物料碳氮比及微生物菌劑接種量對黃瓜秧-雞糞堆肥過程的影響

摘要：為明確黃瓜秧與雞糞堆肥的適宜碳氮比及微生物菌劑接種量，本研究設計3個碳氮比（17.5、22.5和27.5）和3個微生物菌劑接種量（0.1%、0.2%、0.3%）共9個處理，測定了不同處理對黃瓜秧與雞糞好氧堆肥過程中溫度、有機質降解率、pH值、種子發芽指數（GI）、養分含量及堆肥腐熟度的影響。結果表明，高碳氮比和高微生物菌劑接種量處理堆體溫度更快達到50 ℃以上，且堆肥過程中高溫的峰值高于中、低碳氮比和中、低微生物菌劑接種量處理；高碳氮比和高微生物菌劑接種量處理，有機質降解率、堆肥的腐熟度（T）都顯著提高；但接種0.3%微生物菌劑處理對有效磷、速效鉀的保留效果以及堆肥最終發芽指數（GI）的提升均不如接種量為0.2%與0.1%的處理。綜合上述分析，黃瓜秧與雞糞進行堆肥無害化生產時，適宜的碳氮比為27.5，微生物菌劑接種量為0.1%～0.2%。

關鍵詞：堆肥；黃瓜秧；雞糞；碳氮比；微生物菌劑

中圖分類號：S141.4文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2024）02-0260-10

Effects of carbon-nitrogen ratio of materials and inoculation amount of microbial inoculants on the composting process of cucumber seedlings-chicken manure

ZHANG Jin-hui1，LI Yin-yue1，ZHANG Fa-wen1，YUAN Yuan1，GUO Zhan-ling2

（1.College of Forestry of Henan Agriculture University， Zhengzhou 450002， China;2.Institute of Plant Nutrition， Agricultural Resources and Environmental Sciences， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， China）

Abstract：In order to clarify the suitable carbon-nitrogen ratio and inoculation amount of microbial inoculants for cucumber seedlings and chicken manure composting， three carbon-nitrogen ratios （17.5， 22.5 and 27.5） and three microbial inoculation amounts （0.1%， 0.2% and 0.3%） were designed in this study. A total of nine treatments were used to determine the effects of different treatments on temperature， degradation rate of organic matter， pH value， seed germination index （GI）， nutrient content and compost maturity during the aerobic composting of cucumber seedlings and chicken manure. The results showed that the pile temperature reached more than 50 ℃ faster under high carbon-nitrogen ratio and high inoculation amount of microbial inoculants， and the peak value of high temperature during composting was significantly higher than that of medium and low carbon-nitrogen ratio and medium and low inoculation amount of microbial inoculants. Under high carbon-nitrogen ratio and high inoculation amount of microbial inoculants， the degradation rate of organic matter and the maturity of compost （T） were significantly improved. However， under the treatment of 0.3% microbial agent inoculation， the retention effect of available phosphorus and available potassium and the increase of final germination index （GI） of composting were not as good as those of 0.2% and 0.1% inoculation. Based on the above analysis， the suitable carbon-nitrogen ratio was 27.5 and the inoculation amount of microbial agent was 0.1%-0.2% when cucumber seedlings and chicken manure were composted harmlessly.

Key words：compost;cucumber seedlings;chicken manure；carbon-nitrogen ratio;microbial agent

近年來，隨著中國農業結構不斷調整與優化，蔬菜產業與畜禽養殖業得到快速發展，產量在逐年上升的同時產業廢棄物也大量增加[1-2]。目前，中國每年蔬菜廢棄物總量達數千萬噸[3]，畜禽糞便量達3.0×109 t以上[4]。這些廢棄物大多被直接拋棄，嚴重威脅中國農村生態環境。同時，這些廢棄物通常含有較高含量的有機質及養分，直接拋棄還造成了大量資源的浪費。因此，實現農業廢棄物的資源化、無害化利用是目前農業生產面臨的關鍵問題之一。

好氧堆肥是農業廢棄物資源化、無害化利用的有效措施之一[5]。好氧堆肥處理時堆體碳氮比與微生物菌劑接種量是影響堆肥腐熟過程的兩個重要因素。堆體碳氮比低會促進微生物對氮的分解，導致氮素揮發和流失比例較高，而碳氮比過高，會抑制微生物活動，降低有機物的降解速率[6-7]。張紅玉[8]研究了碳氮比對廚余垃圾堆肥腐熟度的影響，認為廚余垃圾堆肥的最適碳氮比為17；劉文杰等[9]建議葉菜類廢棄物與豬糞堆肥的最適碳氮比為20，黃曉鳳等[10]指出碳氮比為30時鵝糞渣和玉米秸稈的堆肥效果最好，堆體養分損失少，有機物降解率最高。由于物料自身性質的差異，不同物料堆肥的最適碳氮比并沒有統一的標準。接種功能微生物菌劑是影響堆體有機物質降解速率的另一條途徑。適宜的微生物菌劑接種量能夠提高堆肥腐熟效率[11-12]。在牛糞和小麥秸稈混合堆肥試驗中，接種0.5%枯草芽孢桿菌制劑能夠減少CO2的產生，顯著提高堆肥中總有機碳和腐殖質碳的含量及堆肥產品的質量；而接種量增加到2.0%后，則會導致CO2排放量增加，堆肥效果變差[13]。李季等[14]指出，有機廢棄物好氧堆肥初期菌劑的適宜接種量一般為0.1%～1.0%，但不同物料堆肥時最優菌劑接種量亦沒有統一的標準。

目前有關堆肥研究大多側重于分析碳氮比或微生物菌劑接種量單一變量對不同物料堆肥過程的影響，而對碳氮比和菌劑接種量協同對蔬菜廢棄物與畜禽糞便堆肥過程的影響研究還缺乏研究。黃瓜秧與雞糞是目前種植業、養殖業常見的廢棄物，2020年中國黃瓜秧產量高達2.788×106 t[15]，雞糞的年產量近1.7×109 t[16]。由于黃瓜秧與雞糞都含有較高的N、P、K養分和有機質[17-18]，因此，利用黃瓜秧與雞糞進行堆肥處理生產有機肥不但能充分利用廢棄物資源，還能帶來經濟效益，減少環境污染。針對目前黃瓜秧與雞糞堆肥處理過程中適宜的碳氮比和微生物菌劑接種量還不明確的現狀，本研究通過不同梯度的碳氮比與微生物菌劑接種量試驗，探究二者協同對黃瓜秧與雞糞堆肥過程的影響，以篩選適合黃瓜秧與雞糞堆肥的碳氮比及微生物菌劑接種量，為后續蔬菜廢棄物堆肥時的物料配比及微生物菌劑接種量的選擇提供理論支撐。

1材料和方法

1.1供試材料

供試黃瓜秧與新鮮雞糞分別取自河南省中牟縣官渡鎮設施菜地及菜地附近養殖廠，晾曬2 d后進行粉碎。小麥秸稈來自河南農業大學科教園區，粉碎后備用。微生物菌劑為粗纖維降解菌，有效活菌含量≥1.0×1010CFU/g，購自江蘇神微微生物科技有限公司。堆肥原料基礎性質見表1。

1.2試驗設計

試驗于2021年8月在河南農業大學科教園區大棚內進行，將黃瓜秧、雞糞、小麥秸稈烘干后，按表2的物料量進行3個碳氮比（17.5、22.5和27.5）堆肥物料的配制。物料混合均勻后，各處理取4.2 kg，分別接種混合物料量0.1%（4.2 g）、0.2%（8.4 g）、0.3%（12.6 g）的粗纖維降解菌劑，共9個處理（表2）。接種方法是分別稱取4.2 g、8.4 g、12.6 g的粗纖維降解菌劑干粉，經過紅糖水激活后使用小型花卉噴霧劑噴灑至混合物料，并攪拌均勻。然后，噴灑清水將混合物料含水率調至65%，再將混合物料放入規格60 cm×50 cm×50 cm自制堆肥箱中進行堆肥處理，每3 d人工翻堆1次。在堆肥后的1 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d各處理取樣400 g，樣品均分為兩份，一份置于冰箱中4 ℃條件下保存，用于pH、種子發芽指數等指標測試；另一份烘干粉碎過篩保存，用于有機質、養分含量等指標的測定，堆肥處理周期設定為35 d。每處理3個重復。

1.3測定項目及方法

1.3.1溫度堆肥處理后每天10：00 h與18：00 h利用插入式數顯溫度計測定堆體中心溫度，至顯示數值穩定后讀取，計算平均值，并記錄環境溫度。

1.3.2含水率準確稱取20 g新鮮樣品，在鼓風式干燥箱中105 ℃烘至恒質量后稱量計算得到。

1.3.3pH值稱取新鮮樣品與無二氧化碳水以質量比1∶10混合均勻，人工攪動3 min，靜置30 min后用DZS-706F-A型多參數分析儀（上海儀電科學儀器股份有限公司產品）測定樣品pH值。

1.3.4種子發芽指數（GI）為明確堆肥的腐熟程度及毒性，進一步測定了不同處理時間的堆肥樣品對種子發芽指數的影響。測定方法如下：稱取不同堆肥時間的新鮮樣品10 g，加入100 ml蒸餾水，25 ℃下利用復式水平振蕩機以每1 min 100次的頻率、40 mm的振幅進行振蕩浸提1 h，靜置30 min后過濾；取10 ml浸提液和10 ml蒸餾水，分別倒入鋪有2層濾紙、直徑9 cm的培養皿中，然后各放入10粒飽滿黃瓜種子（品種為豫藝綠如意），在25 ℃培養箱中避光培養48 h后統計浸提液和蒸餾水培養種子的發芽率和主根長。以公式（1）計算種子發芽指數（GI）：

GI=A1×A2B1×B2×100%（1）

式中，A1、B1分別為樣品浸提液和蒸餾水培養種子的發芽率（%）；A2、B2分別為樣品浸提液和蒸餾水培養種子的平均根長（mm）。

1.3.5養分含量分別采用凱氏定氮法、火焰光度法、釩鉬黃比色法、重鉻酸鉀容量法測定堆肥樣品全氮含量、速效鉀含量、有效磷含量和有機質含量。

1.3.6腐熟度根據T值法[19]進行堆肥腐熟度的計算。一般認為T值越低腐熟度越高，T＜0.6表示堆肥腐熟度好。T值的計算方法如下：

T=（C/N）1（C/N）2（2）

式（2）中，（C/N）1為堆肥結束時堆體的碳氮比；（C/N）2為堆肥初始時堆體的碳氮比。

1.4數據處理

利用Excel 2021、SPSS 24、Origin 2018等軟件進行數據處理、差異顯著性分析及圖表繪制。

2結果與分析

2.1碳氮比和微生物菌劑接種量對堆體溫度的影響

好氧堆肥過程中，堆體超過50 ℃的持續時間和強度是堆體滅菌、堆肥無害化生產的重要指標。不同碳氮比和菌劑接種量對黃瓜秧-雞糞堆肥過程中堆體溫度的影響如圖1所示。由圖1可知，所有處理堆體溫度均經歷了升溫期、高溫期、降溫期以及穩定期4個階段，且各個處理的溫度變化趨勢相近。T1～T9處理堆肥1 d后的溫度分別為43 ℃、44 ℃、44 ℃、41 ℃、43 ℃、39 ℃、49 ℃、45 ℃、43 ℃，高碳氮比（27.5）的3個處理在堆肥第2 d堆體溫度就上升到50 ℃以上，比中、低碳氮比處理，提前1～2 d進入高溫階段。T1～T9處理均在7 d內達到最高溫度，分別為56 ℃、58 ℃、59 ℃、58 ℃、58 ℃、61 ℃、64 ℃、65 ℃、69 ℃。其中，高碳氮比3個處理高溫均值（66.0 ℃±2.6 ℃）顯著高于中、低碳氮比處理（59.0 ℃±1.7 ℃、57.70 ℃±1.56 ℃）。不同碳氮比下，微生物菌劑接種量的增加有助于提高堆體溫度。T1～T9處理≥50 ℃高溫持續時間分別為10 d、14 d、17 d、11 d、13 d、16 d、14 d、13 d和14 d，參照《糞便無害化衛生要求》[20]，上述處理均達到了堆肥無害化生產要求。堆肥處理20 d后堆體溫度不再升高，變化趨勢與環境溫度變化趨近，表明堆體中微生物活動減弱，堆肥基本達到穩定。上述分析結果表明碳氮比和微生物菌劑接種量的增加能有效提升堆體的溫度，縮短堆體進入高溫的時間，有利于堆肥無害化生產。

2.2碳氮比和微生物菌劑接種量對堆肥有機質含量的影響

不同處理下，堆肥有機質含量隨堆肥處理時間的變化如圖2所示。從圖2中可以看出，T1～T9個處理有機質含量變化特征基本一致，即隨堆肥處理時間的增加，堆肥有機質含量呈逐步減少趨勢，且減少速率在下降。堆肥處理1 d時，T1～T9處理有機質含量分別為67.11%、68.13%、68.27%、79.14%、78.05%、76.90%、85.18%、83.98%和84.36%，堆肥處理1～7 d各處理有機質含量迅速降低，此后隨著堆肥的持續進行，堆肥有機質降解速率逐漸放緩，至堆肥處理結束時T1～T9處理的有機質含量分別下降到33.27%、33.36%、36.46%、32.24%、34.14%、32.72%、31.92%、32.33%和31.96%，有機質降解率分別為50.42%、51.03%、45.67%、59.26%、56.27%、58.08%、62.74%、61.50%和65.52%。在低碳氮比（17.5）條件下，堆肥處理7～30 d，微生物菌劑接種量對堆體有機質降解程度的影響較大，接種0.3%菌劑的處理，有機質降解速度較慢，而接種0.2%菌劑和0.1%菌劑的處理在堆肥處理14～21 d存在差異，其他時間基本一致，而在中、高碳氮比（22.5、27.5）條件下，接種不同量菌劑后堆肥的有機質含量雖然個別時間差異顯著，但總體上差異不顯著。上述結果說明，不同碳氮比下，接種0.1%微生物菌劑即可實現有機質高效降解。此外，隨碳氮比的增加，堆肥有機質降解率升高，T7、T8、T9 3個處理降解率最高，說明碳氮比為27.5有利于堆肥過程中有機質降解。

2.3碳氮比和微生物菌劑接種量對堆肥pH值的影響

不同碳氮比和菌劑接種量堆肥處理，堆肥pH值的變化如圖3所示。從圖3可知，各處理堆肥pH值總體呈現先快速上升，再緩慢下降，后期又緩慢上升的變化特征。堆肥處理開始時堆肥呈弱堿性（pH值為8.0～8.2），堆肥處理 7 d內，各處理堆肥pH值快速上升到9.0以上。堆肥處理7 d后，各處理pH值緩慢下降；堆肥處理約20 d后，各處理pH值又再次上升，至堆肥處理結束時T1～T9處理的pH值分別達到了9.40、9.53、9.57、9.73、9.64、9.62、9.24、9.58、9.44，均高于有機肥生產標準5.5～8.5[21]，這對作物的生長會產生影響。不同碳氮比及微生物菌劑接種量處理，雖然個別取樣時間，處理間存在顯著差異，但總體看，碳氮比及微生物菌劑接種量對pH的影響不大。

2.4碳氮比和微生物菌劑接種量對堆肥養分含量的影響

表3為堆肥處理前后堆肥養分含量的變化情況。堆肥處理始期（處理后1 d）T1～T9處理總氮含量分別為24.69 g/kg、22.63 g/kg、26.83 g/kg、28.64 g/kg、28.92 g/kg、30.92 g/kg、23.71 g/kg、24.07 g/kg和25.93 g/kg。由于不同碳氮比處理物料組成比例存在一定差異，因此堆肥處理始期各處理總氮含量存在一定的差異。經過35 d的堆肥處理后，T1、T3、T4、T5、T6、T7處理全氮含量分別下降到21.50" g/kg、24.21 g/kg、25.16 g/kg、27.45 g/kg、29.44" g/kg和23.08" g/kg，降幅為12.92%、9.77%、12.15%、5.08%、4.79%和2.66%，而T2、T8、T9 3個處理全氮含量升高，比堆肥處理始期分別增加17.23%、8.89%、10.10%。總體來看，隨著碳氮比和微生物菌劑接種量的增加，全氮損失呈減少趨勢；高碳氮比的T8、T9處理全氮含量甚至增加。說明在高碳氮比條件下適當增加菌劑接種量有助于減少堆肥處理過程中的氮素損失，這與賀琪等[22]、魏曉強等[23]的研究結果相似。堆肥處理結束時T1、T2、T4、T5、T6、T7、T8處理有效磷含量分別為8.56 mg/g、9.44 mg/g、7.90 mg/g、8.82 mg/g、8.89 mg/g、9.76 mg/g、7.93 mg/g，相較于堆肥處理始期分別提高2.88%、81.89%、14.33%、27.09%、1.83%、41.04%和51.05%，而T3、T9處理分別下降11.17%、1.36%。隨碳氮比增加，堆肥有效磷含量增幅呈增加趨勢；碳氮比相同情況下，接種0.2%微生物菌劑處理有效磷含量增幅最高，0.1%次之，0.3%處理有效磷含量增幅不大，甚至T3、T9處理有效磷含量出現降低現象；T1～T9處理堆肥處理后速效鉀含量均有不同幅度的增加，增幅分別為8.16%、4.40%、2.82%、9.54%、5.63%、3.29%、20.13%、16.03%和14.79%。高碳氮比處理速效鉀含量增加更為明顯。同樣的碳氮比，隨著菌劑接種量的增加，速效鉀含量增幅水平呈降低趨勢，碳氮比為27.5時接種0.1%的菌劑處理有利于黃瓜秧-雞糞堆肥過程中速效鉀的轉化。

2.5不同處理下堆肥對黃瓜種子發芽指數（GI）的影響

由圖4可以看出，處理T1～T9分別在28 d、21 d、21 d、7 d、14 d、14 d、14 d、14 d、14 d時GI值達到80.00%以上，中、高碳氮比處理GI明顯大于低碳氮比處理；此外，同樣碳氮比下，堆肥處理時間越長，GI越高。利用堆肥處理結束后的物料進行試驗，T1～T9處理的GI分別為104.62%、118.59%、99.70%、117.14%、137.68%、106.93%、108.19%、154.90%、123.03%，均大于80.00%，達到了無害化要求。相較于低碳氮比的處理，高、中碳氮比的6個處理GI值更快達到80.00%以上，其中碳氮比為22.5的T4處理最快在第7 d達到腐熟條件。堆肥結束時GI均值隨碳氮比的增加而升高，碳氮比為27.5的處理GI均值高于其他碳氮比處理，其中T8處理最高達到134.90%，符合高建程等[24]給出的畜禽糞便與作物秸稈好氧堆肥腐熟度參考指標；另外，在堆肥結束時，接種0.2%菌劑處理的GI值高于接種0.1%、0.3%菌劑處理。

2.6碳氮比與菌劑接種量對堆肥腐熟度（T）的影響

由表4可知，堆肥處理結束時T1～T9處理T值分別為0.51、0.42、0.49、0.39、0.31、0.29、0.28、0.26和0.21，說明9個處理均已達到腐熟要求，其中T9處理的T值低于其他處理，表明碳氮比為27.5并接種0.3%菌劑的處理腐熟效果最好。碳氮比與菌劑接種量對堆肥T值的影響可用方程T=0.855-0.0175x1-0.054x2（x1、x2分別為碳氮比和菌劑接種量）進行擬合，擬合方程的方差分析結果如表5所示。結果表明碳氮比×接種量的P值為0.001，說明二者的交互作用對堆肥腐熟度影響顯著。在同一接種水平下，隨著碳氮比的增加，腐熟度整體顯著上升；在同一碳氮比水平下，隨著接種量的增加，腐熟度同樣呈上升趨勢。調整碳氮比到27.5，并接種0.3%比例的微生物菌劑能夠顯著提高腐熟度，提升堆肥腐熟質量。

3討論

溫度是影響堆肥過程中微生物代謝活動強弱的重要因素。堆體溫度50 ℃以上高溫的持續時間是堆肥無害化生產的重要指標，同時又影響到堆肥過程中物料有機質的降解與穩定，是堆肥腐熟程度的一項重要參數[25]。本研究中不同碳氮比和微生物菌劑接種量處理，堆體溫度≥50 ℃的持續時間均在10 d 以上，達到了中國糞便無害化衛生要求[20]。其中，高碳氮比的3個處理比中、低碳氮比處理提前1～2 d進入高溫階段，且高溫均值明顯高于中、低碳氮比處理，這可能是由于添加較多的小麥秸稈提高堆體的通氣性和碳源木質纖維素含量，促進微生物代謝活動[26]。同時，本研究還發現，隨著微生物菌劑接種量的增加，堆體達到的最高溫度呈上升趨勢，這與勞徳坤等[27]的研究結果一致。

好氧堆肥處理的本質就是微生物利用環境中的O2降解物料中的有機質，釋放CO2、水以及礦物質，同時降解產物又在微生物作用下生成腐殖酸的過程[28]。堆肥過程中有機質的減少量一定程度上可以體現堆肥處理腐熟進程，有機質含量下降越快， 說明堆肥處理腐熟進程越快[29-30]。本試驗中9個處理有機質均在堆肥處理后的7 d內快速降解，并釋放大量熱量，這與堆體的溫度變化特征相吻合。碳氮比低時，接種0.1%的菌劑處理有機質降解率最高，接種過多的菌劑有機質降解率下降，原因可能是在此條件下微生物活動受到碳源限制，接種過多的菌劑反而會增加對碳源的競爭，不利于有機質的降解。隨著碳氮比的升高，有機質降解率顯著提高，可能是高碳氮比處理中較多的小麥秸稈含量提高了堆體的通氣性和碳源木質纖維素含量進而促進微生物的生長繁殖。在高碳氮比條件下，增加微生物菌劑的接種量，能提高堆肥過程中微生物群落的豐富度，進而促進有機質的降解。即碳氮比為27.5時更適合微生物生長，提升堆肥過程中有機質降解率。

pH值是堆肥過程中微生物活性的重要影響因素。有研究者指出，pH值6.70～9.00最利于微生物的生長代謝活動，且隨著堆肥物料的分解，堆肥pH值會發生動態變化[31-32]。本試驗中，堆肥pH值總體呈現先上升后下降的趨勢，堆肥處理始期pH為8.04～8.16，7 d內迅速上升，此后緩慢下降，堆制35 d后堆肥pH值為9.24～9.73，均高于初始水平，原因在于堆肥發酵過程中，有機氮類物質被礦化與氨化導致NH+4-N的產生和積累，使堆肥的pH值迅速上升[33]，但隨著堆肥處理時間的延長，氨氣揮發以及硝化細菌的硝化作用釋放出H+，會使pH值出現一定程度的下降[34]。本試驗中，堆肥處理結束時pH值高于國家有機肥標準，與常瑞雪等[35]的研究結果相似。本試驗所用黃瓜秧的初始pH值高達8.25，是造成堆肥過程中堆肥pH值偏高的重要因素。胡雨彤等[36]利用硫酸來調節pH值較高的牛糞堆肥處理，發現添加稀硫酸能夠有效降低堆肥pH值，縮短升溫時間，促進有機質降解，提高堆肥中養分含量。有關低pH值調理劑對黃瓜秧等基礎pH值較高原料堆肥處理的影響還有待進一步研究。

氮、磷、鉀是植物生長所需的重要營養元素，尤其是速效養分，是植物根系養分吸收的重要來源，也是評價肥力的重要指標之一[37]。堆肥過程中總氮主要包括有機氮、銨態氮和硝態氮等，不同形式的氮在堆肥進程中可以相互轉化。本試驗堆肥處理結束時，T1、T3、T4、T5、T6、T7等處理堆肥全氮含量明顯下降，且隨碳氮比升高全氮降幅縮小，這可能是由于在堆肥過程中微生物要消耗氮素用于自身的生長和繁殖，低碳氮比條件下碳源限制了微生物的生長，富余的氮素會在高溫及高pH值的環境下轉化成氨氣揮發導致總氮含量降低[22]。而T2、T8、T9 3個處理堆肥處理結束時全氮含量升高，可能是在堆肥過程中，微生物降解有機物釋放出水分和二氧化碳，使堆肥干物質減小幅度大于氨氣揮發幅度而出現“濃縮效應”[38]造成的。此外，有報道指出，固氮菌與粗纖維降解菌之間具有協同作用，接種粗纖維降解菌可促進固氮細菌的生長，提高堆肥氮素含量[31]。堆肥處理結束時，各處理有效磷和速效鉀含量比堆肥始期增加，與張橋等[39]的研究結果一致，其原因可能是堆肥過程中磷素和鉀素含量相對穩定，不會揮發損失，在堆肥過程中物料中固有P、K充分活化為速效養分，加上“濃縮效應”的影響，使有效磷和速效鉀的含量增加[40-41]，然而T3、T9 處理的有效磷含量下降，可能是這2個處理在堆肥過程中產生了滲濾液，部分有效磷隨著滲濾液流失，同時在堆肥處理后期部分有效磷會轉化為緩效磷，這也是導致堆肥處理后期有效磷含量降低的重要原因之一[39]。此外，本試驗各處理速效鉀含量隨菌劑接種量的增加出現降低的現象，原因可能是微生物生長代謝過程中將速效鉀分解轉化[42]，且接種較多菌劑會加大有機氮的氨化速率，提高堆肥的pH值，進而導致堆肥中營養元素活化為速效養分的速率降低[36]。

種子發芽指數兼顧毒性物質對種子發芽與種子根系發育的影響，是目前評估堆肥性能最可靠的指標之一。一般認為，GI大于50%時，堆肥對植物基本無毒害；GI大于80%時，表示堆肥達到完全腐熟[43]。本試驗中，堆肥結束時，各處理GI均大于80%，達到了完全腐熟標準，但菌劑接種量0.2%處理的GI高于菌劑接種量0.1%及0.3%處理，可能的原因是微生物在降解有機物質的同時會產生次級代謝產物（NH+4-N，有機酸等），對種子的萌發產生不利影響[44-46]。接種0.3%的菌劑會加速有機質降解，促進高溫形成，但同時會增加次級產物生成，而過多的次級產物可能會抑制種子發芽；而接種0.1%菌劑處理有毒物質的分解及次級產物的形成緩慢，致使其GI低于0.2%接菌量處理。

堆肥處理是一個復雜的過程[47-49]，單一指標無法全面反映堆肥的腐熟特征。陳雪嬌等[50]認為堆肥處理結束時，碳氮比小于20則可認為堆肥已經達到腐熟。但是鑒于堆肥原料碳氮比的差異，不同物料堆肥結束時，碳氮比差異較大，因此單純從碳氮比降到某個值作為堆肥腐熟指標不具有普適性[51]。因此，更多學者利用堆肥處理結束與開始時碳氮比比值（T）作為堆肥腐熟程度的判斷指標。與碳氮比相比，此方法受物料自身性質的影響較小[43]。本試驗中，35 d堆肥處理結束后，各處理T均小于0.60，可以認為全部達到腐熟。且隨著碳氮比和微生物菌劑接種量的增加，T呈減少趨勢，說明黃瓜秧與雞糞進行堆肥時，較低的碳氮比與菌劑接種量不利于堆肥腐熟，這是因為碳是微生物生長繁殖的能源物質，碳氮比低，碳素不足，多余的氮素會以氨氣和可溶性堿性鹽的形式流失，造成氮素的損失并導致堆體產生惡臭 [52-53]。

4結論

高碳氮比（27.5）處理有利于增強微生物代謝活動，加快堆肥處理啟動速度，提高堆體溫度、有機質降解率、養分保留量及種子發芽指數。

接種0.3%微生物菌劑處理能夠縮短堆體進入高溫時間，提高堆體溫度，加速有機質降解，但堆肥有效磷、速效鉀的保留效果以及堆肥最終種子發芽指數均不如接種量為0.2%與0.1%的處理。

本試驗所有處理的腐熟指標（T）均小于0.60，可以認為所有處理堆肥全部腐熟，但碳氮比與菌劑接種量的增加，能顯著提高堆肥的腐熟程度。

綜上，本試驗9個處理的堆肥均達到了腐熟要求，在以黃瓜秧與雞糞為原料進行堆肥生產時，建議適宜的碳氮比為27.5，微生物菌劑接種量為0.1%～0.2%。

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（責任編輯：石春林）