白森　苟剑渝　张纪利　等

摘要：通过对比试验，研究设置通风槽对烤烟专用有机肥发酵过程中理化性质的影响。结果表明：在有通风槽条件下，发酵前期温度明显较高，堆内氧气浓度保持较高水平，高于50 ℃和55 ℃天数分别是无通风槽情况下的6倍和4倍；有通风槽处理在发酵前30 d，总N明显升高，总C、C/N、有机质含量快速降低，之后趋于稳定；无通风槽处理总C、总N及C/N在发酵过程中逐渐下降。发酵结束后，有通风槽处理总养分含量及pH符合有机肥标准（NY525—2012）。

关键词：通风槽；发酵过程；理化性质

中图分类号：S141.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）22-5404-04

有机肥的发酵需要微生物参与，有机肥的有氧发酵菌利用有机肥中的氧气进行有氧发酵，分解大分子有机物，将之转化为小分子养分。通风条件对微生物生长和发酵质量影响较大，无通风供氧或通风供氧不足，抑制微生物生长和温度上升，有机肥发酵不充分。Behsville通风方式要求氧气浓度在5%～15%作为堆肥过程控制目标。熊建军等[1]认为最适合发酵的通风条件为氧气浓度在14%～17%。在静态条件下，有机肥堆体容易出现氧气分层现象[2]，不同堆置时期的氧含量也不相同[3]。有机肥的合理使用有利于改良土壤理化性状和提高烟叶品质，彰显基地烟叶风格特色。本试验根据烟叶产区自制有机肥的生产实际条件，开展了设置通风槽对烟用有机肥发酵过程中理化性质的影响研究，探索适合贵州烟区生产实际的烤烟专用有机肥发酵模式，为制定烤烟有机肥生产技术体系提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011年12月中旬至2012年3月中旬在贵州省遵义市正安县烤烟有机肥研发场进行。取当地丰富的玉米秸秆和牛粪资源，玉米秸秆含C量为46.31%、含N量为0.53%，牛粪（风干）含C量为34.16%、含N量为1.78%。

1.2 试验方法

试验设有、无通风槽2个对比处理，通风槽宽度20 cm、深度10 cm。各种物料用量C/N比均为25∶1（表1），采用条垛型有氧发酵方式堆积，按物料体积分层堆积成条垛，共分5层，每个试验处理物料总干重为1 000 kg，堆垛下宽约180 cm，上宽约90 cm，高度约90 cm，长度根据物料量确定。在每层之间洒上发酵菌剂（用量为200 g/1 000 kg湿物料），堆积后盖塑料膜防雨保温。发酵过程中共翻堆3次，第一次翻堆在堆制10 d左右进行，第二次翻堆在第一次翻堆后20 d左右进行，第三次翻堆在第二次翻堆后20 d左右进行。物料初始水分以物料湿润为宜，第一次翻堆补足水分65%，以后不再补充水分。

1.3 检测取样

分别于第一、二、三次翻堆和最后成品装袋时取样。取样时将从堆垛前、中、后和上、中、下取的样拌匀后用四分法取样用于检测水分、有机质、pH、养分等检测。

1.4 检测指标

1.4.1 温度、氧浓度测量和堆垛物料体积、重量测定 温度和湿度：有机肥物料堆积后，每天上午11时左右，用BRET-T2000-P数显温度探杆和BRET-O500-P数显氧浓度探测器测量各处理堆垛中心温度和氧浓度，直到温度下降至常温停止测量。

堆垛体积：在初始堆积后、第二次翻堆前、最后成品装袋前测量各处理堆垛体积。在堆积前按各物料含水率折算玉米秸秆和牛粪湿重量后秤量，使之符合各处理玉米秸秆和牛粪干物料用量。发酵完成后秤量各处理有机肥湿重，并根据含水率计算各处理有机肥干重。

1.4.2 总氮、总碳、有机质、pH测定 总N、总C采用元素分析仪（德国产）测定，炉温：燃烧管 950 ℃，还原管 550 ℃；有机质采用由含C量×1.724求得；pH采用电位法测定；P2O5采用硫酸-过氧化氢消解，钒钼黄比色法测定；K2O采用硫酸-过氧化氢消解，原子吸收光谱法测定。

2 结果与分析

2.1 设置通风槽对发酵堆中心温度变化的影响

由图1、图2可见，在有通风槽条件下，发酵前期温度明显较高，高于50 ℃和55 ℃天数分别是无通风槽情况下的6倍和4倍。尽管都是翻堆3次，但无通风槽处理温度下降较快，且高于50 ℃天数仅为2 d，达不到有机肥标准（NY525-2002）中规定的要求。因此，在有通风槽的情况下，有机肥发酵通风方式以翻堆3次处理有利于提高有机肥发酵温度。

2.2 设置通风槽对发酵堆中心氧浓度变化的影响

由图3可见，在有通风槽情况下，堆内氧气浓度保持较高水平，说明有通风槽的条垛堆积发酵氧气供给充足，均符合Behsville通风方式要求。但无通风槽处理堆制前5 d氧气浓度从17.6%急速下降到0.1%，且至第14天氧气浓度均低于5%；之后氧气浓度逐渐升高，至25 d后与有通风槽氧气浓度接近，说明无通风槽氧气浓度不能满足有机肥升温期和高温期微生物生长繁殖，导致温度难以升高，影响有机肥物料的腐熟。因此，利用通风槽并结合3次翻堆的通风方式是条垛堆制有机肥经济有效的通风供氧措施。

2.3 设置通风槽对发酵过程中总碳和总氮含量变化

由图4可见，有、无通风槽处理发酵过程中总C含量变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d呈下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，总C降幅为23%；而无通风槽处理整个发酵过程中均呈下降趋势，与初始值相比，总C降幅为48%。可见，无通风槽供氧不足（厌氧发酵）对物料碳源消耗明显增加。

由图5可见，有、无通风槽处理发酵过程中总N含量变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d呈明显上升趋势，之后变化较小，与初始值相比，总N增幅为48%；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，总N降幅为26%。可见，在无通风槽供氧不足（厌氧发酵）对物料氮源消耗较大。

由图6可见，有、无通风槽处理发酵过程中C/N比变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d C/N比呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，C/N比降幅为48%，最终有机肥C/N比为13.1；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，C/N比降幅为29%，最终有机肥C/N比为17.7。可见，无通风槽处理物料发酵不彻底。

2.4 设置通风槽对发酵过程中有机质含量变化

由图7可见，有、无通风槽处理发酵过程中有机质含量变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d有机质含量呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，有机质含量降幅为23%，最终有机质含量为52.7%；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，有机质含量降幅为48%，最终有机质含量为35.7%。可见，在无通风槽供氧不足（厌氧发酵）对物料有机质消耗较大。

2.7 设置通风槽对发酵后养分含量比较

由图8可见，有、无通风槽处理发酵后N和K2O含量差异明显。有、无通风槽处理养分总含量分别为5.97%和3.49%。无通风槽处理低于有机肥标准（NY525—2002）中规定的4%。可见，通风不良导致有机肥养分含量不达标。

2.8 设置通风槽对发酵过程中pH变化

由图9可见，有、无通风槽处理发酵30 d后至发酵结束pH变化差异明显，无通风槽处理pH明显高于有通风槽处理。有通风槽处理pH为7.5～7.7；而无通风槽处理pH为8.5～8.6，高于有机肥标准（NY525—2002）中规定的pH上限（8.0）要求。

3 小结与讨论

1）在有通风槽条件下，发酵前期温度明显较高，堆垛内氧气浓度保持较高水平，高于50 ℃或55 ℃天数分别是无通风槽情况下的6倍和4倍。

2）试验表明，有、无通风槽处理发酵过程中总C、总N及C/N影响差异明显。有通风槽处理在发酵前30 d，总N明显升高，总C、C/N、有机质含量快速降低，之后趋于稳定；无通风槽处理总C、总N及C/N在发酵过程中逐渐下降。发酵结束后，有通风槽处理总养分含量及pH符合有机肥标准（NY525—2002）。

3）氧气在有机肥发酵过程中是很重要的因素，对有机肥发酵过程中微生物的活性及理化性质具有明显影响[4，5]。研究表明，在自制有机肥生产过程中，在堆垛中心开设宽度为20 cm、深度为10 cm的通风槽，能够保证有机物料在发酵过程中所需的氧气供应，使有机肥质量符合NY525—2002标准要求，符合当地有机肥生产的需要[6-8]。

参考文献：

[1] 熊建军，刘淑英，邹国元，等.高温堆肥过程中除臭保氮技术研究进展[J].农业资源与环境科学，2008，24（1）：444-448.

[2] 朱能武.强制通风静态仓系统堆肥温度的时空特性[J].华南理工大学学报（自然科学版），2005，33（3）：19-22.

[3] 陈同斌，郑玉琪，高 定，等.猪粪好氧堆制不同阶段氧气含量变化特征[J].应用生态学报，2004，15（11）：2179-2183.

[4] 徐 智，张 琴，张陇利，等.强制好氧堆肥不同阶段氧气浓度变化及其腐熟指标关系[J].农业环境科学学报，2009，28（1）：189-193.

[5] 高 定，郑玉琪，陈同斌，等.猪粪好氧堆肥过程中氧气的剖面分布特征[J].农业环境科学学报，2007，26（6）：2189-2194.

[6] 陈同斌，魏源送，樊耀波，等.堆肥系统的通风控制方式[J].环境科学，2000，21（2）：101-104.

[7] 常勤学，魏源送，夏世斌.堆肥通风技术及进展[J].环境科学与技术，2007，30（10）：98-103.

[8] 黄国锋，吴启堂，黄焕忠.有机固体废弃物好氧高温堆肥化处理技术[J].中国生态农业学报，2003，11（1）：159-161.

（责任编辑 程碧军）

由图6可见，有、无通风槽处理发酵过程中C/N比变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d C/N比呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，C/N比降幅为48%，最终有机肥C/N比为13.1；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，C/N比降幅为29%，最终有机肥C/N比为17.7。可见，无通风槽处理物料发酵不彻底。

2.4 设置通风槽对发酵过程中有机质含量变化

由图7可见，有、无通风槽处理发酵过程中有机质含量变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d有机质含量呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，有机质含量降幅为23%，最终有机质含量为52.7%；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，有机质含量降幅为48%，最终有机质含量为35.7%。可见，在无通风槽供氧不足（厌氧发酵）对物料有机质消耗较大。

2.7 设置通风槽对发酵后养分含量比较

由图8可见，有、无通风槽处理发酵后N和K2O含量差异明显。有、无通风槽处理养分总含量分别为5.97%和3.49%。无通风槽处理低于有机肥标准（NY525—2002）中规定的4%。可见，通风不良导致有机肥养分含量不达标。

2.8 设置通风槽对发酵过程中pH变化

由图9可见，有、无通风槽处理发酵30 d后至发酵结束pH变化差异明显，无通风槽处理pH明显高于有通风槽处理。有通风槽处理pH为7.5～7.7；而无通风槽处理pH为8.5～8.6，高于有机肥标准（NY525—2002）中规定的pH上限（8.0）要求。

3 小结与讨论

1）在有通风槽条件下，发酵前期温度明显较高，堆垛内氧气浓度保持较高水平，高于50 ℃或55 ℃天数分别是无通风槽情况下的6倍和4倍。

2）试验表明，有、无通风槽处理发酵过程中总C、总N及C/N影响差异明显。有通风槽处理在发酵前30 d，总N明显升高，总C、C/N、有机质含量快速降低，之后趋于稳定；无通风槽处理总C、总N及C/N在发酵过程中逐渐下降。发酵结束后，有通风槽处理总养分含量及pH符合有机肥标准（NY525—2002）。

3）氧气在有机肥发酵过程中是很重要的因素，对有机肥发酵过程中微生物的活性及理化性质具有明显影响[4，5]。研究表明，在自制有机肥生产过程中，在堆垛中心开设宽度为20 cm、深度为10 cm的通风槽，能够保证有机物料在发酵过程中所需的氧气供应，使有机肥质量符合NY525—2002标准要求，符合当地有机肥生产的需要[6-8]。

参考文献：

[1] 熊建军，刘淑英，邹国元，等.高温堆肥过程中除臭保氮技术研究进展[J].农业资源与环境科学，2008，24（1）：444-448.

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[4] 徐 智，张 琴，张陇利，等.强制好氧堆肥不同阶段氧气浓度变化及其腐熟指标关系[J].农业环境科学学报，2009，28（1）：189-193.

[5] 高 定，郑玉琪，陈同斌，等.猪粪好氧堆肥过程中氧气的剖面分布特征[J].农业环境科学学报，2007，26（6）：2189-2194.

[6] 陈同斌，魏源送，樊耀波，等.堆肥系统的通风控制方式[J].环境科学，2000，21（2）：101-104.

[7] 常勤学，魏源送，夏世斌.堆肥通风技术及进展[J].环境科学与技术，2007，30（10）：98-103.

[8] 黄国锋，吴启堂，黄焕忠.有机固体废弃物好氧高温堆肥化处理技术[J].中国生态农业学报，2003，11（1）：159-161.

（责任编辑 程碧军）

由图6可见，有、无通风槽处理发酵过程中C/N比变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d C/N比呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，C/N比降幅为48%，最终有机肥C/N比为13.1；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，C/N比降幅为29%，最终有机肥C/N比为17.7。可见，无通风槽处理物料发酵不彻底。

2.4 设置通风槽对发酵过程中有机质含量变化

由图7可见，有、无通风槽处理发酵过程中有机质含量变化差异明显。有通风槽处理发酵前30 d有机质含量呈快速下降趋势，之后变化较小，与初始值相比，有机质含量降幅为23%，最终有机质含量为52.7%；而无通风槽处理整个发酵过程中则呈下降趋势，与初始值相比，有机质含量降幅为48%，最终有机质含量为35.7%。可见，在无通风槽供氧不足（厌氧发酵）对物料有机质消耗较大。

2.7 设置通风槽对发酵后养分含量比较

由图8可见，有、无通风槽处理发酵后N和K2O含量差异明显。有、无通风槽处理养分总含量分别为5.97%和3.49%。无通风槽处理低于有机肥标准（NY525—2002）中规定的4%。可见，通风不良导致有机肥养分含量不达标。

2.8 设置通风槽对发酵过程中pH变化

由图9可见，有、无通风槽处理发酵30 d后至发酵结束pH变化差异明显，无通风槽处理pH明显高于有通风槽处理。有通风槽处理pH为7.5～7.7；而无通风槽处理pH为8.5～8.6，高于有机肥标准（NY525—2002）中规定的pH上限（8.0）要求。

3 小结与讨论

1）在有通风槽条件下，发酵前期温度明显较高，堆垛内氧气浓度保持较高水平，高于50 ℃或55 ℃天数分别是无通风槽情况下的6倍和4倍。

2）试验表明，有、无通风槽处理发酵过程中总C、总N及C/N影响差异明显。有通风槽处理在发酵前30 d，总N明显升高，总C、C/N、有机质含量快速降低，之后趋于稳定；无通风槽处理总C、总N及C/N在发酵过程中逐渐下降。发酵结束后，有通风槽处理总养分含量及pH符合有机肥标准（NY525—2002）。

3）氧气在有机肥发酵过程中是很重要的因素，对有机肥发酵过程中微生物的活性及理化性质具有明显影响[4，5]。研究表明，在自制有机肥生产过程中，在堆垛中心开设宽度为20 cm、深度为10 cm的通风槽，能够保证有机物料在发酵过程中所需的氧气供应，使有机肥质量符合NY525—2002标准要求，符合当地有机肥生产的需要[6-8]。

参考文献：

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[3] 陈同斌，郑玉琪，高 定，等.猪粪好氧堆制不同阶段氧气含量变化特征[J].应用生态学报，2004，15（11）：2179-2183.

[4] 徐 智，张 琴，张陇利，等.强制好氧堆肥不同阶段氧气浓度变化及其腐熟指标关系[J].农业环境科学学报，2009，28（1）：189-193.

[5] 高 定，郑玉琪，陈同斌，等.猪粪好氧堆肥过程中氧气的剖面分布特征[J].农业环境科学学报，2007，26（6）：2189-2194.

[6] 陈同斌，魏源送，樊耀波，等.堆肥系统的通风控制方式[J].环境科学，2000，21（2）：101-104.

[7] 常勤学，魏源送，夏世斌.堆肥通风技术及进展[J].环境科学与技术，2007，30（10）：98-103.

[8] 黄国锋，吴启堂，黄焕忠.有机固体废弃物好氧高温堆肥化处理技术[J].中国生态农业学报，2003，11（1）：159-161.

（责任编辑 程碧军）