: 189-193.

［16］ 李艳霞， 王敏健， 王菊思. 有机固体废弃物堆肥的腐熟度参数和指标［J］. 环境科学， 1999， 20（2）: 98-103.Li Y X， Wang M J， Wang J S. The maturity indexes and standards of organic solid waste composting［J］. Environmental Science，1999， 20（2）: 98-103.

［17］ Tiquia S M， Tam N F Y. Fate of nitrogen during composting of chicken litter［J］. Environmental Pollution， 2000， 110: 535-541.

［18］ Eklind Y， Kirchmann H. Composting and storage of organic household waste with different litter amendmentsⅡ: Nitrogen turnover and losses［J］. Bioresouree Technology， 2000， 74: 125-133.

［19］ Bernal M P， Paredes C， Sanchez-Monedero M A， et al. Maturity and stability parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes［J］. Bioresouree Technology， 1998， 63: 9l-99.

［20］ 邵淼， 杨淑英， 张增强， 等. 不同处理对高含水率奶牛粪便好氧堆肥的影响［J］. 农业环境科学学报， 2010， 29（5）: 982-989. Shao M， Yang S Y， Zhang Z Q， et al. Effect of different treatments on composting of high water content dairy manure［J］. Journal of Agro-Environment Science. 2010， 29（5）: 982-989.

［21］ 卢秉林， 王文丽， 李娟， 等. 小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响［J］. 中国农业大学学报， 2010， 15（2）: 30-34. Lu B L， Wang W L， Li J， et al. Effect of wheat straw on the maturity processing of sheep manure under high temperature condition［J］. Journal of China Agricultural University. 2010，15（2）: 30-34.

［22］ Golueke C G. Principles of biological resource ecovery［J］. Biocycle， 1981， 22: 36-40.

（责任编辑：童成立）

Effect of organic materials with different proportions on composting process

LU Yao-xiong， CUI Xin-wei， LONG Shi-ping， FAN Hai-shan， PENG Fu-yuan
（Institute of Agricultural and Biological Resources Utilization， Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha，Hunan 410125， China）

To promote the re-utilization of the local agricultural organic solid waste resources we used cow dung， pig manure and chicken manure as the main composting materials， and set up different treatments to carry out a compost experiment with the same ratio of carbon to nitrogen and the addition of the EM bacteria liquid agent. We analyzed the temporal dynamics of temperature， pH， EC， total nitrogen， ammonium nitrogen， nitrate nitrogen and germination index during the composting process， and compared the nutrient contents of the treatments before and after composting. The results showed that the cow-chicken-rice husk treatment warmed the fastest with the composting temperature maintained at approximately 70 ℃ in the high-temperature phase， up to 22.8% of nitrogen lost after composting. The pig-mushroom residue-chicken treatment held composting temperature below 65 ℃in the high-temperature phase， lost 3.47% of nitrogen， and resulted in a germination index of 52% on 20 d during composting. This treatment had its composting maturity faster than other treatments. With the different proportions of organic materials composted after 32 d， all treatments had their pH being in the range of 7.7 to 8.5 and met the basic requirements of organic fertilizer standards，of which pH is in the weak-alkaline category and the germination index is approximately 80%. Our fndings showed that the agricultural organic solid wastes can be completely decomposed via composting after 32 d. While we need to coordinate the ratio of carbon to nitrogen in the different organic materials to ensure a reasonable threshold for adjusting ventilation， controlling composting temperature of pile bodies at 45-65 ℃. Such a desirable composting procedure can reduce nitrogen loss and improve composting maturity.

agricultural organic waste； microbial agent； composting； maturity； changes of nitrogen； re-utilization

随着畜禽养殖业集约化、规模化、工厂化的快速发展，畜禽养殖业粪便的产生量也急剧增加，由于规模化养殖场畜禽粪便过于集中，同时受运输和无法就地消纳等原因的影响，未经处理就随意堆放，已经成为我国最重要的农业面源污染源之一［1］，不符合我国农业可持续发展的要求。发展循环农业是实现农业可持续发展战略的重要途径，对建设社会化主义新农村，促进农业经济可持续发展，构建资源节约型、环境友好型社会具有重要作用。

National Science and Technology Support Program of China （2012BAD14B17）.

PENG Fu-yuan， E-mail: pengfuyuan888@163.com.

25 June， 2015；Accepted 8 December， 2015

S141.4

A

1000-0275（2016）03-0587-07

10.13872/j.1000-0275.2016.0002

国家科技支撑计划项目（2012BAD14B17）。

鲁耀雄（1981-），男，湖南永州人，助研，主要从事农业废弃物资源化利用研究，E-mail: luyaoxiong09@163.com；通讯作者：彭福元（1965-），男， 研究员， 主要从事农业废弃资源化利用研究，E-mail: pengfuyuan888@163.com。

2015-06-25，接受日期：2015-12-08