隨着养殖业的发展，养殖方式也由传统散养的模式向规模化和集约化的方向发展，但随之而来的是禽蓄粪污的排放量不断增大且过于集中。2018年国民经济和社会发展统计公报显示，2018年我国畜禽养殖约200亿头（只），产生粪污约30多亿t，而畜禽粪便的实际有效处理率不到20%[1]，以致于畜禽粪污处理不当就会在一定程度上造成环境污染，严重污染生态环境;畜禽粪污中含有丰富的可利用营养物质，但是直接利用问题较多，所以其无害化处理和资源化利用是一个全球性重大命题。
目前国内对畜禽粪污的无害化处理方式主要是堆肥化处理[2]，堆肥时添加不同功能的腐熟剂，可以提高堆肥温度，加快堆肥的腐熟速率，显著缩短堆肥腐熟时间[3-4]。腐熟剂是利用微生物高温发酵，在55～60 ℃的高温下杀灭病原物，同时降解植物生长抑制物质、合成腐殖酸等提高土壤性能的有益物质，然而不同腐熟剂的腐熟效果也是不同[5-7]。我们选用日欣生物有机肥发酵剂作为试验材料，研究应用该腐熟剂在堆肥过程中的养分变化情况。
1 材料与方法
1.1 材料
新鲜鸡粪由德州禹城市伦镇水坡社区太和村养
殖户提供，米糠由当地粮食加工厂提供，食用菌渣由当地食用菌厂提供。试验于2019年8月在山东劲牛集团股份有限公司德州实验场地内进行;试验有机肥发酵剂为山东日欣生物科技有限公司自主研发，有效活菌数≥100亿/g，菌剂主要成分为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、长枝木霉、米曲霉、黑曲霉、酿酒酵母等。
1.2 试验设计
试验设2个堆肥处理，每个堆肥3次重复，具体设计如下：
①对照配比，鸡粪2 000 kg，食用菌菌渣850 kg，不添加有机肥发酵剂;②加菌剂配比，鸡粪2 000 kg，食用菌菌渣850 kg，添加0.03%有有机肥发酵剂;③对照堆置方法，按照需要的重量称量不同的堆肥物料，用小型铲车或搅拌机充分混匀后，加水至含水率59%;每堆堆成宽1.35 m、高1.15 m、长2.00 m左右的长垛条;
④加菌剂堆置方法，将所需的腐熟剂用少量的细麸皮拌匀后，再与鸡粪和食用菌菌渣物料混合均匀，加水至含水率59%;每堆堆成宽1.35 m、高1.15 m、长2.00 m左右的长垛条。
2个处理在发酵过程中当温度升到50 ℃时每天倒翻一次，翻堆时将表面、底部与中间各层混合均匀，直至腐熟。
1.3 采樣及指标测定
在堆肥过程中，分别在堆肥的0、5、10、15、20、25、30 d进行多点取样，并采用四分法收集样品，收集到的样品一部分放置至阴凉处自然风干，粉碎留样待测;一部分新鲜样品用于测定种子发芽指数[8]。
1.3.1 温度。温度的测定采用温度计插于发酵堆中间30 cm深，10～15 min后读数，每天10：00定时测定堆肥温度。同时测定大气温度。
1.3.2 pH、含水率指标测定。按NY 525—2012有机肥料技术标准进行测定。
1.3.3 全量指标测定。总有机碳的测定采用重铬酸钾氧化法测定，全氮测定采用凯氏定氮法[9]。
1.3.4 种子发芽指数测定。把5 mL堆肥滤液加入铺有两层滤纸、直径为9 cm的培养皿内，每个培养皿均匀撒拨20粒饱满的小白菜种子，25 ℃，黑暗培养48 h，测定发芽率和根长，以去离子水作为对照，每个处理组重复3次，计算种子的发芽指数（GI）：
GI=滤液的种子发芽率×种子根长蒸馏水的种子发芽×种子根长×100。
2 结果与分析
2.1 堆肥温度变化
由图1可知，堆肥前期，加菌剂的处理比对照处理升温显著，加菌剂的处理在第2天就达到了50 ℃，比对照处理提前10 d达到50 ℃，且维持堆肥温度在50～70 ℃累计11 d，这段时间可以杀灭病原微生物及病虫卵，使有机质充分腐熟分解;堆肥后期，加菌剂的处理在第18天堆肥基本腐熟，比对照处理提前至少10 d。整个堆肥过程中，2个处理的堆肥温度和当日气温的相关系数分别为0.60和0.40，相关性显著。
2.2 含水率的变化
从图2可以看出，2个处理组的堆肥起始含水率均为59%，符合堆肥的最佳湿度（50%～60%）[10]。随着堆肥发酵过程的进行，微生物快速繁殖释放大量热量，发酵前期含水率逐渐下降，在第10天对照处理的含水率降至45%，加菌剂处理的含水率降至39%，发酵后期至发酵结束时，对照处理的含水率降为18%，接种菌剂处理的含水率降为15%，接种菌剂处理的堆肥物料含水率比对照组低3%。进一步说明接种菌剂处理有利于堆肥温度的升高，有效加速了水分的散失，从而使堆肥质量更符合NY 525—2012有机肥料技术标准。
2.3 pH的变化
适宜的pH有利于微生物生长繁殖及产生代谢产物，在发酵初期，有机肥发酵剂启动发酵，微生物在适宜条件下大量繁殖生长代谢，分解粪污中的蛋白类有机物，产生铵态氮，使pH快速升高;在发酵后期，伴随着蛋白类有机物的减少，铵态氮在硝化细菌的作用下转化为硝态氮及微生物代谢产生的酸，使堆肥pH下降[11]。从图3可以看出，发酵初期，2个处理的pH都快速升高，维持在pH 7.5～8.8一段时间后回落，加菌剂处理的pH明显比对照处理的pH高，且后期回落较慢;加菌剂处理的pH在第10天达到最高值（8.8），对照处理在第15天达到最高值（8.6），后期下降趋势也相对较快;发酵30 d后，加菌剂处理的pH降至7.6，对照处理的pH为7.30。
2.4 全氮和总有机碳的变化
鸡粪中有机氮的含量较高，在发酵过程中，先转化为铵态氮再向硝态氮转变且鸡粪中氮素的损失度与温度相关（r=0.98）[12]。从图4可以看出，堆肥发酵前期，2个处理组的全氮含量变化趋于一致，随着堆肥温度的升高，高温使堆肥中氨的挥发，从而导致堆肥中氮素含量迅速降低，降低幅度分别为加菌剂处理70.7%、对照处理54.4%;堆肥第15天，2个处理组的全氮含量最低，加菌剂处理为0.62%，对照处理为0.63%，之后变化趋于稳定;堆肥30 d，2个处理的全氮损失分别为加菌剂处理71.5%、对照处理72.6%，腐熟完全，符合Martins等[13]的结果。
堆肥前期，微生物首先分解易分解有机物，产生大量二氧化碳，使有机碳大量减少，从图5可以看出，堆肥前5 d，2个处理组的总有机碳含量大幅减少，加菌剂的处理下降速度更快;当堆肥结束时，2个处理组间的总有机碳含量差异很小。
2.5 C/N值的变化
从图6可以看出，随着发酵过程的进行，2个处理的C/N值逐渐下降，加菌剂的处理在第20天C/N值下降至14.5，最终稳定在14.5;对照处理的C/N值在第20天下降至17.9，且基本稳定在17.9。该研究采用T=（终点C/N）/（初始C/N）衡量堆肥腐熟度，T<0.60时，堆肥达到腐熟[14-15]。堆肥第30天，对照处理T约为0.60，加菌剂处理T为0.48，说明至堆肥结束，加菌剂处理比对照处理腐熟更完全。
2.6 种子发芽指数
从2个处理组发酵过程中种子发芽指数（GI）的变化情况（图7）可以看出，2个处理组在发酵初始阶段GI都很低，随着发酵的进行，GI逐渐升高，加菌剂处理的鸡粪在第10天时GI值大于50%，发酵结束时GI值为100%，通过显著性分析，与对照处理差异显著（P<0.05），说明加入菌剂后种子发芽率显著提高。
3 结论与讨论
该研究将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、长枝木霉、米曲霉、黑曲霉、酿酒酵母等几种菌株按比例进行混合，制备一种有机肥发酵剂，并对该腐熟剂对鸡粪腐熟的应用效果进行验证研究。应用此腐熟剂对鸡粪进行腐熟，加入有机肥发酵剂的第2天，堆肥物料发酵温度达到了50 ℃，超过起始温度5 ℃以上，符合发酵启动的标准;最高温度在第6天就达到了69 ℃，且在高温阶段持续了11 d，降低含水率的同时能有效杀灭有害菌及病虫卵;鸡粪堆肥腐熟时间比未接种有机肥发酵剂的处理也提前了10 d。C/N值也是评价堆肥腐熟度的指标之一，一般C/N值在20以下时堆肥已腐熟[16-17]，应用此腐熟剂对鸡粪进行腐熟时，在发酵后期加菌剂的处理C/N值由起始的30.0降至14.5，符合堆肥腐熟標准，这也符合岳敏杰等[18]认为的堆肥腐熟标准。种子发芽指数反映发酵堆肥对植物的毒性，也是评价堆肥发酵腐熟的指标之一[19]，发芽指数>50%的堆肥，即基本没有毒性，堆肥腐熟安全，该研究在加入该有机物料腐熟剂发酵后的第20天，样品的发芽指数（GI）>90%，与刘东海等[20]的研究结果相比，发芽指数显著提高。通过对鸡粪堆肥过程中温度、含水率、pH、全氮、C/N值及发芽指数等各项指标的试验数据分析显示，该有机肥发酵剂能显著提高鸡粪发酵温度，加速鸡粪腐熟过程，提高鸡粪堆肥产品的质量，缩短堆肥周期。
