本試驗針對北方寒區(qū)特殊地理環(huán)境條件，采用牛糞好氧堆肥發(fā)酵，研究0℃以下，接種復(fù)合發(fā)酵劑對堆肥的影響。結(jié)果表明：牛糞接種復(fù)合發(fā)酵劑24h和48h堆溫分別升至40.1％、55.6℃；高溫期持續(xù)6d；發(fā)酵周期縮短至12d；脫水率達(dá)40％以上；pH值先降低后升高，最終穩(wěn)定8.2左右；除臭效果良好，3d后臭味基本消除。

隨著黑龍江省畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，畜禽產(chǎn)生大量糞便和污水造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，防治工作已迫在眉睫。北方低溫持續(xù)時間長是畜禽糞便高溫堆肥的一大障礙，如何在低溫條件下進(jìn)行牛糞高溫堆肥已成為亟待解決的問題。本試驗研究在低溫條件下接種復(fù)合微生物發(fā)酵劑對堆肥溫度、pH值、含水量、除臭效果，旨在探明低溫條件下接種發(fā)酵劑對牛糞堆肥的影響。

一、材料與方法

1、試驗材料。牛糞，稻殼粉，復(fù)合微生物發(fā)酵劑

2、試驗設(shè)計。鮮牛糞，以稻殼粉為調(diào)理劑調(diào)至含水量65％左右。混勻堆成2×1.5×1，2m的堆體，根據(jù)發(fā)酵溫度進(jìn)行機(jī)械翻堆。

對照不接復(fù)合發(fā)酵劑：84％牛糞+16％調(diào)理劑

處理接復(fù)合發(fā)酵劑：84％牛糞+16％調(diào)理劑+1‰復(fù)合發(fā)酵劑 3、取樣及測定方法

(1)取樣。分別取上層，中層，下層，深度距堆頂20cm，50em，70cm，測定溫度、含水率和pH值動態(tài)變化，觀察臭味變化。

(2)測定方法。含水率用105℃烘24h或至恒重。pH值樣品：去離子水=1:10(W／Y)，pH計測定。除臭效果以堆肥臭度為指標(biāo)，臭度采用六級分類法。

二、結(jié)果與分析

1 、接種復(fù)合發(fā)酵劑堆肥溫度的變化動態(tài)。堆體溫度變化是堆肥進(jìn)程的宏觀反映，也是影響微生物活動和堆肥工藝過程的重要因素。溫度上升是微生物代謝產(chǎn)熱積累的結(jié)果，反映了微生物代謝強(qiáng)度和堆肥物質(zhì)轉(zhuǎn)化速度。低溫條件下接種復(fù)合發(fā)酵劑加速有機(jī)物質(zhì)降解。使堆體快速升溫。維持適當(dāng)高溫期殺死病原菌、蟲卵和草籽，并起到脫水作用，最后溫度降低以利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的形成。

從堆肥12d溫度的變化動態(tài)表明。接種復(fù)合發(fā)酵劑的處理微生物大量繁殖，利用堆肥中糖類，淀粉，氨基酸等簡單有機(jī)物，產(chǎn)生熱量，提高堆體溫度。24h和48h后堆溫分別升至40.1℃、55，6℃；對照此時僅為15.4℃、18.6℃，處理較對照提高24.7℃和37.0℃。美國環(huán)保局規(guī)定靜態(tài)好氧堆肥，堆體溫度55℃以上應(yīng)至少持續(xù)5d，以殺死蟲卵和致病菌，我國規(guī)定為5-7d。處理第3d堆溫達(dá)到55.0℃，持續(xù)6d，其中第5d達(dá)71.0℃，滿足殺死蟲卵、病原菌和草籽的要求。高溫期大量微生物死亡，酶活降低致使有機(jī)物降解速度下降，產(chǎn)生熱量減少，第6d稍有降低。隨著溫度下降，微生物又開始大量生長繁殖，有機(jī)物分解速度加快，7—8d時堆溫回升。發(fā)酵后期微生物降解剩余有機(jī)物不能產(chǎn)生足夠熱量，溫度呈持續(xù)下降趨勢。對照3～12d溫度為18.6-43.4℃，一直未達(dá)高溫階段。

以上研究結(jié)果充分說明在低溫條件下接種發(fā)酵劑具有明顯提高升溫速度作用。發(fā)酵周期縮短至12d。發(fā)酵期間處理和對照均為中層溫度最高，上層次之，下層最低。

2、接種復(fù)合發(fā)酵劑堆肥含水率變化動態(tài)。適宜含水率是保持微生物活性和保證堆肥發(fā)酵順利進(jìn)行的必要條件。含水率高于80％時，水分子充滿顆粒內(nèi)部并溢到粒子間隙中，減少堆體孔隙并增加氣體傳質(zhì)阻力，造成堆體的局部厭氧，抑制好氧微生物活動，不利于畜禽糞便高溫好氧堆肥發(fā)酵；含水率亦不應(yīng)低于40％，過低會增加堆體空隙度，增大水分散失量，致使堆體缺水不利于微生物的生長和堆肥發(fā)酵。經(jīng)研究表明，經(jīng)過堆肥處理的混合物固體含量必須達(dá)到55-60％。為降低烘干、粉碎成本，腐熟后含水量應(yīng)越小越好。

從堆肥12d中含水率的變化動態(tài)表明：處理和對照初始含水率均在65％左右。圖2表明，處理前3d水分散失緩慢，4-8d含水率快速下降，8d-12d變化較小。原因是靜態(tài)堆肥含水率與溫度和堆肥材料的孔隙度密切相關(guān)，高溫階段堆體產(chǎn)生大量生物熱將水分以水蒸氣的形式帶走，此階段脫水率最大；升溫、降溫和腐熟階段，含水率減小速率下降緩慢。腐熟后，處理各層含水率降至35-40％之間，符合有機(jī)肥發(fā)酵要求。對照在發(fā)酵12d中含水率變化不明顯，12d時上、中、下層含水率為57.8％、62.4％和64.3％。腐熟后，處理的脫水率上、中、下層為45.0％、42.0％、39.8％，較對照提高34.3％、37.9％、39.4％。

處理升溫階段和腐熟階段的后期翻堆次數(shù)少或不翻堆，重力使堆體水分由上層和中層向下層滲漏，上層含水率小于中層和下層。其他階段差異不明顯，原因是高溫階段為增加溶氧和防止堆溫過高而經(jīng)常翻堆，上、中、下層的物料混合均勻，因而，含水率差異不明屁。對照溫度上升緩慢，不翻堆，上層水分低于中、下層。

3、接種復(fù)合發(fā)酵劑堆肥pH值變化動態(tài)。pH值是影響微生物生長的重要因素之一。研究表明微生物適宜的pH值是中性和微堿性，pH值過高或過低，都會影響堆肥反應(yīng)的正常進(jìn)行。富含纖維素和蛋白質(zhì)的畜禽糞便堆肥的最佳pH值接近8.0，在pHi≤5.0時底物降解速率幾乎為0，phi≥9.0時底物的降解速率降低，且氨態(tài)氮大量揮發(fā)，損失嚴(yán)重。根

從堆肥12d中pH值的變化動態(tài)看出：

處理和對照發(fā)酵初期pH值在8，5左右。圖3表明，處理堆體升溫較快，氧氣充足，微生物代謝活躍，分解有機(jī)物產(chǎn)生的有機(jī)酸積累，使pH值下降；隨溫度升高，有機(jī)酸分解或小分子有機(jī)酸直接揮發(fā)、含氮物質(zhì)分解產(chǎn)生氨均使pH值上升。發(fā)酵后期，堆體溫度下降，氨化作用緩慢，DH值下降。腐熟后，處理上、中、下層pH值分別為8.21、8.27和8.11。對照發(fā)酵前10d DH值變化不大。11-12d緩慢下降。

處理發(fā)酵初期，中層和下層pH值高于上層；高溫階段上、中、下層無明顯差異；發(fā)酵后期，中層高于上層和下層，差異不明顯；對照下層DH值明顯高于上層和中層。其原因是對照脫水率小。略呈堿性的堆體水分在重力下下沉使下層pH值高于上層和中層。

4、接種復(fù)合發(fā)酵劑堆肥臭味變化動態(tài)。造成畜禽糞便堆肥惡臭的主要原因是發(fā)酵過程中產(chǎn)生氣態(tài)代謝產(chǎn)物或中間產(chǎn)物，如氨氣、硫化氫、脂肪酸、胺、芳香化合物，以及萜類物質(zhì)和其它揮發(fā)性有機(jī)化合物。在惡臭擴(kuò)散的同時，氮類物質(zhì)的揮發(fā)造成養(yǎng)分損失，從而降低堆肥價值。添加外源微生物促使氮類物質(zhì)向蛋白氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，調(diào)控堆肥過程中氮、碳的代謝，通過減少氮類物質(zhì)分解為NH4+-N的氣態(tài)揮發(fā)損失控制臭味的產(chǎn)生，并保留更多的氮養(yǎng)分。

復(fù)合發(fā)酵劑通過分解有機(jī)物質(zhì)吸收氨和硫化氫，控制堆肥過程中氮類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，發(fā)酵3d臭味基本去除，具有良好的除臭效果，對照12d時仍有明顯臭味。

三、結(jié)論

1、接種復(fù)合發(fā)酵劑的處理升溫速度快，24h和48h堆溫分別升至40.1、55，6℃，較對照高24.7℃和37.0℃；高溫持續(xù)時間長；0℃以下堆肥時將發(fā)酵周期縮短至12d。

2、牛糞接種復(fù)合發(fā)酵劑脫水率高達(dá)40％以上；pH值先降低后升高，最后穩(wěn)定在8.2左右；除臭效果良好，3d可去除臭味。