豬糞添加比例對玫瑰花托高溫堆肥腐熟進程的影響

關鍵詞玫瑰花托;豬糞；添加比例;堆肥；中圖分類號S141.4文獻標識碼A文章編號 0517-6611（2025）16-0069-03doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.16.014

AbstractAcompostingexperimentwasconductedusingosereceptacleastheasicamaterial，thedynamicalchangesofthetepeature， pH，the contents of total nitrogen，the ammonium NH₄⁺ -N and the seed germination index（GI） during the mixed composting system of different swinemanureandosereceptacleerestudied.Teresultsshowedtatwiththeswinemanureaddedintotheosereceptaclecompostthetie ofthatreachingthigmperatureecopositionsageassoteedeaileteuratioofigmperaturcomposiiowasetended，the total nitrogen content was increased，and the conversion rate of the material NH₄⁺ -N was decreased，which could speed up the compostingprocessofterosereceptaclereeptaclecompostThoptiumratiooftherosesreceptacleandswinemanures9：10.Thetieof reaching high temperature（ gt;50°C ）under this compost treatment was 3 days，and the high temperature decomposing duration was 11 days.After 28 days，the NH₄⁺ -N contents under this compost treatment was decreased by 54.04% compared to which under the pure rose receptacle compost treatment，and the GI reached 88.8% ：

Key wordsRose receptacle;Swine manure ;Addition ratio;Compost; Maturity

玫瑰花朵可食用及提煉香精玫瑰油，隨著人們生活水平的提高，我國玫瑰產業發展勢頭迅猛，對區域脫貧攻堅和鄉村振興作出重要貢獻。但花托作為下腳料往往被丟棄或焚燒，極易對環境造成污染。市門頭溝區盛產玫瑰花，建有妙峰山鎮國家級玫瑰花農業標準化示范區，現有種植面積353.33hm² ，年產玫瑰花約 100t ，作為廢棄物的花托數量亦可超過 10t ，但目前主要處理方式為直接丟棄、焚燒、填埋，未得到很好的利用。門頭溝區齋堂鎮新興村蘆葉溝自2012年引進野豬仔豬進行馴化飼養，獲得較好經濟效益，并帶動周邊養殖戶50戶飼養野豬，隨著養殖規模的不斷擴大，產生了大量的養殖廢棄物，對生態環境造成一定影響。區域性農業多源有機固廢協同處理與資源化利用研究已成為生態環境保護領域的熱點問題。

有機固廢堆肥技術是實現農業廢棄物循環利用和農業可持續發展的有效措施之一[1]。利用農業生物廢棄物等制備生產有機肥，符合農業低碳發展的要求，亦對“碳達峰、碳中和”目標的實現發揮重要作用[2]。豬糞中的養分含量僅次于牛糞，占我國各類畜禽糞便養分總量的 19%^[3] ，是良好的有機肥原料。因此，在玫瑰花托堆肥中，添加一定比例豬糞，降低堆肥物料的C/N，能夠有效提升堆肥發酵效率。筆者結合門頭溝區花卉種植和生豬飼養等生產實際，以玫瑰花托和豬糞為基本原料，探討豬糞和玫瑰花托2種典型農業有機固廢協同堆肥處理過程中相關參數的動態變化規律，旨在為農業有機廢棄物規模化、無害化處理提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗于溫室中進行，供試材料為玫瑰花托和豬糞，玫瑰花托由玫瑰谷香露有限公司提供，豬糞由蘆葉溝養豬專業合作社提供，供試物料的基本性質見表1。

表1玫瑰花托和豬糞的基本理化性狀

Table 1 Basic physicochemical properties of rose receptacle and swine manure

1.2試驗設計堆體初始的 C/N 一般認為在 25：1～30：1 是有利于微生物快速反應的理想范圍[4]。據此設計試驗各處理為玫瑰花托與豬糞按照不同比例均勻混合，堆成高約0.8m 的圓錐體，各堆體總質量為 100kg 。調整含水量為60% pH 為6.5。試驗開始后每4d人工翻堆1次，堆肥時間為 28d 試驗設計見表2，重復3次。

1.3樣品采集與測定

1.3.1樣品采集方法。堆肥時間 28d ，每4d翻堆1次，翻堆時按5點采樣法取混合樣，用于測定 pH 水溶性指標和自然風干后的全量。

表2玫瑰花托堆肥試驗設計Table 2Experimental design of rose receptacle composting

1.3.2測定方法。在各處理自下而上 40cm 處，水平從3個不同方向插入溫度計，每日18：00測量溫度；總氮測定按有機肥行業標準NY/T525—2021中所述方法進行； NH₄⁺-N 測定采用靛酚藍比色法；種子發芽指數（GI）按照畜禽糞便堆肥技術規范NY/T3442—2019中所述方法進行。

2 結果與分析

2.1豬糞添加比例對玫瑰花托堆肥溫度的影響從表3可以看出，處理 ① 純玫瑰花托的最高溫度為 42^°C ，始終未進入高溫分解階段 （?50C ）。添加豬糞各堆肥處理均達到 50^qC 以上，其中處理 ② 最快進入高溫階段，處理 ③ 高溫持續時間最長。隨豬糞添加比例增加，升溫所需時間延長，高溫持續時間先升后降。這表明添加豬糞能夠縮短玫瑰花托堆肥腐熟時間，但是糞豬添加過多反而會減緩堆肥腐熟化進程

表3玫瑰花托堆肥過程中溫度的變化

Table 3Changes of temperature during the rose receptacle composting

2.2豬糞添加比例對玫瑰花托堆肥 pH 的影響從圖1可以看出，堆肥中各處理 pH 的變化均呈現升一降一升的趨勢。堆肥結束時，除處理 ① 純玫瑰花托的 pH 為7.85，顯著低于其他添加豬糞處理（ Plt;0.05? ，添加豬糞處理 ΔpH 均處于 8.0～ 8.5，符合腐熟堆肥 pH 在 8.0～9.0 的標準[5]。玫瑰花托堆肥過程中添加豬糞，能夠使 pH 上升速度更快、幅度更大，隨豬糞添加比例增加，堆肥腐熟后的 pH 升高幅度更大。

2.3豬糞添加比例對玫瑰花托堆肥總氮的影響從圖2可以看出，堆肥處理過程中所有處理總氮含量的變化總體呈增加趨勢，在玫瑰花托中添加豬糞，可使堆肥總氮含量增加。至堆肥結束時，總氮含量以處理 ③ 最高，為 1.29% ，其次為處理 ② 和處理 ④ ，總氮含量分別為 1.15% 和 1.13% ，顯著高于處理 ① （ Plt;0.05） ，4個試驗處理總氮含量較初始值分別提高了44.94% （處理 ③ ）、 27.78% （處理 ② ）、 21.51% （處理 ④ ）和20.69% （處理 ① ）。隨豬糞添加比例增加，總氮含量增加，但豬糞添加比例過高反而降低總氮含量，因此在玫瑰花托堆肥過程中添加豬糞，以玫瑰花托和豬糞按照 9：10 的質量比（C/N為26）進行添加能有效保持堆肥中的總氮含量。

圖1玫瑰花托堆肥進程中pH的變化

圖2玫瑰花托堆肥進程中總氮含量的變化

Fig.2Changes of TN content during rose receptacle composting

2.4豬糞添加比例對玫瑰花托堆肥 N₁H₄⁺ -N 的影響從玫瑰花托堆肥進程中 NH₄⁺ -N含量變化（圖3）可以看出，堆肥進程中所有處理的 NH₄⁺ -N含量變化均呈先升后降的趨勢。純玫瑰花托處理 ① 在堆肥16d時 NH₄⁺-N 含量才達到峰值，而添加豬糞的處理 ② 、處理 ③ 、處理 ④ 在堆肥8d時 NH₄⁺-N 含量達到峰值。堆肥8d時，與處理 ① 相比，處理 ② 、處理 ③ ）處理 ④ 的 NH₄⁺-N 含量分別增加了 66.61% 、 72.18% 和80.95% 。說明在玫瑰花托堆肥中添加豬糞可促進堆肥前期NH₄⁺ -N含量的增加。至堆肥 28d 時，各處理 NH₄⁺ -N含量以處理 ① 最高（ 635. 08mg/kg ），顯著高于處理 ④ （ 450.16mg/kg 0 Plt;0.05） ；處理 ② 和處理 ③ 最低，分別為290.83和 282.12mg/kg ，添加豬糞的處理 ② 、處理 ③ 、處理 ④ 的 NH₄⁺-N 含量分別較純玫瑰花托處理 ① 降低了 54.21% 、55.58% 和 29.12% ，其中處理 ③ 下降速度最快、幅度最大。說明適量添加豬糞可促進堆肥后期 NH₄⁺ -N的減少。

2.5豬糞添加比例對玫瑰花托堆肥GI的影響從圖4可以看出，玫瑰花托堆肥進程中各處理的GI總體呈上升趨勢，其中添加豬糞的處理 ② 、處理 ③ 、處理 ④ 的GI上升速度明顯較快。堆肥至12d時，處理 ③ 的GI達到 58.3% ，處理 ① 處理 ② 、處理 ④ 的GI分別為 28.3%.48.7%.37.5% ，處理 ③ 的GI顯著高于其他處理（ Plt;0.05 ；至堆肥結束時，處理 ① 、處理② 處理 ③ 、處理 ④ 的GI分別為 77.8%.86.9%.88.8% 和88.3% ，除純玫瑰花處理 ① 外均達到完全腐熟。說明在玫瑰花托堆肥過程中添加豬糞能加速降低堆肥中的植物毒性，加快堆肥腐熟。

圖3玫瑰花托堆肥進程中 NH₄⁺ 1 ??N 含量的變化

圖4玫瑰花托堆肥進程中GI的變化

Fig.4Changes of GI during rose receptacle composting

3討論

溫度在堆肥反應中起著至關重要的作用，對堆肥中微生物活性、生化反應速率起決定性作用。有研究表明，堆體的溫度處于 45～55‰ 時生物降解速率最大， gt;55～60^°C 時堆肥的生化反應最佳，當堆肥溫度 gt;55‰ 時無害化效果最佳，但堆肥溫度 gt;63C 時微生物的活性會被抑制[。綜合考慮，最適宜的堆肥溫度應在 50～60^cC 。該研究發現，在玫瑰花托堆肥中添加豬糞，高溫分解階段溫度維持在 50～60^cC ，而純玫瑰花托處理最高溫度僅為 42^°C ，這可能是因為該處理C/N過高，微生物活性較弱，導致有機物分解速度慢[7]

在鄉村振興戰略及“雙碳”背景下，研究調控堆肥腐熟過程來減少養分損失和溫室氣體排放具有一定意義。總氮是衡量堆肥產品養分的重要指標，有研究表明，在堆肥的高溫階段， NH₄⁺-N 容易轉變為氨氣揮發，造成的氮損失超過65% ，既減少了有機肥的肥效，又污染了環境[8]。該研究發現，各處理總氮含量的變化總體呈升高趨勢，這可能是由于堆肥過程中形成的腐殖質，腐殖質可固定 NH₄⁺ -N，從而降低了氮素損失，當其他易揮發物質的損失總量大于氮素損失量時，單位干物質中總氮相對含量呈增加趨勢[9]。高溫促進氨揮發，易造成氮素的損失，該試驗各處理最高溫度均不高于60^°C ，可能也是減少氮素損失的原因。該研究還發現，隨豬糞添加比例增加，總氮含量增加，但豬糞添加比例過高反而降低總氮含量，這可能與低C/N條件下有機物料更易分解有關[10]NH₄⁺ -N的減少是堆肥腐熟度評價的重要參數，一般認為已經腐熟的堆肥 NH₄⁺-N 含量小于 400.0mg/kg^[11] 0Tiquia等[12]認為，當豬糞堆肥中的 NH₄⁺-N 含量小于500.0mg/kg 時，表明堆肥已達腐熟。該研究發現，至堆肥28d 時，各處理 NH₄⁺-N 含量以純玫瑰花托處理 ① 最高，為635.08mg/kg ，顯著高于處理 ④ （玫瑰花托：豬糞 L=7：9 ）的450.16mg/kg（Plt;0.05） ；處理 ② （玫瑰花托：豬糞 ）和處理 ③ （玫瑰花托：豬糞 ω=9：10ω ）較低，分別為290.83和282.12mg/kg ，顯著低于其他處理（ Plt;0.05） 。根據上述標準，添加豬糞的各處理均達到堆肥腐熟要求。但處理 ④ 至堆肥結束時 NH₄⁺-N 含量仍然較高，這可能是因為添加豬糞較多，堆肥物料總體含氮量較高所致。因此，添加豬糞有利于玫瑰花托的腐熟化，但豬糞添加比例過高，會減緩堆肥腐熟進程。該研究堆肥進程中所有處理的 NH₄⁺-N 含量變化總體呈現先升后降的趨勢，這與堆肥前期大量的有機氮被微生物降解，引起 NH₄⁺-N 含量上升；堆肥后期，有機氮的礦化、持續性的氨揮發以及硝態氮的反硝化3方面原因，導致NH4+-N含量下降有關[13]

孫先鋒等[14]研究發現，種子發芽指數（GI）不低于 80% 時，堆肥中的植物毒性已消除，可認為堆肥達到完全腐熟。楊海君等[15]在園林廢棄物堆肥中添加雞糞，可升高GI值。該研究發現，處理 ③ 在堆肥12d時，GI達到 58.3% ，而處理 ① 處理 ② 處理 ④ 的GI分別為 28.3%.48.7%.37.5% ；堆肥結束時，各處理的GI分別為 77.8%.86.9%.88.8%.88.3% ，除純玫瑰花托處理 ① 外都達到完全腐熟。說明在玫瑰花托堆肥過程中添加豬糞能加速降低堆肥中的植物毒性，加快堆肥腐熟。

堆肥是十分復雜的生物化學過程。一般認為，堆肥腐熟度的評價指標包括溫度 Ω，pH，NH₄⁺ -N含量、GI等。單一指標只能從某一方面反映堆肥腐熟度，因此，應采用多指標綜合分析堆肥腐熟度。當堆肥達到環境溫度， Δ?pH 在 8.0～9.0^[5] NH₄⁺ 一N含量lt; 400mg/kg^[11] G1gt;80%^[14] 時，可以認為已經腐熟。綜合分析認為，添加豬糞的3個處理在堆肥 20～28d 達到腐熟要求，而未添加豬糞的處理 ① 至堆肥結束仍未完全腐熟

4結論

通過對堆肥溫度 ?pH，NH₄⁺ -N和GI的動態變化進行綜合分析，發現在玫瑰花托堆肥中添加適量的豬糞，有利于堆肥更快進入高溫分解階段，延長高溫持續時間，有利于NH₄⁺ -N含量的降低和GI的升高，加快堆肥腐熟進程。玫瑰花托與豬糞按照 9：10 的質量比進行混合堆肥，效果較好，添加豬糞使堆肥初始 C/N 為26是玫瑰花托快速腐熟和合理利用堆肥原料的最佳配比。

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