全程高温好氧堆肥快速降解城市生活垃圾

C/N为TOC与TN的比值（Baffi et al.，2007）。堆体B的高温期比堆体A长，而嗜热微生物的代谢活性比嗜温微生物相对要高，并且高温下有机物更易溶。因此，堆体B中有机物的降解速率比堆体A快，反映在TOC上就是堆体B中TOC下降比堆体A要快得多。但由于堆料中可降解的有机物总量有限，因此，堆肥结束后堆体B中TOC值只比堆体A稍低。另外，可能是微生物对氮素的降解与对碳素的矿化同步，只是高温使堆体B中的氮素损失稍微增加，使得堆肥结束时堆体B中的C/N值比堆体A大，但都符合堆肥腐熟后C/N值为20～25的结论。Fang等（1999）认为，堆体C/N比为17.5～25.0时预示着堆体腐熟。
DOC可以用来指示堆肥的腐熟性和稳定性。腐熟的堆体中DOC要远比原料和未腐熟的堆体中的低（Zmora-Nahum et al.，2007）。DOC含量也反映了堆体中可供微生物直接利用的底物量，因而能够间接反映堆体中微生物的存在量和活性，并用于评价堆肥腐熟度一般DOC越少，微生物量越少，其活性越低。随着堆肥的进行，尽管不断有TOC被转化为DOC，两个堆体中的DOC还是在迅速减少。在堆体B温度较高的前11d，其DOC略高于堆体A，而其TOC下降速度又明显高于堆体A。这说明全程高温堆肥法中微生物活性可能远高于传统堆肥法，从而更快地使TOC转变为DOC并被降解。堆肥结束时，堆体B中的DOC含量稍低于堆体A，说明全程高温堆肥的产品比传统堆肥更稳定。Sharon等（2005）研究认为，堆肥腐熟后DOC含量应该少于0.5%。堆肥结束时堆体A和B的DOC含量分别为0.542%（5.42 g•kg-1）和0.466%（4.66 g•kg-1），基本满足Sharon提出的标准。
通过植物的种子发芽实验，能迅速地测定植物生长抑制物质的降解情况（李吉进等，2004）。因此，GI是评价堆肥植物毒性和腐熟度的最重要的指标之一。GI反映了堆肥施用后对植物生长的毒性，GI越高，表明堆肥对植物毒害越轻，堆肥越稳定。很多研究者认为，当GI达到80%甚至更低的60%时，就可以认为堆肥达到了腐熟（张陇利等等，2008；Paredes et al.，2005；Cunha-Queda et al.，2007），但Ko等（2008）认为，如果堆肥的GI值低于90%而施用于农业用地，会对种子发芽和植物生长造成影响。因此为慎重起见，在本实验中也将判定堆肥腐熟的GI值定为90%。堆体B的GI值升高的速度要远比堆体A快，堆肥结束时堆体B的GI值也比堆体A稍高。主要原因可能是堆体B中的长时间高温加速了物质降解，堆体内植物毒性物质大大减少，同时，较长时间的高温几乎完全杀死了病原微生物。由此可见，全程高温堆肥法能更快实现堆肥腐熟并提升产品质量。
SOUR能反映堆肥微生物的活性变化，被认为是表征堆肥腐熟度的一个良好参数（Lasaridi et al.，1998；黄国锋等，2003）。SOUR既可以指示堆肥中微生物的存在量和活性，也可以反映堆体中可降解有机物的量。本研究中，堆体B的SOUR最小值要低于堆体A，说明堆肥结束后全程高温堆肥法的产品更稳定。在恒温箱温度降至30℃后，堆体B中的SOUR值稍有下降，这可能是由于温度下降后堆体内的嗜热微生物活性下降，而长时间的高温又使堆体内生存下来的嗜温微生物量很少。因此，SOUR值出现稍微下降。
脱氢酶（dehydrogenase，DH-ase）是一大类催化氧化还原反应的酶，其活性可以间接反映堆肥中的微生物活性，其值越低，微生物活性越低（Sutharet al.，2008）。因此，DH-ase被认为是指示堆肥腐熟度的一项简单又快捷的指标（Forster et al.，1993；Benito et al.，2005）。Benito等（2003）认为，在腐熟堆体中的DH-ase约为0.5mg•g-1•d-1（以TPF干重计）。堆肥开始后，两个堆体的DH-ase都迅速升高，但由于嗜热微生物具有更高的活性，堆体B中的DH-ase活性更高，并且在高活性范围内维持较长时间。随着温度下降和可降解底物的减少，两个堆体中的DH-ase活性都逐步下降。但堆体A下降的速度要慢很多，并且在第10～16d（温度为41.6～35.6℃）处在一个比较稳定的水平，可能是在该温度范围内微生物保持了一个比较稳定的生长状态。在恒温箱温度降至30℃后，堆体B中的DH-ase活性没有出现明显变化，这可能是因为温度下降略微降低了嗜热微生物活性，但同时又使嗜温微生物活性稍微增加，而两者的变化幅度都不大。因此，DH-ase活性没有检测到明显变化。
综合所述，全程高温好氧堆肥法相比于传统好氧高温堆肥法，既可以实现堆料的快速降解与腐熟（缩短40%的堆肥时间），又可完全杀死病原微生物，提升堆肥产品质量，因而具有较大的研究和发展潜力。但是，该方法也存在氮素损失较大、堆肥过程中需要外加热源导致能源消耗较大以及工业不易实现的缺点，目前仅处于实验室研究阶段，需要通过进一步的微生物学研究探索其微生物机理以改进工艺。
5结论（Conclusions）
1）堆肥过程中，采用全程高温堆肥法的堆体B处于高温期的时间较长，微生物活性比较高，这不仅提高了堆肥的效率，而且能够有效地杀灭致病菌。
2）全程高温堆体B在第16d时即能达到腐熟，而常规堆体A在第28d时才达到腐熟。全程高温堆肥法能有效地缩短堆肥周期、节省堆肥时间。
3）全程高温堆肥虽需外加热源，但其对堆料的降解更彻底，可以提供质量更高的堆肥产品。在30℃保存30d，全程高温堆肥的产品未出现明显的物化性质改变，表明室温下全程高温好氧堆肥产品的性质比较稳定。
参考文献略