腐熟度

腐熟度是反映堆肥化過程穩定化程度的指標。即堆肥中的有機質經過礦化、腐殖化，最後達到穩定的狀態指標。它既含有堆肥原料經過微生物的作用，堆肥產品最後達到穩定化和無害化，對環境不會產生不良影響；也包括堆肥產品有利於提高土壤肥力和促進植物生長的含義。

基本介紹

• 中文名：腐熟度
• 外文名：rottendegree
• 別名：堆肥腐熟度
• 指標：多個指標共同評價
• 適用範圍：堆肥
• 性質：堆肥腐熟的程度

目錄

1.釋義

2.評價指標

3.指標的套用

釋義

腐熟度即堆肥腐熟的程度，指堆肥中有機物經過礦化、腐殖化過程後達到穩定化的程度。它是衡量污泥堆肥產品質量好壞的一個重要指標。堆肥過腐時，大童養分由於得不到充分利用而白白消耗；未完全腐熟的堆肥C/N比過高（25：1或更高），所含的有機質沒有達到足夠穩定，施人土壤之後對農作物生長產生一些不利影響，如阻礙農作物對氨的吸收、造成植物缺氧；而C/N比過低，施入土壤後會造成大量氨氣的產生，對植物生長有毒害作用。未腐熟的堆肥在施人土壤後一段時間，由於堆肥中的有機質尚未分解完全，從而引起由生物在土壤中繼續劇烈活動而導致氧的缺乏，容易在植物根區形成厭氧條件，增加土壤中某些重金屬離子的溶解，影響植物的正常生長。同時，未經處理的有機廢物、未腐熟的堆肥在這種環境條件下會產生量的中間代謝物——有機酸（如丁酸、戊酸、酚、 己酸、庚酸），尤其是乙酸和酚類化合物會抑制植物種子發芽、根系生長，減少作物的產量。在還原條件下可產生H₂S和NO等有害成分，這些物質會嚴重毒害植物根系，影響作物的正常生長還會產生臭味，給堆肥利用帶來了很大的問題。

評價指標

李承強等把堆肥腐熟度指標劃分為3類：物理學指標、化學指標（包括腐殖質）和生物學指標。

（1）物理學指標或表觀分析指標是指堆肥過程中的一些變化比較直觀的性質，如溫度、 氣味和顏色等。具體有：

①溫度 堆肥開始後堆體溫度是逐漸升高再降低的變化過程，而堆體腐熟後堆體溫度與環境溫度一致，一般不明顯變化，因此溫度是堆肥過程中最重要的常規檢測指標之一；

②氣味 堆肥原料具有令人不快的氣味，並在堆肥好氧發酵過程中會產生H₂S、 NO等難聞的氣體，而良好的堆肥過程後這些氣味逐漸減弱並在堆肥結束後消失，所以氣味也可以作為堆肥腐熟的指標；

③顏色 堆肥過程中堆料逐漸發黑，腐熟後的堆肥產品呈黑褐色或黑色，顏色也可以作為一判斷標準；

④吸光度 對不同時間的污泥堆肥的水萃取物在波長280nm, 465nm和665nm的光學性質研究表明，由於個別有機成分的少量存在，抑制了對短波的吸收，而對665mn波長的可見光影響較少，由此通過檢測堆肥萃取物在波長 665nm下的吸光度變化可反映堆肥腐熟度。

（2）由於物理學指標難於定量化表征堆肥過程中堆料成分的變化，所以通過分析堆肥過程中堆料的化學成分或化學性質的變化來評價堆肥腐熟度的方法更常用一些。這些化學指標有：有機質變化指標、氨氮指標、腐殖化指標、碳氮比和有機酸等。具體內容包括：

①有機質變化指標 在堆肥過程中，堆料中的不穩定有機質分解轉化為co₂、水、礦物質和穩定化有機質，堆料的有機質含量變化顯著，因此可以通過一些反映有機質變化的參數（如COD, BOD 及VS等）的測量及某些有機質在堆肥過程中的變化規律來表征腐熟度；

②氨氮指標 在堆肥的生化降解過程中含氣的成分發生降解產生氨氣，在堆肥後期部分氨氣被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，所以可以用亞硝酸鹽或硝酸鹽的存在判斷腐熟度，並且由於這兩個指標的測定較為快速而簡單，具有較好的實用價值；

③腐殖化指標 堆肥過程中伴隨著腐殖化的過程，研究各腐殖化參數的變化是評價腐熟度的重要方法，由此提出CEC (陽離子交換容量)、腐殖質HS、腐酸 HA、富里酸FA、富里部分FF及非腐殖質成分NHF等參數用以評價堆肥腐熟度；

④碳氮比指標 碳源是微生物利用的能源，氮源是微生物的營養物質，碳和氮的變化是堆肥的基本特徵之一，C/N (固相）是最常用於評價腐熟度的參數。而也有研究指出微生物在對堆肥原料的降解中代謝發生在水溶相，因此水溶性有機碳/有機氮的指標可以作為堆肥腐熟度的參數；

⑤有機酸 有機酸廣泛存在於未腐熟的堆肥中，可通過研究有機酸的變化評價堆肥腐熟度。

（3）堆料中微生物的活性變化及堆肥對植物生長的影響常用於評價堆肥腐熟度，這些指標主要有呼吸作用、生物活性及種子發芽率等。具體有：

①呼吸作用 堆肥是富含腐殖質的穩定產品，微生物處於休眠狀態，此時腐殖質的生化降解速率及CO₂產生和氧氣消耗都較慢，因此可以用CO₂的產生和微生物的耗氧速率作為反映腐熟度的指標；

②生物活性 同時也可以用反映微生物活性變化的參數如酶活性、ATP和微生物的數量、種類來表征堆肥的穩定和腐熟；

③種子發芽率 未腐熟的堆肥產品對植物的生長有抑制作用，因此可用堆肥和土壤的混合物中植物的生長狀況來評價堆肥的腐熟度，考慮到堆肥腐熟度的實用意義，這是最終和最具說服力的評價方法。

（4）波譜分析法可以從物質結構的角度認識堆肥過程和腐熟度問題，迄今為止較多使用的是13C-核磁共振法和紅外光譜法，紅外光譜法可以辨別化合物的特徵官能團，核磁共振法可提供有機分子的骨架信息。

指標的套用

在這些評價污泥堆肥腐熟度指標的方法中，比較常用的有C/N指標，耗氧速率的測定，NO₃-N和NH₄-N的測定比較快速而簡單，而用氫氧化鈉溶液吸收污泥堆料產生的C0₂氣體以確定其產生量的方法經常作為標準的實驗室對比試驗方法，但是套用這些評價方法經常會得到不同的結果，這是因為污泥堆肥的腐熟度受很多因素的綜合影響，單個指標的評價只能片面地反映某個阻礙因素的作用，不能最直接反映植物的生長特性。因此，不能用單一的指標評價污泥堆肥的腐熟度。而污泥堆肥產品最終要作為有機肥套用於作物的生產，種子發芽指數是一個很好的生物指標，綜合反映了污泥堆肥產品的植物毒性，所以目前較為認同的污泥堆肥腐熟度的評價方法是將化學指標與生物指標結合起來，採用多種分析方法測定多個指標，然後根據這些指標綜合分析判斷污泥堆肥的腐熟狀況，美國加利福尼亞堆肥質量委員會（CCQC)建議必須用兩項以上的化學/生物指標來評價污泥堆肥的腐熟度。他們發展了自己的CCQC腐熟度評價指標，這個指標由三部分組成：①C/N；②A組測試指標中的至少一項；③B組測試指標中的至少一項。在進行A組和B組的測試之前，C/N的測試必須要達到小於或等於25。A組測試指標主要是表征污泥堆肥中有機物質的降解程度，內容有C0₂的釋放童、氧氣的消耗速率和自熱產生量。B組測試指標主要是表征堆肥產品可能會對植物產生的毒性的一些化學性質，內容有NO₃-N和NH₄-N的比例、氨濃度、揮發性有機酸的濃度及種子發芽或植物生長試驗。