堆肥技術是農業固體廢棄物無害化、資源化利用的重要措施，是中華民族傳承四千年迴圈農業培肥土壤的可持續發展方式，尤其在當前化肥農藥超量使用、土地嚴重退化的現實情況下，需要在農村大力推廣。農民自行堆制會引起發酵效率低、腐熟不完全、農田施用後產生病蟲草等問題，在堆肥中新增農用植物酵素，是解決這些問題的有效措施。
農用植物酵素在工信部QB/5323-2018《植物酵素》和QB/T5324-2018《酵素產品分類導則》被定義為以植物為主要原料，新增或不新增輔料，經微生物發酵製得的、含有特定生物活性成分的、用於種植業、養殖業、土壤改良的酵素產品。
不僅能夠提供大量的有益微生物，其發酵液中含有機酸、微量元素及N、P、K等營養物，還可成為環境微生物營養元，對啟動堆肥和提高堆肥發酵效率以及儲存氮素營養有極大的促進作用。
農用植物酵素堆肥（簡稱酵素堆肥）是透過果蔬廢棄物為發酵底物製得液態的農用植物酵素，進一步培養本地土著微生物，對農業廢棄物進行高溫好氧發酵製成的固體有機肥，近年被農民廣泛應用於土壤改良。目前對土壤改良、農作物病蟲害防治等方面研究較多，對農耕酵素堆肥的研究諸如堆肥營養成分與腐熟度指標變化等鮮見報道。
腐熟度是指堆肥中的有機質經過礦化、腐殖化後達到穩定的程度。基本含義：（1）透過微生物的降解作用，要達到穩定化、無害化，亦即對環境不產生有害的影響。（2）堆肥產品的使用，不給作物的生長和土壤微生物活動帶來不利影響，改善土壤理化性質，維持地力。堆肥腐熟程度直接影響堆肥產品的農田使用效果，檢測並保證堆肥的腐熟度是堆肥產品質量及其安全農用的保障。作為一種剛剛興起、傳播卻極為廣泛的技術，農民對酵素堆肥程序中腐熟度的理解存在諸多誤區，農戶普遍誤認為物料長滿菌絲即為腐熟，施入農田卻造成氮飢餓燒苗現象和蠐螬等植食性蟲害的普遍發生。
本研究透過對酵素堆肥和農家堆肥發酵過程中腐熟度指標動態變化的研究，
探討堆肥腐熟度程序特點，為農戶正確堆制、使用酵素堆肥提供可靠依據。
材料與方法
1、堆肥場地設計與材料預處理
堆肥試驗於2019。6。19—2019。9。26在遼寧科技學院博思樓後院堆肥場進行（位於遼寧省本溪市石橋子高新技術開發區，東經121°15‘，北緯37°33’）。本實驗共設2組處理，不新增外來菌劑的空白組（CK）和新增土著酵素腐熟菌劑（接種量為3%）的處理組（JS）。
主料為玉米秸稈，來自遼科院後山農場，粉碎至3cm～10cm的幹物料，堆制前一天進行潤水處理。輔料為豬糞（溼豬糞、鋸末墊料），來自於高新區上石村養豬場。主輔料用量分別為90%、10%，堆制時用攪拌機混勻，含水量55%-60%，C/N為25-30。土著酵素腐熟菌劑使用高新區上石村老虎洞森林土擴培獲得。
2、方法與管理
堆肥與管理
建堆：CK與JS建堆堆體均為2m*2m*1。2m。JS建堆時新增3%土著酵素腐熟菌劑，使用農用植物酵素∶糖蜜∶清水=1∶1∶50的混合液調整含水量。CK未新增外源腐熟菌劑，使用清水調整含水量。翻堆：當溫度達到最高溫後再下降5℃-10℃時翻堆，每次翻堆進行補水，保證含水量55%-60%。堆體溫度低於45℃進入後熟階段，不再翻堆補水。先後在第14天、21天、29天及56天時進行四次翻堆。
分別在第2、10、21、31、49、76天取樣，每次在堆體的上、中、下部多點取樣，充分混勻，四分法取樣500g，自然風乾過60目土壤篩，乾燥儲存備用，所有分析測定工作均在取樣後完成。
測定方法
堆體溫度：使用1m探針式溫度計測量。樣液製備：將樣水比按1∶10混合，震盪30分鐘後過濾，使用PHS-2F數字pH計和DOSJ-308A電導率儀測定pH和EC值，採用TU-1901雙光束紫外可見光光度計測定E4/E6。5g土樣與50ml蒸餾水，充分震盪，30℃條件下浸提l晝夜，過濾。吸取5 ml濾液加到鋪有2張濾紙的9cm培養皿內，每個培養皿點播40粒飽滿的四季青油菜種子，28℃下培養，24小時發芽率試驗測定種子發芽率（SG）。
結果與討論
1、物理感官變化
CK、JS兩組發酵全過程比較一致，前期物料富含菌絲，粗糙扎手，顏色為棕黃色，有微微的臭味；中期物料顆粒變的較小，且臭味變淡，大量菌絲餅；後期溫度下降，物料顆粒變小，質地疏鬆且不扎手，無特殊氣味，顏色為深褐色，符合李季腐熟堆肥的外觀標準。
由（表1）第29天可見物料白色菌絲豐富，說明此期即主發酵期間以糖分解、纖維素分解為主，且JS菌絲比CK更發達，嗜高溫的絲狀菌體活動以物料礦化為主。由第56天-79天溫度回落後演替的微生物種群以木質素的分解腐殖化為主，物料菌絲漸漸消失，手感疏鬆柔軟，具有泥土芳香，JS比CK完熟程度更好。
表1 堆肥的物理感官變化
2、溫度的變化與衛生安全指標評價
溫度是衡量堆肥有機物降解與腐熟化、無害化的重要指標，堆體溫度的高低和持續時間不僅決定堆肥的品質，而且對殺滅致病菌、寄生蟲和雜草種子至關重要。根據我國糞便無害化衛生標準GB7959-87的規定，要求堆肥溫度在50℃-55℃以上維持5～7天作為滅菌的標準。CK、JS>50℃高溫發酵分別保持29天、18天，到達堆肥無害化標準（見表2）。
表2 堆肥溫度變化的比較
堆肥發酵分為主發酵和後發酵。主發酵包括中溫、高溫直至溫度開始下降的整個階段，以物料的分解礦化為主。如圖1所示，JS第5天攀升至62℃，>50℃天數保持29天，積溫1588℃。CK第5天升至71℃，>50℃天數保持18天，積溫1208℃。JS積溫比CK積溫增加31。5%，高溫天數多11天。JS在3次翻堆後均可以迅速升至50℃以上，並保持至少5天；CK在第2次翻堆後僅保持3天高溫，再也沒有升至高溫區。
圖1 不同處理推肥的溫度變化
後發酵包括由50℃持續下降至40℃左右為腐熟階段，以分解木質素、合成腐殖質為主。JS在第36天進入後發酵，持續25天，積溫1176℃；CK在第24天后發酵，持續21天，積溫947℃。前者積溫比後者增加24。2%，持續天數多4天（見表2）。
綜上，加入土著酵素菌劑的JS能夠保持較長時間的高溫，且翻堆後迅速升溫，使溫度多次升降，利於低、中、高溫微生物菌群的交替式演替，增加堆肥微生物種群多樣性，促進物料的分解礦化與發酵腐熟。
3、pH的變化
pH是影響微生物及酶活性的重要因素。堆肥原料或發酵初期pH為弱酸性至中性，通常為6。5-7。5，腐熟堆肥呈弱鹼性，pH值在8-9之間。Zuccoin等在研究固體廢料堆肥腐熟度特徵中指出高溫階段堆肥如果pH9。6均未達到美國環保署規定的堆肥最高溫度必須在55℃保持5天以上的要求。如圖2所示，堆肥初期第（0-10天） pH值很快上升，持續高溫的主發酵階段變化不大，後發酵階段（20-76天）慢慢攀升至8。3-8。5，pH值為6。5-9。6且55℃保持15天以上，達到美國環保署規定的要求。CK、JS的變化趨勢相同，這一結果與李吉進等在對高溫堆肥生物化學變化特徵的研究中實驗結果一致。
圖2 不同處理推肥pH的變化
4、電導率EC值變化
電導率（EC）可以反映堆肥過程中產生的可溶性鹽離子含量，EC值高容易造成土壤鹽化、損害作物根部功能。魯如坤認為，當堆肥EC值小於電導率
圖3 不同處理推肥電導率的變化
5、E4/E6值的變化
E4/E6值是堆肥物料在465nm處和665nm處的吸光度值之比，通常是胡敏酸品質或縮合度、芳構化程度的重要指標，隨著腐殖酸分子縮合度增大而減小，是衡量堆肥腐熟度的評判標準之一。E4/E6比值愈低，表明腐殖質的縮合度和芳構化程度愈高，分子量愈大，平均存留時間愈長。張亞寧等在堆肥腐熟度快速測定指標研究中指出當E4/E6值為1。5-1。9時顯示堆肥成熟。如圖4所示，除CK的E4/E6值初期下降外，兩者均呈現上升趨勢，最後比值為2。7，高於腐熟度指標。
圖4 不同處理推肥E4/E6值的變化
6、種子發芽率(SG)變化
堆肥過程中有機物經降解產生很多中間產物，未腐熟堆肥的植物毒性來自低分子量的有機酸、多酚等植物生長抑制物質，而這些物質隨著堆肥的程序逐漸被轉化或消失。腐熟的堆肥則減少或消失，並出現促進種子萌發和植物生長的物質。
種子發芽率是最有效、最能反映堆肥產品對植物毒性大小的安全性指標，能夠快速地測定出植物抑制物質的降解情況。當種子的發芽率SG≥50%時，堆肥對植物基本沒有毒性；當SG≥80%時，堆肥對植物完全沒有毒性。如圖5所示，兩組發芽率呈現相同上升趨勢，第49天時JS和CK發芽率分別為75%和65%，均未到達完全無毒性；第76天，兩組發芽率分別為90。5%和84%，完全無毒性。加入土著微生物菌劑的堆肥先於清水堆肥達到無毒害標準。
圖5 不同處理堆肥發芽率的變化
結論
1、新增土著酵素腐熟菌劑有利於提高並保持堆溫，加快堆肥礦化和腐殖化程序。
2、土著酵素腐熟菌劑新增對PH、EC、E4/E6等腐熟度指標影響不大。但採用玉米秸稈為主的堆肥E4/E6值高於腐熟度指標，腐殖質芳構化程度較低。從農田利用角度來看，需要延長堆肥腐熟時間。
3、土著酵素腐熟菌劑新增利於加快並提高種子發芽率，加快堆肥腐熟化程序。
宣告：本文來源，閆佳明、劉國雨等《玉米秸稈酵素堆肥腐熟度指標變化研究》如有侵權，請聯絡刪除。
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