文長(zhǎng)沙市明德中學(xué)K440班 蔡曉露

城市園林綠化廢棄物的堆腐化是目前最有效、最安全、經(jīng)濟(jì)的處理方法，是實(shí)現(xiàn)其資源化利用的重要途徑。但僅以城市園林綠化廢棄物為堆料存在堆肥初期C/N偏高的問(wèn)題，不利于堆肥過(guò)程中的微生物活動(dòng)，嚴(yán)重影響有機(jī)物的降解速度。

為此，部分研究者從降低堆肥初期城市園林綠化廢棄物C/N和獲得優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥角度，探究添加一定比例的城市污泥、畜禽糞便、氮肥、豆渣、微生物菌劑、餐廚垃圾等輔料，促進(jìn)城市園林綠化廢棄物快速腐熟。

有研究表明，城市園林綠化廢棄物聯(lián)合畜禽糞便堆肥不僅解決了畜禽糞便單獨(dú)堆腐的惡臭與病原菌危害問(wèn)題，而且畜禽糞便可提供豐富的有機(jī)質(zhì)、N、P、K以及多種微量元素。

我設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)室用好氧堆肥裝置，以EM菌劑為添加菌劑，開(kāi)展園林綠化廢棄物與雞糞混合水浴法模擬好氧堆肥試驗(yàn)，研究溫度、物料配比對(duì)堆肥腐熟度和堆肥過(guò)程的影響，篩選出試驗(yàn)條件下園林綠化廢棄物與雞糞好氧肥的最佳配比，為園林綠化廢棄物與雞糞堆腐研究提供技術(shù)指導(dǎo)與理論基礎(chǔ)。

一、實(shí)驗(yàn)材料

園林綠化廢棄物來(lái)源于長(zhǎng)沙市雨花區(qū)園林管理局，主要為香樟樹(shù)枝，粒徑為6～11mm，含水率26.6%，pH7.20，總氮含量1.17%，有機(jī)質(zhì)含量97.32%，總碳含量45.74%，C/N39.04。

雞糞來(lái)源于長(zhǎng)沙縣愛(ài)民養(yǎng)雞場(chǎng)，含水率54.2%，pH8.89，總氮含量1.34%，有機(jī)質(zhì)含量74.10%，總碳含量34.83%，C/N25.96。

試驗(yàn)所用EM菌劑購(gòu)于某生物科技有限公司，其菌種主要為芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、光合細(xì)菌、放線菌。

二、設(shè)計(jì)堆肥裝置

裝置由恒溫水浴鍋、空氣泵、氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)、溫度計(jì)（0～100℃）、1.5L 發(fā)酵瓶、250mL洗氣瓶、干燥管和呼吸測(cè)定儀組裝而成，通過(guò)玻璃導(dǎo)管和橡膠管連接。

空氣泵連接發(fā)酵瓶，為發(fā)酵瓶物料腐解提供氧氣。1個(gè)水浴鍋中可放置4個(gè)發(fā)酵瓶，通過(guò)調(diào)節(jié)水浴鍋溫度可以調(diào)控發(fā)酵瓶中的物料溫度。氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)可測(cè)定和控制發(fā)酵瓶物料腐解過(guò)程中的通風(fēng)量。洗氣瓶中盛裝超純水，用于去除堆肥發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的H2S與NH3等。干燥管中填裝干燥硅膠粒，用于去除水蒸氣，防止腐蝕氣體進(jìn)入呼吸測(cè)定儀。呼吸測(cè)定儀測(cè)定發(fā)酵瓶中O2與CO2的含量。堆肥反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 水浴法溫控堆肥反應(yīng)裝置示意圖

三、試驗(yàn)過(guò)程

將城市園林綠化廢棄物與雞糞按表1中的4種比例（體積比）混合拌勻，分別加入0.1%EM菌劑，再填入發(fā)酵瓶，采用持續(xù)通風(fēng)控溫法發(fā)酵，通風(fēng)量均設(shè)為55L·h-1，控制水浴鍋溫度，使發(fā)酵瓶物料溫度升至55℃后，維持6d。之后調(diào)節(jié)水浴鍋溫度，使發(fā)酵瓶堆料溫度下降至40℃，連續(xù)堆肥發(fā)酵18d。

四、結(jié)果分析

1.物料配比對(duì)堆肥前后營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

經(jīng)18d的好氧堆肥發(fā)酵，B組物料中總氮含量由3.21%降至1.16%，降幅最大；A組物料中總氮含量由1.85%降至0.98%，降幅次之；C組與D組物料中總氮含量分別由2.62%與1.82%降至1.22%與1.16%。氮素?fù)p失的主要原因是持續(xù)通風(fēng)使大量銨態(tài)氮以氨氣形式揮發(fā)。此外，中溫段物料溫度相對(duì)較低，溫度對(duì)堆料中硝化細(xì)菌的抑制作用相對(duì)較弱，氮的硝化也在一定程度上導(dǎo)致了氮的損失。

A～D組物料的堆肥產(chǎn)物中總磷含量均略高于初始物料中的總磷含量，這主要是由于在堆肥過(guò)程中有機(jī)物的降解導(dǎo)致物料減量化所致。

A組物料中的總鉀含量降幅最大，由2.36%降至1.24%。B組與C組物料中的總鉀含量基本與原料維持在同一水平。而D組物料的總鉀含量略有升高，這主要是由于堆料中有機(jī)物被微生物降解導(dǎo)致堆料減量化所致。

A～D組物料的VS含量均有不同程度的下降，這是因?yàn)樵诙逊蔬^(guò)程中微生物的生長(zhǎng)繁殖降解了大量的有機(jī)物。

表1物料不同配比下的理化性質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)元素

2.物料配比對(duì)堆肥前后種子發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)的影響

種子發(fā)芽率（GR）與發(fā)芽指數(shù)（GI）是國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者公認(rèn)的檢驗(yàn)堆肥腐熟度的一種便捷有效的方法。當(dāng)GR≥50%時(shí)，堆肥已基本無(wú)植物毒性，當(dāng)GR≥80%時(shí)，說(shuō)明堆肥已達(dá)到腐熟。

由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，A組、B組與D組物料經(jīng)堆肥發(fā)酵處理后GR值均有所提高，達(dá)到96.7%；而C組堆肥產(chǎn)物的GR值由91.1%降至84.4%，但也達(dá)到腐熟要求。

GI值最高的為D組堆肥產(chǎn)物，達(dá)到1.38，其次是A組與C組堆肥產(chǎn)物，分別為1.15與1.07，與堆肥前相比均有所提高；而B(niǎo)組堆肥產(chǎn)物的GI值反而從初始的1.24降至1.05。

從堆肥產(chǎn)物GR值與GI值來(lái)看，D組物料經(jīng)堆肥發(fā)酵后腐熟程度最高。

五、結(jié)論

1.從堆肥過(guò)程的堆體pH和含水率來(lái)看，堆肥18d后物料達(dá)到腐熟的要求；在堆肥過(guò)程中，A～D組物料均有不同程度的氮素?fù)p失，其損失率為36.38%～63.82%，D組物料的保氮量最高。

2.從種子發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)來(lái)看，D組堆肥產(chǎn)物種子發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)最高，表明該堆體腐熟程度最高，且D組堆肥產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)元素總體含量較高。

故此判定，D組的物料配比（園林綠化廢棄物∶雞糞=5∶1）為本次水浴法溫控模擬堆肥試驗(yàn)的最佳配比。

圖2 水浴法溫控堆肥反應(yīng)裝置實(shí)物