一、有機肥發酵腐熟度(du)的現有評(ping)價指標
雖然國(guo)內(nei)外在堆肥腐熟度(du)(du)的評價方面已經作(zuo)了廣泛(fan)而(er)且很深入的研(yan)究(jiu)，提出了眾多的評價指(zhi)標(biao)及方法，但仍(reng)沒有形成一種公認的堆肥腐熟度(du)(du)指(zhi)標(biao)。
堆肥腐(fu)熟度指(zhi)標(biao)劃分為(wei)三類：物理學指(zhi)標(biao)、化學指(zhi)標(biao)(包括(kuo)腐(fu)殖(zhi)質(zhi)) 和生物學指(zhi)標(biao)。
堆肥腐熟度的評價方法(fa)(fa)(fa)分(fen)(fen)(fen)為表觀分(fen)(fen)(fen)析法(fa)(fa)(fa)、化學分(fen)(fen)(fen)析法(fa)(fa)(fa)、波譜分(fen)(fen)(fen)析法(fa)(fa)(fa)及植物生長分(fen)(fen)(fen)析法(fa)(fa)(fa)4類，與(yu)前(qian)者的分(fen)(fen)(fen)類方法(fa)(fa)(fa)也比(bi)較相似。
堆肥腐(fu)熟度指標詳解(jie)如下：
(1)物理學指標或表(biao)觀分析指標：指堆肥過程中的一些變化(hua)比(bi)較直觀的性質，如溫度、氣味和顏色等。
具體有：
①溫(wen)(wen)度(du)(du)：堆(dui)肥開始后(hou)堆(dui)體溫(wen)(wen)度(du)(du)是逐漸升高(gao)再(zai)降(jiang)低的(de)變化過程(cheng)，而堆(dui)體腐熟(shu)后(hou)堆(dui)體溫(wen)(wen)度(du)(du)與環境(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)致或稍高(gao)于環境(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)，一(yi)般不(bu)會明顯變化，因此溫(wen)(wen)度(du)(du)是堆(dui)肥過程(cheng)中最重(zhong)要的(de)常規檢測(ce)指標之一(yi);
②氣(qi)(qi)味(wei)(wei)：堆(dui)肥(fei)原料具有令人不快的(de)氣(qi)(qi)味(wei)(wei)，并在堆(dui)肥(fei)過程中(zhong)會產生(sheng)H2S，NO等難聞(wen)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)，而良好的(de)堆(dui)肥(fei)過程后這些(xie)氣(qi)(qi)味(wei)(wei)逐漸減弱并在堆(dui)肥(fei)結(jie)束后消失，所以氣(qi)(qi)味(wei)(wei)也可以作為堆(dui)肥(fei)腐熟的(de)指標;
③顏(yan)色(se)(se)：堆(dui)肥(fei)過程中堆(dui)料逐漸發黑(hei)(hei)，腐熟后(hou)的堆(dui)肥(fei)產品(pin)呈黑(hei)(hei)褐和黑(hei)(hei)色(se)(se)，顏(yan)色(se)(se)也可以作為一判斷標準;
④吸光(guang)度(du)變化(hua)(hua)：對不同時間的(de)(de)堆肥的(de)(de)水(shui)萃(cui)取(qu)物在(zai)波(bo)長280 nm，465 nm和(he)665 nm的(de)(de)光(guang)學性(xing)質研(yan)究表(biao)明，由(you)于個(ge)別有(you)機(ji)成分(fen)的(de)(de)少量(liang)存在(zai)，抑(yi)制了(le)對短波(bo)的(de)(de)吸收，而對665 nm波(bo)長的(de)(de)可(ke)見光(guang)影響較(jiao)少，由(you)此通過檢測堆肥萃(cui)取(qu)物在(zai)波(bo)長665 nm下(xia)的(de)(de)吸光(guang)度(du)變化(hua)(hua)可(ke)反映(ying)堆肥腐熟(shu)度(du)。
(2)由于物理學指標難于定量(liang)化(hua)表征堆(dui)肥(fei)過(guo)程中(zhong)堆(dui)料(liao)(liao)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)變化(hua)，所以通過(guo)分(fen)(fen)析(xi)堆(dui)肥(fei)過(guo)程中(zhong)堆(dui)料(liao)(liao)的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)或化(hua)學性質的(de)變化(hua)以評價堆(dui)肥(fei)腐熟度的(de)方法更常用一(yi)些(xie)。
這(zhe)些化(hua)學指(zhi)標有(you)：有(you)機(ji)質變化(hua)指(zhi)標、氨(an)氮(dan)指(zhi)標、腐殖化(hua)指(zhi)標、碳(tan)氮(dan)比和有(you)機(ji)酸等(deng)。
具(ju)體內容包(bao)括：
①在堆肥過(guo)程(cheng)中(zhong)，堆料中(zhong)的(de)不穩定有(you)機(ji)質(zhi)分解轉化為二氧化碳、水、礦物質(zhi)和穩定化有(you)機(ji)質(zhi)，堆料的(de)有(you)機(ji)質(zhi)含量(liang)變(bian)(bian)化顯著(zhu)，因此(ci)可以通過(guo)一些反映(ying)有(you)機(ji)質(zhi)變(bian)(bian)化的(de)參數(shu)(如COD，BOD及VS等)的(de)測量(liang)及某些有(you)機(ji)質(zhi)在堆肥過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)變(bian)(bian)化規律來表征腐熟(shu)度(du);
②在(zai)堆肥的生化降解(jie)過程中(zhong)含(han)氮的成分發生降解(jie)產生氨氣，在(zai)堆肥后(hou)期部分氨氣被氧化成亞(ya)硝酸鹽(yan)和硝酸鹽(yan)，所以可以用(yong)亞(ya)硝酸鹽(yan)或(huo)硝酸鹽(yan)的存在(zai)判斷腐熟度，并(bing)且由(you)于這兩個指標的測定(ding)較為快速(su)而簡單，具(ju)有較好的實用(yong)價值;
③堆肥(fei)過程中伴隨著腐(fu)殖化(hua)(hua)的過程，研究各腐(fu)殖化(hua)(hua)參(can)數(shu)(shu)的變(bian)化(hua)(hua)是評價(jia)腐(fu)熟度的重(zhong)要方法，由此(ci)提出(chu)CEC(陽離子交(jiao)換(huan)容量)、腐(fu)殖質(zhi)HS、腐(fu)酸HA、富里酸FA 、富里部分FF及非腐(fu)殖質(zhi)成分NHF等參(can)數(shu)(shu)用以評價(jia)堆肥(fei)腐(fu)熟度;
④碳源是微生物(wu)利用(yong)的(de)(de)(de)能源，氮源是微生物(wu)的(de)(de)(de)營養物(wu)質，碳和氮的(de)(de)(de)變化是堆肥(fei)的(de)(de)(de)基本特征之一，C/N(固相(xiang))是最常用(yong)于(yu)評價(jia)腐熟(shu)度的(de)(de)(de)參數。而也有(you)研(yan)究(jiu)指(zhi)出微生物(wu)在對堆肥(fei)原料(liao)的(de)(de)(de)降解中代謝發(fa)生在水溶(rong)相(xiang)，因此水溶(rong)性有(you)機碳/有(you)機氮的(de)(de)(de)指(zhi)標可(ke)以作為堆肥(fei)腐熟(shu)度的(de)(de)(de)參數;
⑤有機(ji)酸廣(guang)泛存在于未腐(fu)熟(shu)的堆肥中，可(ke)通過研究有機(ji)酸的變化評價堆肥腐(fu)熟(shu)度。
(3)堆(dui)料中(zhong)微生(sheng)物的活性(xing)變化(hua)及堆(dui)肥對植物生(sheng)長的影(ying)響常用于評價堆(dui)肥腐熟(shu)度(du)。
這些指標主要有呼吸作用、生物活性及種子發芽率(lv)實驗等。具體有：
①堆肥(fei)是富含(han)腐(fu)殖質(zhi)的(de)穩定產(chan)品(pin)，微生物(wu)(wu)處(chu)于休眠(mian)狀態，此時(shi)腐(fu)殖質(zhi)的(de)生化降解速率及二氧(yang)(yang)化碳產(chan)生和氧(yang)(yang)氣消耗都(dou)較慢，因此可以(yi)用二氧(yang)(yang)化碳的(de)產(chan)生和微生物(wu)(wu)的(de)耗氧(yang)(yang)速率作為反映腐(fu)熟度的(de)指標;
②同時(shi)也可以(yi)用反映微生(sheng)物活性變化的(de)(de)參數如酶活性、ATP和(he)微生(sheng)物的(de)(de)數量、種(zhong)類來表(biao)征堆(dui)肥的(de)(de)穩(wen)定和(he)腐熟;
③未腐熟(shu)的(de)(de)(de)堆肥產品對(dui)植(zhi)物的(de)(de)(de)生長有抑(yi)制作(zuo)用，因此可用堆肥和土壤(rang)的(de)(de)(de)混合物中植(zhi)物的(de)(de)(de)生長狀況來評價(jia)堆肥的(de)(de)(de)腐熟(shu)度，考慮到堆肥腐熟(shu)度的(de)(de)(de)實用意(yi)義，這是(shi)最終(zhong)和最具說服力的(de)(de)(de)評價(jia)方法。
(4)波譜(pu)分(fen)(fen)析法(fa)(fa)可(ke)以從(cong)物質結構(gou)的(de)角度認識堆肥過程(cheng)和腐(fu)熟度問題，迄今為止較多使用的(de)是(shi)13C-核磁共振(zhen)法(fa)(fa)和紅(hong)外(wai)光譜(pu)法(fa)(fa)，紅(hong)外(wai)光譜(pu)法(fa)(fa)可(ke)以辨別(bie)化(hua)合(he)物的(de)特征官(guan)能團，核磁共振(zhen)法(fa)(fa)可(ke)提供有機(ji)分(fen)(fen)子的(de)骨架信息(xi)。
二、有(you)機肥發酵腐熟度(du)指(zhi)標在實(shi)際中(zhong)的應(ying)用
在這些評(ping)價腐熟度(du)指(zhi)(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)方法中(zhong)，比(bi)(bi)較(jiao)常用的(de)(de)(de)有(you)碳(tan)氮比(bi)(bi)指(zhi)(zhi)標(biao)，耗氧速(su)率的(de)(de)(de)測定，NO3- -N和(he)NH4+-N的(de)(de)(de)測定比(bi)(bi)較(jiao)快(kuai)速(su)而簡單，而用氫(qing)氧化鈉溶液吸(xi)收堆料產生(sheng)的(de)(de)(de)CO2氣體以(yi)確定其產生(sheng)量的(de)(de)(de)方法經(jing)常作為標(biao)準的(de)(de)(de)實驗(yan)室對比(bi)(bi)試驗(yan)方法。
但(dan)是(shi)(shi)應用這(zhe)些評價方(fang)法經常(chang)會得(de)到不同的(de)結果，這(zhe)是(shi)(shi)因為堆肥(fei)的(de)腐(fu)熟度(du)受很多(duo)因素(su)的(de)綜(zong)合影響，單個指標的(de)評價只能(neng)片面地反映某個阻礙因素(su)的(de)作(zuo)用，不能(neng)最直接反映植物的(de)生長特(te)性。
因此，不能用(yong)單一(yi)的(de)指標評價(jia)堆肥(fei)(fei)(fei)的(de)腐(fu)熟度。而(er)堆肥(fei)(fei)(fei)產(chan)品最終要作(zuo)(zuo)為有機肥(fei)(fei)(fei)應用(yong)于作(zuo)(zuo)物(wu)(wu)(wu)的(de)生產(chan)，種子發芽指數是一(yi)個很好的(de)生物(wu)(wu)(wu)指標，綜合反映了堆肥(fei)(fei)(fei)產(chan)品的(de)植物(wu)(wu)(wu)毒性，所以目前較為認同的(de)堆肥(fei)(fei)(fei)腐(fu)熟度的(de)評價(jia)方法是將化學指標與生物(wu)(wu)(wu)指標結(jie)合起來(lai)，采用(yong)多種分析方法測定多個指標，然后根據這些指標綜合分析堆肥(fei)(fei)(fei)的(de)腐(fu)熟狀況。
美國(guo)加利福(fu)尼(ni)亞堆(dui)肥(fei)質(zhi)量委員會(CCQC)建議必須用兩(liang)項(xiang)以上的(de)化學(xue)/生物指標來評價堆(dui)肥(fei)的(de)腐熟(shu)度。
評價指標由三部分組成：
① 碳氮比;
②A組測試(shi)指標中的至少一項;
③B組(zu)測試指標中(zhong)的至少一項。
在(zai)進(jin)行A組(zu)和(he)B組(zu)的(de)(de)測試之前，C/N的(de)(de)測試必須要達到小于(yu)或等于(yu)25。
A組測試指(zhi)標：主要是表(biao)征堆肥中有機物(wu)質的降解程度，內(nei)容(rong)有CO2的釋放量、氧氣(qi)的消耗(hao)速率和自(zi)熱(re)產生量。
B組測試指標：主(zhu)要是表征堆肥產品可能(neng)會對植(zhi)物產生的(de)毒性(xing)的(de)一些(xie)化學性(xing)質，內容有NH4+-N和NO3--N的(de)比例、氨濃(nong)度(du)(du)、揮發性(xing)有機(ji)酸的(de)濃(nong)度(du)(du)及種子發芽或(huo)植(zhi)物生長試驗。
三、種子發芽率實驗
對于一些有(you)機肥生產(chan)廠家而言，判斷堆肥腐熟(shu)度的指標(biao)包括以下三個(ge)部分即可(ke)完成：
⑴ 感(gan)官指標(biao)：即(ji)溫度(du)、氣(qi)味和(he)顏色等指標(biao)，需要定時記錄。
⑵ 生化指標(biao)：C/N，有機質，腐植化等(deng)指標(biao)。
⑶ 生物學指標(biao)：種子(zi)發(fa)芽率實驗
一(yi)般種子發芽率在50%以(yi)上(shang)則表示有機肥基本腐(fu)熟。以(yi)小青菜種子作為實(shi)(shi)驗(yan)(yan)對象，實(shi)(shi)驗(yan)(yan)步驟如下(xia)：
① 準備兩個培養(yang)皿(min)，分(fen)別放入一張濾(lv)紙，編號(hao)1號(hao)，2號(hao)。
② 在(zai)1號培(pei)養皿(min)中倒入有機肥浸提液(ye)30ml，2號培(pei)養皿(min)中倒入30ml的清水。
③ 每(mei)個(ge)培(pei)(pei)養(yang)皿(min)中(zhong)撒入20粒種子，21℃下(xia)恒溫培(pei)(pei)養(yang)2天(tian)。
④ 記(ji)錄1，2號(hao)中發(fa)芽種(zhong)子數分(fen)別(bie)為a，b。記(ji)錄1,2號(hao)種(zhong)子平均根長分(fen)別(bie)為c,d。
⑤ 種子發芽率=[(a/20)*c]/[(b/20)*d]*100%
