初始物料水溶性有机碳含量对番茄秧堆肥进程的影响.pdf

初始物料水溶性有机碳含量对番茄秧堆肥 进程的影响 郭秋月 1常瑞雪 1孙 霞 2李彦明 1*陈 清 1李国学 1 （ 1 农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室，中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2 新疆农业 大学草业与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830052） 摘 要高温好氧堆肥技术是有机废物循环利用的重要途径之一。我国堆肥生产中多采用原料全碳与全氮含量的比值（C/N） 指导堆肥原料的配比，但由于物料有机质组分存在差异，促进堆肥发酵进程应选用可被微生物利用的有效碳源。本试验以番 茄秧为主要堆肥原料，以麦秸、淀粉和尿素为调理剂，将初始混合物料的C/N调整至25、含水量控制在60，调节水溶性 有机碳含量分别为4、8和12，研究初始混合物料中水溶性有机碳含量差异对堆肥发酵进程的影响。结果表明随着 水溶性有机碳含量增加，初始CO 2 的释放速率越高，CO 2 累积释放量越高，堆肥物料损失越高，堆肥腐熟周期越短，腐熟度 越好，堆肥反应越易启动。初始混合物料中水溶性有机碳含量大于8时，有利于有机废物的快速堆肥化处理，且初始物料 水溶性有机碳的含量差异不会影响堆肥的腐熟和产品的性质。因此，可将增加初始物料中的水溶性有机碳含量作为加速堆肥 进程的方法，同时也可用作指导堆肥物料配比的关键性指标。 关键词水溶性有机碳；堆肥；腐熟度；有机废物；番茄秧 易程度可以分为4类可溶性有机质、半纤维素、 纤维素、木质纤维素（Afnor，2005）。在堆肥过程 中，微生物会优先降解较易降解的有机碳，对纤维 素、木质素等降解很少（韩涛和任连海，2008） ， 而被降解的有机碳所占比例几乎和水溶性有机碳含 量相当（Francou et al.，2008）。Zhang等（2011） 的研究结果也证实，水溶性有机碳组分对堆肥过 程中物料减量化贡献最大。江连强（2005）研究发 现，提高堆肥初期水溶性有机碳含量，有利于提高 堆肥过程中有机物的降解率，加速堆肥进程。但常 瑞雪等（2017）指出，并非易降解组分的含量越高 越有利于堆肥的进行，适宜的易降解有机组分才会 对堆肥进程和物料降解产生有益影响。目前对于初 始物料中水溶性有机碳含量的调控在什么范围内会 对堆肥过程产生有益的影响，以及影响程度如何的 相关研究鲜见报道。本试验以番茄秧为主要堆肥原 料，以麦秸、淀粉和尿素为调理剂，尝试探讨在初 始物料C/N相同的情况下，水溶性有机碳含量差 异对堆肥发酵进程的影响，以期为堆肥生产提供 参考。 郭秋月，女，硕士研究生，专业方向废弃物处理与资源化利用，E-mail guoqy_ *通讯作者（Corresponding author）李彦明，男，博士，副教授，硕 士生导师，专业方向废弃物处理与资源化利用，E-mailliym 收稿日期2017-09-05；接受日期2017-11-23 基金项目中央高校基本科研业务费专项（2017TC006） 好氧堆肥是有机废弃物资源化处理的有效方 式之一，是利用微生物降解有机物的生化过程（张 园 等，2011） ，基于微生物利用碳氮养分的最适比 例为25～30（李季和彭升平，2011） ，现有堆肥工 艺中初始物料的调配通常根据混合物料的C/N进 行，但是并非所有的有机质都可以被微生物直接或 间接利用。有机质的组成成分很多，不同有机组分 的理化性质不同，对堆肥进程的贡献率也不同（徐 路魏，2016） ；而不同物料之间，有机质组分的差 异较大，这必然会对堆肥进程产生不同的影响。康 军等（2009）提出，在选择碳源辅料调节堆肥物料 初始C/N时，应重点关注有效碳源，减少粗纤维 含量，以加速堆肥发酵进程。根据有机质降解的难 42 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 42 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（5）42 - 47 1 材料与方法 1.1 试验材料 试验于2016年3～9月在中国农业大学（西 校区）废弃物处理与资源化实验室进行。试验原 料番茄秧取自北京市昌平区小汤山科技农业示范 园，麦秸取自中国农业大学上庄试验站；将番茄 秧和小麦秸秆分别粉碎至1 mm备用，理化性质如 表1所示。淀粉〔（C 6 H 10 O 5 ） n 〕和尿素〔CO（NH 2 ） 2 〕 均经中国农业大学供应科购自国药集团化学试剂 表 1 主要堆肥原料的理化性质 试验材料 总有机碳/ 木质素/ 粗纤维/ 可溶性有机碳/ 总氮/ C/N 含水率/ 番茄秧 51.00 8.01 31.12 6.69 1.84 27.76 83.58 麦秸 63.09 8.86 42.03 2.79 0.73 86.23 8.70 有限公司。 1.2 试验设计 以粉碎好的番茄秧为堆肥处理对象，用小麦秸 秆作为水分和碳源调理剂，用淀粉和尿素作为初始 混合物料的碳氮调理剂，设置堆肥混合物料初始水 溶性有机碳（DOC）含量分别为4（A1）、8（A2） 和12（A3）3个处理；3个处理混合物料的含水 量均调整至60，同时通过物料平衡法将所有处理 的混合物料初始C/N控制在25左右，整个堆肥周 期为49 d。 具体堆肥操作分别将混匀的堆肥物料投入 到自制小型密闭式堆肥反应器（图1） （Michel Reddy，1998）中，确保每个反应器中投入堆肥物 料的质量相同（以干质量计），并将通风量控制在0.1 L·min -1 。在通风管路进入反应器前串接碱性气体 和酸性气体吸收液；整个堆肥发酵期间，在出气管 路后连接2硼酸溶液和1 mol·L -1 氢氧化钠溶液 的吸收瓶，并定期更换吸收液，用于测定堆肥过程 中产生的NH 3 和CO 2 。根据堆肥发酵进程，在第1、 3、7、14、21、35、49天进行翻堆操作，确保物料 结构和反应均匀度，同时根据需要补充水分，保持 在60左右。 1.3 项目测定 堆肥初始物料的水溶性有机碳含量测定采用重 铬酸钾外加热法（范芳，2007）。 在翻堆操作的同时进行固体样品采集，分别于 第0、1、3、7、14、21、35、49天取样，采用多 点采样法，每次收集100 mL，混合均匀后分成2份， 1份置于-20 ℃条件下冷冻保存，1份经低温冷冻 干燥后粉碎。鲜样用于测定pH和发芽指数（GI）， 参照龚建英等（2012）的方法；干样用于测定总有 机碳（TOC） 、总有机质、灰分含量，并计算物料 损失和碳素损失（Bernal at al.，1996），TOC含量 采用有机肥行业标准（NY 525-2012）推荐方法进 行测定，总有机质和灰分含量采用热灼烧法进行测 定（常瑞雪 等，2017） ；每天定时测定出气口NH 3 和CO 2 的累积量（Malińska et al.，2014）。CO 2 每天 的累积量与7 d的累积量变化趋势相同，故选择使 用7 d累积量作图。 100X 1 （100-X 2 ） X 2 （100-X 1 ） 100- 物料损失（） 100X 1 N 2 X 2 N 1 100- 碳素损失（） 式中X 1 、X 2 为堆肥初始和最终的灰分含量； N 1 、N 2 为堆肥初始和最终的碳素含量。 1.4 数据处理 采用美国微软公司的Office Excel软件进行数 据整理和分析。 2 结果与分析 2.1 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中 pH值的 影响 有机物料的堆肥化过程其实就是其生物转化过 程，pH是影响微生物生长繁殖的重要指标，pH值 过高或过低都会影响微生物的活性，改变堆体中的 微生物种类和群落，进而影响堆肥发酵的进程，不 同水溶性有机碳含量对堆肥过程中pH值的影响如 图 1 堆肥反应装置示意图 空气 流 量 计 恒温培养箱（55 ℃） 堆肥装置 H 2 SO 4 HaOH H3BO4 NaOH 43 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 43 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 图2所示。堆肥发酵初期，各处理pH值均呈弱酸性； 随着堆肥的进程，各处理pH值均呈先下降后迅速 上升再缓慢下降至平稳的变化趋势。第7天各处理 的pH值均已大于8；第14天各处理pH值均达到 最大值；之后随着堆肥时间增加pH值呈缓慢下降 趋势至稳定，堆肥结束时各处理pH值均在9左右。 产生这种现象的原因是，堆肥初期物料中易降解的 有机物较多，供氧不足，使得降解过程不完全，堆 体中储存大量的代谢产物如有机酸，致使pH值呈 下降趋势，且水溶性有机碳含量越高，pH值下降 的趋势越明显；之后，随着堆肥微生物的继续降解 和有机质分解，温度的升高，一部分有机酸挥发， 还有一部分有机酸被逐步分解或是与其他物质合成 腐殖质，同时含氮物质分解产生的氨使物料的pH 值又回升；在堆肥后期，由于硝化细菌的硝化作用 释放出的H 和氨挥发作用，导致堆肥物料pH值 小幅度降低，最后基本稳定（金树权 等，2015） ， 这种现象与张蓓（2012）所研究的不同C/N对玉米 秸秆发酵影响的变化趋势一致。 2.2 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中 CO 2 累 积释放量的影响 在好氧堆肥初期，微生物对有机物的氧化分 解会产生大量的CO 2 ；随着堆肥的进程，由于可供 利用的有机质不断减少，使得微生物活动减缓，释 放出的CO 2 含量减少，因此可以根据堆肥CO 2 的排 放量判断微生物代谢活动强度和堆肥产品的稳定性 （Garcia et al.，1992；黄国锋 等，2003） ；当CO 2 的排放量非常低甚至消失时，可以认为堆肥已达腐 熟（李国学和张福锁，2000） 。从图3可以看出， 各处理CO 2 排放量均呈逐渐上升直至稳定的趋势。 堆肥处理前7 d，各处理CO 2 的排放速率和排放量 均为A2＞A3＞A1，这是因为A2和A3处理的水 溶性有机碳含量高于A1处理，易于微生物的快速 分解，有机质的矿化速率高，从而导致CO 2 产生 较快。第28天开始，A3处理反应变缓，第42天 已经达到基本稳定，处于腐熟状态；而A2处理一 直处于快速反应中，到第42天也基本稳定；A1处 理由于水溶性有机碳含量较低，反应一直都比较缓 慢。第49天，各处理的CO 2 累积排放量为A3＞ A2＞A1。表明添加可溶性有机碳可以明显促进堆 肥中有机碳和有机氮的矿化，即土壤中已被证实的 “碳激发效应”（Shen Bartha，1996）。而且堆肥 初始阶段，A2、A3处理的CO 2 总累积量高于A1 处理，表明高水溶性有机碳含量有利于微生物的快 速启动，可以促进有机物质的分解，使物料达到稳 定化。 2.3 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中碳素损 失的影响 有机质为微生物的生命活动提供能源和其自 身生长繁殖所需的组成物质（贺琪 等，2005） 。在 堆肥系统中，不稳定的有机质在微生物的作用下分 解为CO 2 、H 2 O和矿物质，同时分解产物在微生物 的作用下又重新合成新的化合物，即腐殖质。随着 CO 2 的释放，总有机碳含量呈现逐渐减少的趋势（潘 飞，2010） 。从图4可以看出，堆肥初期各处理的 碳素损失均呈现轻微波动；第7天开始，各处理均 出现明显的碳素损失现象，其中A3处理的碳素损 图 3 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中 CO 2 累积释放量的影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ 图 2 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中 pH值的影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） 44 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 44 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 失速率最大；至第35天，A1和A3处理的碳素损 失已经基本稳定；第49天时，A3处理的碳素损失 达到59.6，远高于A1（47.3）和A2（50.6） 处理。堆肥物料全碳的损失在一定程度上可以反映 出堆肥的腐熟降解过程，全碳含量下降速度快，说 明堆肥腐熟降解进程快（徐智 等，2008）。Francou 等（2008）的研究也表明，在堆肥过程中50的 有机碳会被微生物迅速降解并无机化，这些被微生 物降解的有机碳的含量几乎和水溶性有机碳含量相 当。由此表明，堆肥初始物料中较高的水溶性有机 碳含量有利于堆肥原料的快速启动，可以促进堆肥 发酵进程，加速堆肥物料的稳定与腐熟。 2.4 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中有机质 含量和物料损失的影响 有机质含量的变化可间接表征堆肥进程和腐熟 情况（郑国砥 等，2009） ，在堆肥过程中，有机质 含量必然会随着堆肥时间的进行而逐渐减少，图5 中有机质含量变化趋势即是如此。堆肥处理前7 d， 各处理的有机质含量均缓慢下降；第7～35天，A3 处理的降解速率急剧增加，远高于其他两个处理； 第35天开始，各处理的降解速率均趋于缓慢。整 个堆肥周期内，A3处理的有机质降解量最高。从 试验结果来看，堆肥初始阶段可溶性有机碳含量越 高，堆肥物料质量下降至稳定所需时间越短；总有 机质降解越快，越有利于堆肥品质的稳定。 固体废弃物进行堆肥化处理的主要目的之一是 将废弃物进行减量化。如图6所示，在整个堆肥过 程中，3个处理的物料损失变化趋势基本一致，堆 体质量不断减少。前7 d，各处理物料质量下降均 比较缓慢；之后，A3处理的物料损失下降速率急 剧增加，表明堆肥反应剧烈，主要是因为A3处理 可溶性有机碳含量高，有利于微生物的分解作用， 堆肥反应快；至第21天，A3处理已经基本达到腐 熟，而A1和A2处理从第7天开始均呈持续稳定 的下降趋势，直至堆肥周期结束也未达到稳定的状 态；第49天，A1、A2和A3处理的物料损失分别 为49.04、41.14和43.19。表明堆肥初始物料 中较高的水溶性有机碳含量，可以促进堆肥原料快 速发生反应，有利于堆肥快速达到稳定。 2.5 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中发芽指 数（GI）的影响 堆肥物料中难免含有对种子萌发和植物生长 有抑制作用的毒性物质，经过适当的高温堆肥发 酵后，这些毒性物质会被逐渐消除（Chanyasak et al.，1983）。一般采用发芽指数（GI）来评价堆 图 4 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中碳素损失的影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ 图 6 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中物料损失的影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ 图 5 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中总有机质含量的 影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） 45 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 45 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 肥产品的生物毒性和腐熟度，当GI＞50时，可 认为堆肥产品已腐熟，并达到了可接受的程度，即 基本没有生物毒性（Zucconi et al.，1981）；若GI＞ 80，则堆肥产品已经完全腐熟，且没有生物毒性 （Tiquia et al.，2002）。从图7可以看出，各处理 初始物料的GI值均小于5；经过24 h的发酵， 堆肥物料中原有的生物毒性物质被迅速降解，发 芽指数逐渐上升；随着微生物对有机物质的不断降 解，微生物代谢活动中产生大量的次级代谢产物对 种子萌发表现出抑制作用，因此在第1～7天各处 理发芽指数呈下降趋势；第7天后，有机物和次级 代谢产物在微生物的进一步分解下，生物毒性物质 含量逐渐降低，对种子萌发的抑制作用逐渐减弱， 发芽指数呈持续上升的趋势，但是在第7～14天 A3处理的发芽指数远低于其他处理，可能是由于 A3处理水溶性有机碳含量过高，在微生物的代谢 活动中产生较多的次级代谢产物抑制了种子萌发； 第21天后，A3处理的GI值迅速上升，最先超过 60；第49天，A1、A2和A3的发芽指数分别为 72.79、86.62和86.05。表明初始物料中添加 外源可溶性有机碳对堆肥的腐熟有明显的促进作 用，初始物料中较高的水溶性有机碳含量有利于促 进堆肥腐熟，缩短堆肥腐熟周期。 3 结论 控制堆肥物料C/N在一定范围之内，随着水溶 性有机碳含量的增加，初始CO 2 的释放速率越高且 堆肥周期内累积释放量越高，堆肥物料损失越高， 堆肥腐熟周期越短，腐熟度越好，因此可以利用初 始物料中的水溶性有机碳含量指导堆肥生产的物料 配比。当初始混合物料中水溶性碳含量大于8时， 即可实现对有机废物的快速堆肥化处理，发酵效果 良好；若初始混合物料中水溶性碳含量低于8， 则发酵周期较长，且不利于后续利用。 参考文献 常瑞雪，王骞，甘晶晶，李彦明．2017．易降解有机质含量对黄瓜 秧堆肥腐熟和氮损失的影响．农业工程学报，33（1） 231- 237． 范芳．2007．有机肥料中水溶性碳的测定方法．中国测试技术，33 （4）63-65． 龚建英，田锁霞，王智中，李国学，李彦明．2012．微生物菌剂和 鸡粪对蔬菜废弃物堆肥化处理的影响．环境工程学报，6（8） 2813-2817． 韩涛，任连海．2008．餐厨垃圾高效好氧堆肥小试装置及机理研 究．环境卫生工程，16（3）4-6． 贺琪，李国学，张亚宁，林小凤．2005．高温堆肥过程中的氮素损 失及其变化规律．农业环境科学学报，24（1）169-173． 黄国锋，钟流举，张振钿，吴启堂．2003．有机固体废弃物堆肥的 物质变化及腐熟度评价．应用生态学报，14（5）813-818． 江连强．2005．猪粪堆肥过程中保氮技术研究〔硕士论文〕．雅安 四川农业大学． 金树权，周金波，徐志豪，李佳丹，李洋．2015．规模化畜禽养殖 场沼渣好氧堆肥技术．浙江农业科学，（9）1491-1494． 康军，张增强，贾程，张学政．2009．污泥好氧堆肥过程中有机质 含量的变化．西北农林科技大学学报自然科学版，37（6） 118-124． 李国学，张福锁．2000．固体废物堆肥化与有机复混肥生产．北京 化学工业出版社． 李季，彭生平．2011．堆肥工程实用手册．北京化学工业出 版社． 潘飞．2010．啤酒厂剩余污泥堆肥高效菌群构建及其新型堆肥工艺 研究〔博士论文〕．上海东华大学． 徐路魏．2016．蔬菜废弃物堆肥化过程中碳氮转化规律〔硕士论 文〕．杨凌西北农林科技大学． 徐智，张陇利，梁丽娜，王琳，康文力，李季．2008．不同体积 堆肥装置下的鸡粪堆肥效果研究．农业工程学报，24（10） 205-208． 张蓓．2012．碳氮比及腐熟菌剂对玉米秸秆发酵的影响〔硕士论 文〕．兰州甘肃农业大学． 张园，耿春，何承文，蔡超．2011．堆肥过程中有机质和微生物群 落的动态变化．生态环境学报，20（11）1745-1752． 郑国砥，陈同斌，高定，罗维，杜伟，陈俊．2009．城市污泥堆肥 过程中不同类型有机物的动态变化．中国给水排水，25（11） 117-120． Afnor．2005．Amendements organiques et supports de culture- Fractionnements biochimiques et estimation de la stabilité 图 7 不同水溶性有机碳含量对堆肥过程中发芽指数的影响 10 9 8 7 6 5 pH 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CO 2 累积释放量／g·k g-1 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 发芽指数（GI）／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 100 90 80 70 60 50 40 物料损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 90 85 80 75 70 65 60 总有机质含量／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 碳素损失／％ 堆肥时间 ／d 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ DOC 4％ DOC 8％ DOC 12％ A1（DOC 4％） A2（DOC 8％） A3（DOC 12％） 46 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 46 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES biologique．ParisNorme franç aise NFU44-162． Bernal M，Navarro A，Roig A，Cegarra J，García D．1996．Carbon and nitrogen transation during composting of sweet sorghum bagasse．Biology Fertility of Soils，22（1-2） 141-148． Chanyasak V，Katayama A，Hirai M，Mori S，Kubota H．1983． Effects on compost maturity on growth of Komatsuna（Brassica rapa var．pervidis）in Neubauer’spot．Soil Science Plant Nutrition， 29（3） 239-250． Francou C，Linères M，Derenne S，Villio-Poitrenaud M L，Houot S．2008．Influence of green waste，biowaste and paper-cardboard initial ratios on organic matter transations during composting． Bioresource Technology，99（18）8926-8934． Garcia C，Hernandez T，Costa F，Ayuso M．1992．uation of the maturity of municipal waste compost using simple chemical parameters．Communications in Soil Science Plant Analysis，23 （13-14）1501-1512． Malińska K，Zabochnicka- Świ ątek M，Dach J．2014．Effects of biochar amendment on ammonia emission during composting of sewage sludge．Ecological Engineering，71474-478． Michel J F，Reddy C．1998．Effect of oxygenation level on yard trimmings composting rate，odor production，and compost quality in Bench-Scale reactors．Compost Science Utilization，6（4） 6-14． Shen J，Bartha R．1996．Priming effect of subbstrate addition in soil-based biodegradation tests．Applied and Environment Microbiology，62（4）1428-1430． Tiquia S，Richard T，Honeyman M．2002．Carbon，nutrient，and mass loss during composting．Nutrient Cycling in Agroecosystems， 62（1） 15-24． Zhang Y，Zhu Y G，Houot S，Qiao M，Nunan N，Garnier P． 2011．Remediation of polycyclic aromatic hydrocarbon（PAH） contaminated soil through composting with fresh organic wastes． Environmental Science and Pollution Research，18（9） 1574- 1584． Zucconi F，Forte M，Monaco A，Bertoldi M．1981．Biological uation of compost maturity（Soil conditioner）．Biocycle，22 （4）27-29． Effect of Water-soluble Organic Carbon Content of Initial Mixture on Composting Process for Tomato Stalk GUO Qiu-yue 1 ，CHANG Rui-xue 1 ，SUN Xia 2 ，LI Yan-ming 1* ，CHEN Qing 1 ，LI Guo-xue 1 （ 1 Beijing Key Laboratory of Farmland Soil Pollution Prevention and Remediation， College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193，China； 2 College of Pratacultural and Environmental Sciences， Xinjiang Agricultural University，Urumchi 830052，Xinjiang，China） AbstractHigh-temperature aerobic composting technology is one of the important ways to cyclic reuse of organic waste．In China，the compost factories often take the ratio of total carbon to total nitrogen（C/N） of raw material to guide the compost production．But owing to the differences existing in the organic components of raw material，effective carbon source easily utilized by microorganisms should be selected to promote the composting process．This experiment took tomato stalk as main raw material，and wheat straw，corn starch and urea as attendant agents．The C/N ratio of initial mixed material was adjusted to 25，and moisture was controlled to 60．The water-soluble organic carbon content（WOC）of initial mixture was regulated to 4，8 and 12，respectively．The paper studied the effect of WOC differences in initial mixed material on composting process．The results showed when WOC of initial mixed material was increased，the higher initial emission rate and hi