堆肥腐熟化過程是一個復(fù)雜的過程，要達(dá)到良好的堆制效果，必須控制一些主要影響因素。它們分別為水分、碳氮比(C/N)、氧含量、溫度和pH等。這些因素決定微生物活動強度，從而影響堆肥的速度與品質(zhì)(李艷霞等，1999)。
① 含水量
在堆肥過程中，水份是否適量直接影響堆肥發(fā)酵速度和腐熟程度，所以含水率是好氧堆肥化的關(guān)鍵因素之一(胡學(xué)玉，2002)。水在堆肥中的土要作用是:①溶解有機物，參與微生物的新陳代謝。因為在堆肥過程中，微生物需要從周圍環(huán)境中不斷攝取水分以維持其正常的生長代謝，微生物體內(nèi)及流動狀態(tài)水是其進(jìn)行生化反應(yīng)的介質(zhì)，微生物只能攝取其生存必須的溶解性養(yǎng)料；② 水分蒸發(fā)時帶走熱量，調(diào)節(jié)堆肥溫度。一般認(rèn)為初始含水率在50%一60%是較為合適的(sulerD J等，1977)。對好氧堆肥工藝而言，如果含水率過高，超過65%，會造成堆肥物料被緊縮或其內(nèi)部游離空隙被水膜充填，使游離空隙率降低而影響空氣的擴散，并使有機物供氧不足而出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，形成發(fā)臭的中間產(chǎn)物(硫化氫、硫醇、氨等)產(chǎn)生惡臭和因硫化物而導(dǎo)致堆料腐敗發(fā)黑。物料中的水分低于40%，就不能滿足微生物的生長需要，限制微生物的運動及代謝，使堆料中心部位達(dá)不到適宜的高溫，有機物難以分解，從而降低反應(yīng)速率:當(dāng)含水率低于30%時，微生物在水中攝取營養(yǎng)物質(zhì)的能力降低，微生物繁殖慢，有機物分解過程進(jìn)展相當(dāng)緩慢(衷芳，2005)。
② 碳氮比
堆肥物料碳氮比的變化在堆肥中有特殊的意義。在堆肥化過程中，碳在微生物的新陳代謝過程中由于氧化作用約有2/3變成二氧化碳而排出，約1/3用于細(xì)胞質(zhì)的合成。因此，碳是發(fā)酵過程的動力和熱源，被稱為微生物(細(xì)胞)的能源，氮主要用于細(xì)胞原生質(zhì)的合成作用而留于系統(tǒng)內(nèi)。
就微生物對營養(yǎng)的需求而言，碳氮比是一個重要因素(李國學(xué)等，2000)。微生物生長需要碳源，蛋白質(zhì)合成需要氮源，微生物合成一份蛋白質(zhì)大約需要30份碳。對于堆肥來講，堆肥C/N比應(yīng)滿足微生物所需的最佳值。研究表明理想C/N比為30一35，最多不超過40(Pioncelot，1974)。
C/N比低、特別是當(dāng)pH值和溫度高時，廢棄物中的氮以NH3的形式揮發(fā)損失，散發(fā)出臭味，并且堆肥產(chǎn)品也會給農(nóng)作物帶來不利影響(Eghban，2000)。用C/N比低的原料(15.7:1)進(jìn)行堆肥實驗，結(jié)果是微生物對有機物的生物氧化過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的氮素?fù)p失，也降低了有機肥效。但是，當(dāng)C/N比高于35時，微生物必須經(jīng)過多次生命循環(huán)，氧化掉過量的碳，直到達(dá)到一個合適的C/N比供其進(jìn)行新陳代謝，因而C/N比高會降低降解速度。
碳氮比不僅僅影響發(fā)酵時間，也是影響堆肥制品質(zhì)量的重要因素之一。如果C/N比更高，容易導(dǎo)致成品堆肥的C/N比過高，這種堆肥施入土壤后，將奪取土壤中的氮素，引起土壤“氮饑餓”，影響作物生長。若C雙比低于20:1，可供消耗的氮素少，氮素養(yǎng)料相對過剩，超過微生物所需要的氮，細(xì)菌就會將其轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮而揮發(fā)掉，導(dǎo)致氮元素大量流失而降低肥效。
在堆肥化過程中，C/N比也是影響堆肥溫度的因素之一。C/N比小溫度上升快，但堆層達(dá)到最高溫度低；C/N比大，堆層達(dá)到最高溫度反而高，但溫度上升慢。
另外，磷是磷酸和細(xì)胞核的重要組成元素，也是生物能ATP的重要組成成分，一般要求堆肥料的碳/磷比應(yīng)在75～150的范圍內(nèi)比較適宜(KasPeretal.，1981)。
③ 氧含量
供氣是好氧堆肥成功的重要因素之一。供氣的作用主要有三個方面，第一，為堆體內(nèi)的微生物提供氧氣，使生化反應(yīng)順利進(jìn)行，以達(dá)到提高堆層溫度之目的。如果堆體內(nèi)的氧氣含量不足，微生物處于厭氧狀態(tài)，使降解速度減緩，產(chǎn)生硫化氫等臭氣，同時使堆體溫度下降。第二，調(diào)節(jié)溫度。堆肥需要微生物反應(yīng)而產(chǎn)生的高溫，但是，堆肥又必須避免長時間的高溫，在極限情況下，堆層溫度可土升至80℃一90℃，這將嚴(yán)重影響微生物的生長繁殖。所以當(dāng)堆肥溫度上升到峰值以后，供氧的調(diào)節(jié)主要以控制溫度為主，即通過加大供氣量，借助水分蒸發(fā)帶走熱量，使堆溫下降。第三，散除水分。在堆肥的后期，應(yīng)加大通氣量，以冷卻堆肥及帶走水分，達(dá)到堆肥體積、重量減少的目的(Hoitinketal.，1993)。通氣可以采取鼓風(fēng)或抽氣方式，兩種方式各有利弊。抽氣的優(yōu)勢在于可將堆體中的廢氣在排入大氣前統(tǒng)一進(jìn)行處理，減少二次污染；鼓風(fēng)的優(yōu)勢是利于水分及熱量散失。最好的辦法是在堆肥的前期采用抽氣方式以處理產(chǎn)生的臭氣，在堆肥后期采用鼓風(fēng)方式以利于減少水分。
④ 溫度
堆肥作為一種生物系統(tǒng)，它與非生物系統(tǒng)是有差別的(JimenezandGarcia，1991)。對于非生物系統(tǒng)而言，反應(yīng)的速度直接與溫度有關(guān)，溫度越高反應(yīng)速度越快。然而，靠酶促作用進(jìn)行的堆肥生物化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，有利于反應(yīng)進(jìn)行的溫度是有限定范圍的，限度以外的反應(yīng)則是衰弱的。
當(dāng)溫度超過極限時，溫度越高，反應(yīng)的衰退變得更加迅速(Aveela，2000;黃贅梅，2002)。因此溫度是堆肥系統(tǒng)微生物活動的反映，是影響微生物活動和堆肥工藝過程的重要因素。合適的溫度是堆肥得以順利進(jìn)行和獲得高質(zhì)量堆肥產(chǎn)品的保證。堆肥中微生物分解有機物而釋放出熱量，這些熱量使堆肥溫度_上升。堆肥初期，堆體基本呈中溫，嗜溫菌較為活躍，大量繁殖。它們在利用有機物的過程中，有一部分轉(zhuǎn)化成熱量，堆體溫度不斷上升，1一2天后可以達(dá)到50℃一60℃。在這個溫度卜，嗜溫菌生長受到抑制，大量死亡，而嗜熱菌的繁殖進(jìn)入激發(fā)狀態(tài)( Bjom，2003)。嗜熱菌的大量繁殖和溫度的明顯提高，使堆肥發(fā)酵直接由中溫進(jìn)入高溫，并在高溫范圍內(nèi)穩(wěn)定一段時間。正是在這一溫度范圍內(nèi)，堆肥中的寄生蟲和病原菌被殺死。此外，高溫還可殺死畜禽糞便中的雜草種子，故一般多采用高溫堆肥。高溫堆肥時，溫度上升超過65℃時，進(jìn)入孢子形成階段，這一階段對堆肥是不利的，因為孢子呈不活動狀態(tài)，使分解速度相應(yīng)變慢。此外，在此溫度范圍內(nèi)，形成的抱子再發(fā)芽繁殖的可能性也很小。因此，高溫堆肥溫度最好在45℃一55℃左右(MacgregorandFinsttein，1981)。
⑤ PH值
在堆肥過程中，PH值也是一個重要影響因素。但是pH值變化受堆肥原料和條件的影響(Nakasaki1993)。一般來講，PH在3～12之間都可以進(jìn)行堆肥(Goldstein，1990:Augenstein，1996)，黃國峰(2003)研究表明微生物在高溫階段達(dá)最大分解能力時的pH一般為7.8一8.5。一般堆制過程中，沒有其他的特殊要求不必調(diào)pH值。但是有研究發(fā)現(xiàn)，在堆肥初期堆體的pH值降低，低的pH值有時會嚴(yán)重地抑制堆肥反應(yīng)的進(jìn)行，pH值對微生物的生長也是重要影響因素之一，一般微生物生長最適宜的pH值是中性或弱堿性，pH值太高或太低都會使堆肥處理遇到困難，影響堆肥的效率。pH值是一個可以對微生物環(huán)境做出估價的參數(shù)，在整個堆肥過程中，pH值隨時間和溫度的變化而變化。因此，pH值也是揭示堆肥分解過程的一個極好的標(biāo)志。適宜的pH值可使微生物有效地發(fā)揮作用，使得堆肥過程順利進(jìn)行。一般認(rèn)為pH值在7.5一8.5時，可獲得最大堆肥效率。堆肥過程中，PH值高，堆肥物可通過添加酸來調(diào)整；pH值低，則可通過摻入堿性物質(zhì)(石灰)來調(diào)整。
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