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腐熟程度的分析

腐熟程度的分析

用视觉分析或者任意单一参数法分析来判定堆肥样品的稳定性和腐熟性是很困难的。不在进行高速分解并且营养物质彻底分解的堆肥产物是稳定的;相反,不稳定的堆肥产物,会因为进一步分解而继续向土壤中释放营养元素,或者固定化土壤中的氮元素。在某些情况下,不稳定的堆肥产物也是有用的,例如需要直接和快速提供氮元素的情况。腐熟度指的是堆肥产物中植物毒性的程度。未腐熟的堆肥产物会比腐熟的堆肥产物含有更多的抑制生长的化合物。

传统的堆肥分析集中于用N、P、K和微量营养元素的含量来反应肥力程度。事实上,堆肥比肥料更复杂,并且它对植物最显著的价值远远超越其对土壤的无机物贡献。堆肥的微生物组成也是其作为土壤接种剂和植物病害抑制剂的原因。

事实上,堆肥的品质和腐熟度的控制与20年前相比并没有什么区别:例如经常使用的一些化学参数 PH、氨、碳氮比等,以及植物生长与传代测试。现在,简明的堆肥产物腐熟度和品质标准仍然缺乏,并且很少包含微生物方面,尽管微生物活动是堆肥产物的生产和利用的主要步骤。比起单一的化学参数或者发芽试验中植物的响应值,微生物测试可以提供更多的关于堆肥产品特征的信息。评估堆肥产品腐熟度和品质的微生物测量方法将在接下来的部分进行讨论。

正确分析堆肥腐熟度的首要条件

因为堆肥是一个生物过程,所以在抽样后,降解还会继续进行。因此,样品的保藏对生物分析是十分必要的。必需注意存储条件不能改变微生物测试结果。对此,我们有两种选择:首先,样品必需放置在有氧气交换的隔离环境中。这个存储方法适用于样品在24小时内分析使用的情况。这种保藏环境保证了样品可以保持堆肥的温度,并且嗜热微生物不会被嗜温微生物取代。如果存储时间需要超过24小时,那么推荐冷却到2ºC,同时也要采取一些预防措施。事实上,一些未成熟的生物固体堆肥样品可以冷藏存储11个星期而不被影响,超过两个星期的样品受到的影响与低于两个星期的样品相近。任何微生物法都要求活细胞的存在,因此保藏后的活化很重要,此外,在室温下用分子生物学方法干燥也是可行的。

微生物的分离

堆肥中微生物含量的标准分析是由以下六个微生物功能组确定的:好氧细菌厌氧细菌真菌放线菌假单胞菌固氮菌。目前,已有方法对堆肥产物中微生物的浓度进行测量。但是,为了得到腐熟度的可靠标准,仍然需要通过更多的研究来取得重要的基准数据。

放热

测量堆肥的温度可以简单而快速地确定堆肥腐熟度。通常来说,在适合的气候条件下,如果堆肥的温度比环境温度高8ºC以上,则说明堆肥产物还远远没有达到稳定。

由Niese(1963)年提出的在杜瓦瓶中的自热测试是目前常用的一个测试。这个测试的原理是(微)生物降解有机材料的自热效应。如果温度缓慢上升或者不上升则说明了堆肥已经高度腐熟。在这个测试中,将堆肥产物放入一个2升的杜瓦瓶中,并在上三分之一处放置一个温度计或者温度传感器,记录十天内的最高温度,并将结果转换为分解等级(也被称作腐烂级或者降解程度,见下图)。杜瓦瓶自热测试是一个非常完善的测试,并且在对比研究中,它也是堆肥腐熟度最敏感的指标。该测试记录了为期57天的生物固体堆肥的变化。

呼吸作用

堆肥过程中,可生物降解的材料被降解。有氧条件下的微生物降解称为呼吸作用(有机质被转化为水、CO2、无机化合物和腐殖质)。呼吸作用与降解材料的内部供给直接相关。可以通过测定O2的消耗量或CO2的生产量测定呼吸作用。

氧气的利用速度代表了生物活动的程度。在园艺应用中,认为每千克堆肥干物质每小时的O2利用量小于20mg是稳定的。在田地应用中,认为每千克堆肥干物质每小时的O2利用量小于100mg是足够成熟的。Solvita测试是快速测量呼吸速度的方法,并且可以测量氨含量。每天每克堆肥碳释放小于5mgCO2被认为是稳定的,并且很适合播种,超过20mgCO2表明堆肥产物并不稳定。对结果必需进行认真分析,因为那些冷的、干燥的甚至盐分高的堆肥产物即使没有达到稳定也可能没有呼吸作用。

基于呼吸作用的堆肥腐熟度测试见下图:

群落水平的生物学剖面法(CLPP)

该方法被推荐来测试堆肥腐熟度,其原理是将堆肥提取物接种在含有31种不同碳源的微滴定盘中,对这些碳源的利用方式则表明了堆肥的腐熟与否。

酶活测试

许多酶,包括还原酶、纤维素内切酶、糖苷酶、脂肪酶、磷酸酶、脱氢酶和精氨酸氨化法,都已经被用来进行腐熟度测试,但这些方法都没有在实际应用中获得成功。

其它堆肥腐熟度测试方法

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腐熟程度的分析.txt · 最后更改: 2022/02/06 23:56 由 admin

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