腐熟菌劑和輔料組合對(duì)蔬菜廢棄物堆肥進(jìn)程和腐熟度的影響

張 惠 段亞軍 王小敏 寧國(guó)輝 張小雪 劉 猛 劉月涵 楊志新

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北保定 071000）

近年來(lái)，我國(guó)蔬菜種植面積不斷增加，2017年全國(guó)蔬菜播種面積已達(dá)1 998 萬(wàn)hm2，約是1987年的6 倍（中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2018）。蔬菜產(chǎn)量和產(chǎn)廢系數(shù)是影響蔬菜廢棄物量的重要因素（段亞軍 等，2020）。據(jù)估算，我國(guó)每年產(chǎn)生各類(lèi)蔬菜廢棄物超過(guò)6 億t，這些蔬菜廢棄物被大量棄置，甚至焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)（常瑞雪，2017）。

目前，蔬菜廢棄物資源化利用的研究主要有直接還田、飼料生產(chǎn)、厭氧發(fā)酵、好氧堆肥（曾詠梅等，2006；張繼 等，2007；劉榮厚 等，2008；席旭東 等，2010）。其中高溫好氧堆肥具有操作簡(jiǎn)單、處理量大、能有效殺滅致病微生物和蟲(chóng)卵、堆肥營(yíng)養(yǎng)全面、品質(zhì)好等特點(diǎn)，已引起越來(lái)越多的關(guān)注。但是對(duì)于蔬菜廢棄物的好氧堆肥利用尚處于發(fā)展階段。由于蔬菜廢棄物存在含水率高、易腐爛、C/N較低、微生物活性較小、木質(zhì)纖維素難降解等特點(diǎn)，再加上蔬菜種類(lèi)繁多，廢棄物性質(zhì)差異較大等因素（王麗英 等，2014；陳孟立，2019），使得蔬菜廢棄物堆肥腐熟效果較差。

針對(duì)上述問(wèn)題一些學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究，Kulcu 等（2008）認(rèn)為混合原料堆肥的腐熟進(jìn)程比單一原料堆肥快。另一些研究表明在蔬菜廢棄物堆肥中添加畜禽糞便、玉米秸稈、雜草、花卉廢物等輔料可以通過(guò)改善蔬菜廢棄物的含水率、C/N 以及孔隙結(jié)構(gòu)來(lái)提高堆肥質(zhì)量（張相鋒 等，2003；袁順全 等，2010；宋春麗，2019）。同時(shí)，為了增加堆肥中的微生物活性，促進(jìn)物料降解，加快堆肥腐熟，可進(jìn)一步外源添加各種微生物菌劑。研究表明，在蔬菜廢棄物堆肥中添加復(fù)合微生物菌劑可以縮短堆肥周期，提高有機(jī)質(zhì)降解和腐殖質(zhì)的形成，減少養(yǎng)分損失，降低堆肥對(duì)后茬作物的毒害，有助于促進(jìn)堆肥腐熟進(jìn)程，提高堆肥質(zhì)量（龔建英 等，2012；劉微 等，2014；勞德坤 等，2015；徐路魏，2016；宋春麗，2019）。

不同腐熟菌劑與各種輔料配伍的堆肥效果存在著較大的差異。豆渣和風(fēng)化煤分別是豆制產(chǎn)品生產(chǎn)中產(chǎn)生的殘?jiān)偷乇頊\層暴露經(jīng)風(fēng)化作用已經(jīng)失去燃料價(jià)值的廢棄物，其中富含大量的碳氮元素。有研究表明，在牛糞、蘑菇菌渣堆肥中添加豆渣、風(fēng)化煤可以有效調(diào)節(jié)C/N、含水率，改善通氣性，減少氮損失，提高堆肥腐熟進(jìn)程與堆肥質(zhì)量（孫志華 等，2012；王艮梅 等，2019）。因此將豆渣和風(fēng)化煤作為蔬菜廢棄物堆肥的輔料，不僅可以調(diào)節(jié)蔬菜廢棄物的含水率、C/N 以及孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)風(fēng)化煤中含有的再生腐植酸隨堆肥產(chǎn)品施入土壤還可以改良土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)（Fan et al.，2014；Nardi et al.，2016）。目前，我國(guó)對(duì)于葉菜類(lèi)蔬菜廢棄物的高溫好氧堆肥技術(shù)研究較多（席旭東等，2010；勞德坤 等，2015；霍凱麗 等，2019；宋春麗，2019），而對(duì)于豆渣及風(fēng)化煤作為輔料進(jìn)行蔬菜廢棄物堆肥的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本試驗(yàn)以黃瓜、番茄、西瓜廢棄物為研究對(duì)象，以豆渣和風(fēng)化煤為輔料，接種不同種類(lèi)及劑量的秸稈腐熟菌劑，進(jìn)行不同組合處理，開(kāi)展好氧堆肥試驗(yàn)，研究各處理對(duì)蔬菜廢棄物好氧堆肥中各項(xiàng)指標(biāo)以及腐熟度的影響，以期為蔬菜廢棄物好氧堆肥化技術(shù)提供重要的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

堆肥物料：黃瓜、番茄、西瓜廢棄物來(lái)自河北省廊坊市永清縣農(nóng)村蔬菜種植基地，豆渣、風(fēng)化煤廢棄物（均為粉末狀）購(gòu)于永清市場(chǎng)。各物料的成分含量見(jiàn)表1。

表1 堆肥物料的成分含量

腐熟菌劑：腐熟菌劑A（芽孢桿菌、酵母菌）由廊坊大耕源肥業(yè)有限公司提供，含菌量≥5×108cfu·g-1；腐熟菌劑B（枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌和米曲霉）由河北閏沃生物技術(shù)有限公司提供，含菌量≥5×108cfu·g-1。以上2 種腐熟菌劑均為粉劑。

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)于2018 年9—10 月在廊坊大耕源肥業(yè)有限公司廠房?jī)?nèi)進(jìn)行。將黃瓜、番茄、西瓜廢棄物用粉碎機(jī)粉碎至3～5 cm，等比例混合備用，其碳氮比為29.61。以豆渣和風(fēng)化煤作為輔料，接種不同用量的2 種腐熟菌劑進(jìn)行堆肥試驗(yàn)。共設(shè)置6 個(gè)處理，每個(gè)處理的物料和菌劑具體用量詳見(jiàn)表2。堆肥試驗(yàn)的具體操作過(guò)程如下。

表2 不同物料和腐熟菌劑組合處理方案

堆肥試驗(yàn)在2.4 m×1.2 m×1.2 m 的3.5 m3發(fā)酵箱中進(jìn)行。堆肥原料分3 層進(jìn)行混勻。首先在清理干凈的地面上加入1 層蔬菜廢棄物混合物料，然后加入1 層豆渣和風(fēng)化煤輔料，撒上菌劑，再加入適量水，調(diào)節(jié)含水率達(dá)55%～65%，人工混勻。以相同的方法加入第2 層、第3 層堆肥原料及菌劑，再次進(jìn)行混勻，完成后全部轉(zhuǎn)入發(fā)酵箱中，采用室內(nèi)靜態(tài)高溫好氧的方式進(jìn)行發(fā)酵。為了避免堆溫過(guò)高不利于微生物活動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過(guò)55 ℃時(shí)，進(jìn)行人工翻堆調(diào)控，保障好氧分解需要的氧氣得到有效補(bǔ)充。

1.3 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

樣品的采集：于堆肥后0、2、7、14、26、50 d 采用對(duì)角線取樣法采集20、40、60 cm 深度處5 點(diǎn)不同位置樣品裝入封口袋中，混合均勻，四分法取出一部分放置在-20 ℃冰箱中保存，用于測(cè)定pH 值、EC 值、發(fā)芽指數(shù)（GI）；剩余樣品進(jìn)行風(fēng)干、粉碎、過(guò)篩、保存，用于測(cè)定總有機(jī)碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK）含量。

溫度：從9 月2 日到10 月2 日，共30 d，每天10：00、16：00 采用對(duì)角線取樣法測(cè)定20、40、60 cm 深度處3 點(diǎn)不同位置的溫度，取其平均值作為堆體溫度，并測(cè)定環(huán)境溫度。

總有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀含量：參照有機(jī)肥測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法（NY525—2012）測(cè)定。

pH 值、EC 值測(cè)定：稱(chēng)取新鮮堆肥樣品5 g 于100 mL 三角瓶中，按固液比1∶10 加入去離子水，在200 r·min-1的速度下振蕩浸提30 min，得到堆肥浸提液，上清液過(guò)濾后備用。分別將校準(zhǔn)過(guò)的pH 計(jì)和EC 計(jì)電極插入堆肥濾液中讀取數(shù)據(jù)。

發(fā)芽指數(shù)（GI）：在培養(yǎng)皿中墊1 張濾紙，均勻放入20 粒飽滿的普通白菜種子，加入濾液5 mL，在25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h 后測(cè)定發(fā)芽率和根長(zhǎng)，參照李吉進(jìn)等（2006）的方法計(jì)算發(fā)芽指數(shù)。

GI（%）=（堆肥浸提的種子發(fā)芽率×種子根長(zhǎng)）/（蒸餾水的種子發(fā)芽率×種子根長(zhǎng)）×100

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Microsoft Excel 2010 和SPSS 24.0 軟件來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同堆肥處理溫度的變化

試驗(yàn)結(jié)果表明（圖1），隨著堆肥時(shí)間延長(zhǎng)，各處理的堆肥溫度呈現(xiàn)出上升-下降的波動(dòng)變化趨勢(shì)，符合好氧堆肥的基本發(fā)酵特點(diǎn)。在蔬菜廢棄物中只添加腐熟菌劑不添加輔料的C5、C6 處理的溫度上升最快，明顯高于其他處理，比其他處理提前1 d 進(jìn)入高溫期，其中C5 處理在堆肥3 d 時(shí)溫度達(dá)到最高值67 ℃，主要原因可能為不添加豆渣及風(fēng)化煤的堆體物料孔隙度較大，氧氣供應(yīng)充足，而且C/N 相對(duì)較高，碳源充足，使得堆肥處理升溫較快。堆肥6 d 時(shí)翻堆，之后添加0.2%腐熟菌劑B、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料的C4 處理溫度上升最快，達(dá)到最高溫64.5 ℃；堆肥12 d 時(shí)，C5、C6 處理開(kāi)始迅速降溫，呈直線下降趨勢(shì)，堆肥逐漸進(jìn)入腐熟期，而其他處理仍然處于高溫期，其中C4 處理仍可達(dá)到64.7 ℃的最高溫度狀態(tài)；添加0.2%腐熟菌劑A、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料的C3 處理在堆肥20 d 時(shí)，堆溫才開(kāi)始下降，在堆肥25 d 時(shí)進(jìn)入低溫腐熟期，相對(duì)其他處理腐熟最為緩慢。在蔬菜廢棄物堆肥過(guò)程中，無(wú)論發(fā)酵快慢各處理的堆體高溫持續(xù)時(shí)間達(dá)到7～16 d，完全滿足溫度達(dá)55～65 ℃且持續(xù)時(shí)間不少于5 d 的腐熟標(biāo)準(zhǔn)（NY/T3441—2019）。綜合來(lái)看，在各處理中，C5 處理堆肥溫度最高、升溫最快、腐熟期最短。

圖1 不同堆肥處理溫度的變化

2.2 不同堆肥處理總有機(jī)碳含量的變化

在堆肥過(guò)程中，微生物利用碳氮元素與堆肥過(guò)程中釋放的能量合成自身生長(zhǎng)物質(zhì)，有機(jī)碳是微生物生長(zhǎng)必不可少的碳源。如圖2 所示，隨著堆肥時(shí)間的變化，各處理總有機(jī)碳含量整體呈逐漸下降的趨勢(shì)，且下降速度呈現(xiàn)“先快后慢”的特征，這與堆肥過(guò)程中微生物活動(dòng)強(qiáng)度的“先升后降”有關(guān)。C1、C2、C3、C4 處理堆肥初始的總有機(jī)碳含量為59.2%，C5、C6 處理的有機(jī)碳含量為57.2%。堆肥至7 d 時(shí)，C1 處理的總有機(jī)碳含量為33.14%，顯著低于C3、C4 和C6 處理，與C2、C5 處理的差異未達(dá)顯著水平，各處理的有機(jī)碳降解速率為32%～78%，其中C1 處理降解最快；堆肥后26 d時(shí)，C1 處理的總有機(jī)碳含量顯著低于C3、C5、C6處理，分別降低了23、29、24 百分點(diǎn)；堆肥結(jié)束時(shí)，各處理的總有機(jī)碳含量除C2 處理低于26.1%（根據(jù)有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)中有機(jī)質(zhì)≥45%折算）未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其他處理均滿足條件。其中，C1 處理自堆肥后7 d到堆肥結(jié)束，總有機(jī)碳含量變化緩慢，優(yōu)先達(dá)到穩(wěn)定。可見(jiàn)，添加0.1%腐熟菌劑A、豆渣及風(fēng)化煤輔料的堆體有機(jī)碳降解速率較快，更利于腐熟。

圖2 不同堆肥處理總有機(jī)碳含量的變化

2.3 不同堆肥處理全氮磷鉀養(yǎng)分含量的變化

氮素是衡量堆肥養(yǎng)分含量的一個(gè)重要指標(biāo)。圖3-a 反映了堆肥過(guò)程中的氮素變化。在堆肥初期（0～7 d），物料中含氮有機(jī)物被分解，以氨氣揮發(fā)等形式損失，C6 處理的全氮含量顯著低于其他處理，分別低于其他處理21～31 百分點(diǎn)；同樣地，C5 處理的全氮含量也小于除了C6 之外的其他處理，說(shuō)明不添加輔料的蔬菜廢棄物堆肥時(shí)原料孔隙較大、不利于氮素累積。堆肥7 d 后全氮含量開(kāi)始緩慢上升，其原因可能為：一是物料中的氮素通過(guò)硝化作用得到固定；二是堆體物料質(zhì)量與體積的減小、水分的散失及有機(jī)質(zhì)的降解而產(chǎn)生的“濃縮效應(yīng)”。堆肥結(jié)束時(shí)，C1、C2、C4 處理的全氮含量比初期顯著增加，分別增加了19、22、38 百分點(diǎn)，其中，C4 處理的增長(zhǎng)幅度明顯高于其他處理，說(shuō)明C4 處理的保氮能力最優(yōu)，這可能是由于豆渣及風(fēng)化煤的添加導(dǎo)致物料孔隙較小不利于氨氣揮發(fā)，且0.2%腐熟菌劑B 的添加有利于堆肥中微生物的硝化固氮作用所致。

磷和鉀元素是堆肥過(guò)程中較穩(wěn)定的元素，其絕對(duì)含量一般不會(huì)隨著發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行而出現(xiàn)顯著的變化，但是，由于“濃縮效應(yīng)”其相對(duì)含量會(huì)有所增加。圖3-b 反映了全磷含量在堆肥過(guò)程中的變化。堆肥14 d 時(shí)，C4 處理的全磷含量顯著增加，其他處理則未達(dá)到顯著水平；發(fā)酵結(jié)束時(shí)，各處理的全磷含量較初堆期均有所增加，但只有C4 處理達(dá)到了顯著性水平，增長(zhǎng)了23 百分點(diǎn)。在堆肥結(jié)束后，C4、C5 處理的全鉀含量差異不顯著，但均較堆肥初期顯著增加，分別增長(zhǎng)了14、10 百分點(diǎn)（圖3-c）。與其他處理相比，堆肥結(jié)束后C4 處理的全磷和全鉀含量較高，可能與堆體體積減小以及溫度較高、水分散失較快有關(guān)。

圖3 不同堆肥處理全氮、全磷、全鉀含量的變化

在堆肥結(jié)束時(shí)各處理的總養(yǎng)分（全氮、全磷和全鉀）含量均符合有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)（總養(yǎng)分含量≥5%），其中C4 處理的總養(yǎng)分含量最高，達(dá)10.79%。綜合來(lái)看，添加0.2%腐熟菌劑B 與豆渣及風(fēng)化煤輔料的C4 處理保氮能力最優(yōu)、磷鉀養(yǎng)分含量最高。

2.4 不同堆肥處理C/N 的變化

一般研究認(rèn)為，當(dāng)堆肥C/N 小于17，或者T值（終點(diǎn)C/N 與初始C/N 的比值）小于0.6 時(shí)，堆肥達(dá)到腐熟。由圖4 可知，隨著堆肥的發(fā)酵，堆肥物料中C/N 整體呈下降趨勢(shì)，但不同處理降速不同。C1 處理降低速率最快，堆肥7 d 時(shí)，各處理的C/N 范圍為17.22～28.17。只有C1 處理接近腐熟，其他處理的C/N 遠(yuǎn)大于17，尚未達(dá)到腐熟狀態(tài)。堆肥14 d 時(shí)，C1、C3、C4 和C5 處理的C/N 分別為16.67、15.11、14.90、15.92，堆肥達(dá)到腐熟且穩(wěn)定性較好，其余尚未腐熟。堆肥26 d 時(shí)，C2 和C6處理的C/N 分別為12.81、15.83，也達(dá)到了腐熟。計(jì)算T 值可得，C1 處理在堆肥7 d 的T 值為0.66，接近腐熟；C1、C3、C4 和C5 處理的T 值在堆肥14 d 分別為0.59、0.57、0.57、0.53，達(dá)到腐熟；在堆肥26 d 時(shí)，所有處理的T 值為0.49～0.57，均小于0.6。可見(jiàn)，兩種判斷方法的腐熟趨勢(shì)一致，C1處理的C/N 值和T 值較快達(dá)到腐熟水平。

圖4 不同堆肥處理C/N 的變化

2.5 不同堆肥處理pH 值和EC 值的變化

pH 是影響微生物生長(zhǎng)活動(dòng)的重要指標(biāo)之一，堆肥的pH 值一般會(huì)受堆肥物料的影響，腐熟的堆肥一般呈弱堿性，pH 值在8～9。由圖5-a 可知，堆肥2 d 時(shí)，各處理的pH 值大小依次為C6 ≈C5 ＞C1 ≈C2 ＞C4 ＞C3；添加豆渣及風(fēng)化煤輔料的處理pH 均下降，可能是由于初始堆料空隙較小且含水率高，通氣不暢，微生物降解糖類(lèi)等易降解物質(zhì)，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，使得pH 下降。C3 處理的pH 值為8.39，顯著低于其他處理，只添加腐熟菌劑的C5、C6 處理兩者之間無(wú)顯著性差異。隨后各處理由于有機(jī)酸被分解為腐殖質(zhì)，同時(shí)生成NH3，使得pH 回升；堆肥14 d 時(shí)，各處理的pH范圍為8.90～9.45，其中C6 處理最高。隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)硝化作用增強(qiáng)，導(dǎo)致pH 又開(kāi)始下降；發(fā)酵結(jié)束后，各處理的pH 值介于8.41～9.20，其中C4 處理為8.41，顯著低于其他處理，滿足國(guó)家有機(jī)肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)（pH 為5.5～8.5），其他處理均高于8.89，呈現(xiàn)堿性，略高于8.5 的標(biāo)準(zhǔn)，可能與本材料自身的特性有關(guān)，可通過(guò)其他措施微調(diào)pH 值達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

EC 值反映了堆肥浸提液中的可溶性鹽含量，鹽含量過(guò)高對(duì)植物有一定的毒害作用，因此，EC值是判斷堆肥腐熟的必要條件，一般認(rèn)為堆體的EC 值小于4 mS·cm-1時(shí)，可以安全使用。從圖5-b可以看出，堆肥過(guò)程中的EC 值整體均呈緩慢增加趨勢(shì)。C1 處理的EC 值由3.16 mS·cm-1上升至3.52 mS·cm-1，無(wú)顯著性變化，且全過(guò)程均小于4 mS·cm-1這一安全限值；C2、C3、C4、C5 和C6 處理的EC 值分別升至4.45、4.38、4.11、5.41 mS·cm-1和4.48 mS·cm-1，與初始值相比均達(dá)到顯著水平，整個(gè)堆肥期間EC 值介于4～6 mS·cm-1之間。可見(jiàn)，C1 處理在整個(gè)堆肥過(guò)程中的可溶性鹽含量最低，最安全。

圖5 不同堆肥處理pH 值和EC 值的變化

2.6 不同堆肥處理種子發(fā)芽指數(shù)的變化

種子發(fā)芽指數(shù)（GI）是檢驗(yàn)堆肥對(duì)植物毒害作用的指標(biāo)，同時(shí)也是判斷堆肥腐熟程度的重要指標(biāo)之一。一般認(rèn)為，發(fā)芽指數(shù)大于50%時(shí)，堆肥樣品基本對(duì)植物無(wú)毒害作用；當(dāng)發(fā)芽指數(shù)大于80%時(shí)，堆肥樣品對(duì)植物生長(zhǎng)完全沒(méi)有毒害作用，堆肥達(dá)到腐熟程度。由圖6 可知，整個(gè)堆肥期間，GI 呈上升趨勢(shì)。堆肥初期，堆體形成的有毒物質(zhì)抑制了種子的萌發(fā)，C1～C6 處理的GI 僅在19%～32%。隨著堆肥時(shí)間的延長(zhǎng)，有毒有害物質(zhì)被逐漸分解，在堆肥14 d 時(shí)，各處理的GI 均大于50%，達(dá)到基本腐熟，其中，C1 處理的GI最高，達(dá)到65%；堆肥26 d 時(shí)，除C3、C6 處理外，其他處理的GI 均達(dá)到80%以上，對(duì)植物生長(zhǎng)完全沒(méi)有毒害作用；堆肥結(jié)束后，各處理的GI 為84%～103%，C1 處理最高。對(duì)比不同堆肥處理發(fā)芽指數(shù)的增長(zhǎng)速率，堆肥結(jié)束后各處理的發(fā)芽指數(shù)是堆肥2 d 時(shí)的2.96～4.90 倍，其中C1 處理的增長(zhǎng)速率最快。可見(jiàn)，添加0.1%腐熟菌劑A、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料處理的發(fā)芽指數(shù)增長(zhǎng)最快。

圖6 不同堆肥處理種子發(fā)芽指數(shù)的變化

綜合堆肥的溫度、總有機(jī)碳、氮磷鉀總養(yǎng)分、C/N、pH、EC 和GI 各項(xiàng)指標(biāo)的表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在堆肥溫度上，C5 處理的堆肥溫度最高、升溫最快、腐熟期短；在總有機(jī)碳變化上，C1 處理的堆體有機(jī)碳降解速率較快，更利于腐熟；在氮磷鉀養(yǎng)分總量上，C4 處理在堆肥結(jié)束后養(yǎng)分含量最高，養(yǎng)分流失最低；在C/N 表現(xiàn)上，C1 處理的C/N 值優(yōu)先達(dá)到腐熟水平，縮短了腐熟時(shí)間；在pH 值方面，C4處理的pH 為8.41，顯著低于其他處理，滿足國(guó)家有機(jī)肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)；在EC 值方面，C1 處理全過(guò)程的EC 值均小于4 mS·cm-1，優(yōu)于其他處理；在GI 指標(biāo)上，C1 處理的發(fā)芽指數(shù)增長(zhǎng)最快。因此，本試驗(yàn)優(yōu)先推薦添加0.1%腐熟菌劑A、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料的C1 處理作為黃瓜、番茄和西瓜混合廢棄物堆肥的技術(shù)參數(shù)，其次選擇添加0.2%腐熟菌劑B、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料的C4 處理。

3 討論

堆肥是利用微生物降解固體廢棄物實(shí)現(xiàn)有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的復(fù)雜生化反應(yīng)過(guò)程，微生物在此過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。本試驗(yàn)通過(guò)接種不同用量及種類(lèi)的腐熟菌劑在各堆肥指標(biāo)上的差異變化也證實(shí)了這一點(diǎn)。本試驗(yàn)中僅添加腐熟菌劑不使用豆渣風(fēng)化煤輔料的C5、C6 處理升溫較快，比其他處理提前1 d 進(jìn)入高溫期，添加0.2%腐熟菌劑A 的C5處理在堆肥3 d 時(shí)達(dá)到最高溫67 ℃，比C3 處理（0.2%腐熟菌劑A和輔料）提高了28.8%，添加0.2%腐熟菌劑B 的C6 處理比C4 處理（0.2%腐熟菌劑B 和輔料）提高了5.7%；但是，未添加輔料的處理高溫持續(xù)時(shí)間（7～8 d）低于其他處理（9～16 d）。原因可能為豆渣風(fēng)化煤的添加使得堆體的孔隙度較小、通氣不暢以及碳源較低導(dǎo)致氧氣短缺，造成升溫速度較慢，但是保溫效果較好。孫志華等（2012）的研究也表明添加20%的風(fēng)化煤會(huì)使堆體體積質(zhì)量增大，通氣性減弱，比添加10%風(fēng)化煤的處理升溫慢。

在本試驗(yàn)中，添加0.1%腐熟菌劑A、豆渣及風(fēng)化煤輔料的C1 處理的總有機(jī)碳降解速率最快，C/N 值在堆肥7 d 時(shí)接近17（Moldes et al.，2007）且T 值也接近0.6（Morel et al.，1985），堆肥達(dá)到腐熟，說(shuō)明添加輔料與微生物菌劑可以提高有機(jī)碳的降解、加快堆肥的腐熟進(jìn)程。孫志華等（2012）、薛梅（2016）和王艮梅等（2019）的研究結(jié)果也證實(shí)了在牛羊糞、菌渣和廢棄秸稈堆肥中加入風(fēng)化煤和豆渣可以加快堆肥腐熟。同時(shí)，C1 處理的EC值在堆肥過(guò)程中始終小于4 mS·cm-1，符合堆肥腐熟度的要求，對(duì)植物的生長(zhǎng)無(wú)抑制作用（Sharma et al.，2014）。GI 是檢驗(yàn)堆肥對(duì)植物毒害作用的生物指標(biāo)。當(dāng)GI＞50%時(shí)表明堆肥樣品基本無(wú)毒性，當(dāng)GI ＞80%時(shí)表明堆肥樣品對(duì)植物生長(zhǎng)完全沒(méi)有毒害作用，且堆肥達(dá)到腐熟程度（Riffaldi et al.，1986；Bustamante et al.，2008）。在本試驗(yàn)中C1處理的發(fā)芽指數(shù)增長(zhǎng)最快，堆肥14 d 時(shí)GI 達(dá)到65%，在堆肥26 d 時(shí)GI 達(dá)80%以上，對(duì)植物不再表現(xiàn)毒害作用。宋春麗（2019）的研究也證實(shí)了在蔬菜廢棄物中添加秸稈、雜草與微生物菌劑可以促進(jìn)堆肥的腐熟進(jìn)程，同時(shí)降低堆肥產(chǎn)品對(duì)植物發(fā)芽和生長(zhǎng)的不良影響。

堆體中的養(yǎng)分含量（氮、磷、鉀）是植物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素，在好氧堆肥過(guò)程中，由于氨氣等揮發(fā)、有機(jī)物的降解、堆體質(zhì)量與體積的減小及水分散失導(dǎo)致的“濃縮效應(yīng)”，使得堆肥結(jié)束時(shí)的養(yǎng)分含量較初期有所增加（蘭時(shí)樂(lè) 等，2009；李光義 等，2011）。本試驗(yàn)中氮、磷、鉀含量變化趨勢(shì)同前人研究結(jié)果一致，且堆肥50 d 后各處理養(yǎng)分含量均符合有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。其中，添加0.2%腐熟菌劑B 和輔料的C4 處理在堆肥過(guò)程中養(yǎng)分流失最低，堆肥結(jié)束時(shí)總養(yǎng)分（全氮、全磷和全鉀）含量分別比C2 處理（輔料+0.1%腐熟菌劑B）、C3 處理（輔料+0.2%腐熟菌劑A）和C6 處理（0.2%腐熟菌劑B）顯著提高了13、8、11 百分點(diǎn)；說(shuō)明添加輔料和腐熟菌劑B 可以提高堆肥產(chǎn)品的養(yǎng)分含量，且0.2%腐熟菌劑B 的保氮能力較好，養(yǎng)分流失較少，提高了堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)。劉微等（2014）的研究也證實(shí)了添加輔料和復(fù)合微生物菌劑可以減少養(yǎng)分的損失，提高堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

4 結(jié)論

在蔬菜廢棄物堆肥中，僅添加腐熟菌劑的處理升降溫較快，高溫持續(xù)時(shí)間短，腐熟效果不佳。添加了0.1%腐熟菌劑A、20%豆渣以及2%風(fēng)化煤輔料的C1 處理顯著促進(jìn)了有機(jī)碳的降解，加快了腐熟進(jìn)程，EC 值始終保持在4 mS·cm-1的安全水平，發(fā)芽指數(shù)增長(zhǎng)最快，腐熟水平優(yōu)于其他處理，優(yōu)先推薦此處理為黃瓜、番茄和西瓜混合廢棄物堆肥的配方。添加0.2%腐熟菌劑B、20%豆渣及2%風(fēng)化煤輔料的C4 處理堆肥產(chǎn)品氮磷鉀養(yǎng)分含量最高，達(dá)10.79%，pH 值顯著低于其他處理，為8.41，符合國(guó)家有機(jī)肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)，也可以作為黃瓜、番茄和西瓜廢棄物堆肥的一種配方選擇方案。