生物炭对沼渣堆肥理化性状及微生物种群变化的影响

2023年12月30日发(作者：武汉市社会科学院)

生物炭对沼渣堆肥理化性状及微生物种群变化的影响

张海滨;孟海波;沈玉君;赵立欣;周海宾;丁京涛

【摘 要】[目的]近年来沼气工程发展迅速,沼渣的合理利用成为制约沼气工程发展的瓶颈.本文通过试验探讨了添加生物炭制备沼渣堆肥的可行性,为沼渣高效资源化利用提供一条安全可行的途径. [方法]供试沼渣为鸡粪沼气工程(干发酵,沼渣经固液分离处理),生物炭为果木于550℃高温热解2h制得.以沼渣为主要堆肥原料,添加猪粪调节氮含量,以1 cm左右玉米秸秆为调理剂,控制物料C/N为25:1,含水率控制在65％～70％,在室温25℃下堆置30d.生物炭添加量共设0、2％、5％和10％四个水平(表示为CK、F1、F2、F3).测定了沼渣堆肥过程中的理化性质及微生物含量变化.[结果]堆肥过程中,各处理最高温度均达到55℃以上,F1、F2处理组高温持续时间在6d左右,达到无害化要求.pH与EC具有相同变化规律,均呈先上升后下降,最后趋于平缓趋势.四组处理的pH值在8.55～8.80之间,F2处理pH值始终大于其它三组处理,且处于较高水平(＞8.7),升温期pH最大值达到9.03.四组处理电导率均低于1 mS/cm.与CK相比,F1、F2、F3处理组有机质含量分别降低了13.0％、9.3％、7.4％,且总有机质含量均大于45％,总养分含量分别提高了6.5％、4.3％、2.2％,种子发芽指数也均在85％以上.添加生物炭对细菌、真菌、放线菌的影响不同.随着生物炭添加比例的提高,细菌数量减少,两者呈负相关;放线菌数量呈上凹曲线型,F2处理对放线菌具有最大抑制作用;真菌数量随生物炭添加量增加而增加.不同处理堆肥腐殖质含量变化总体先减少后增加,呈“V”字型,第l1d达到最低值,以F1处理组始终处于较高水平,远高于其它三组处理,最高值达到24.08％,最低为17.92％.与CK对比,F1、F2、F3处理组产品腐殖质含量分别提高了8.12％、7.23％、7.43％.[结论]生物炭的添加能够延长堆肥的高温期,改变堆体理化性质,促

进堆肥腐熟,提高总养分含量,综合分析生物炭对微生物的影响,添加2％的生物炭(干基比)对堆肥微生物的生长具有最大的促进作用,显著促进堆肥腐熟.

【期刊名称】《植物营养与肥料学报》

【年(卷),期】2019(025)002

【总页数】9页(P245-253)

【关键词】生物炭;沼渣;微生物;腐殖质;发芽指数

【作 者】张海滨;孟海波;沈玉君;赵立欣;周海宾;丁京涛

【作者单位】天津科技大学生物工程学院,天津300457;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125;农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所/农业部资源循环利用技术与模式重点实验室,北京100125

【正文语种】中 文

在厌氧环境下，有机废弃物在微生物作用下经过发酵产生沉积物，即沼渣。沼渣营养物质丰富，是优质的农田填料，但不合理的处理会造成环境污染，资源浪费。据不完全统计，2005年至2015年期间我国沼气工程由1.2万处猛增至11.09万处，

沼渣数以千万计[1]。沼渣制肥是解决沼渣资源化利用、防止二次污染的有效途径。沼渣以难降解有机物为主，例如纤维素类物质[2]，不适合单独好氧发酵，通过添加污泥、畜禽粪便[3-4]、微生物菌剂[5-6]等方法，可以提高沼渣堆肥腐熟效果，达到有机肥标准。

生物炭富含有机质，具有微孔结构[7-11]，是堆肥过程中理想的添加材料，有利于改变堆肥环境并提高堆肥产品的品质。有研究表明，猪粪堆肥中添加9%的竹炭可以提高约65%的总氮含量[12-13]；同时，向畜禽粪便中添加生物炭可以促进堆肥腐熟，加速有机物降解，提高腐殖酸含量[10, 13]；生物炭的添加还可以促进微生物繁殖，提高微生物数量，进而改善堆肥条件[14]。

然而，生物炭对沼渣堆肥理化特性的影响缺乏研究，生物炭如何影响微生物数量还未见报道。本研究以生物炭为添加剂，研究生物炭对沼渣堆肥过程中理化性质、微生物数量及堆肥腐熟的影响，以期为生物炭基沼渣肥的研发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 堆肥原料

沼渣取自北京大兴区留民营鸡粪沼气工程 (干发酵，沼渣经固液分离处理)，猪粪取自大兴青云店，玉米秸秆取自北京市大兴区青云店镇孝义村周边农田；生物炭购于河南商丘三利公司，由果木于550℃高温热解2 h制得。供试材料理化性质详见表1。

1.2 堆肥设备

堆肥设备采用农业部规划设计研究院自主研发发酵罐，为双层圆筒状结构，由不锈钢制成，顶部密封，为密闭式堆肥反应器。堆肥设备外径45 cm，高46 cm，管壁厚5 cm，容积为60 L。试验过程中通过鼓风机曝气，提高氧气浓度，曝气风速0.1 m3/(m3·min)，每个堆肥设备布设三个专用温度传感器，分别连续监测上、中、下三个不同高度堆体温度。根据经验值设计堆肥设备自动化曝气时长5 min、间隔

40 min，采用时间反馈控制好氧发酵 (图1)。

表1 堆肥原料理化性质Table 1 Physical and chemical characteristics of

compost materials(%) C/N 含水率 (%)Moisture猪粪Pig manure 8.82 0.57

15.58 70.0秸秆 Straw 38.28 0.84 45.57 12.7沼渣 Biogas residue 25.39 1.55

16.38 62.4生物炭 Biological C 58.42 0.60 97.37 7.5原料 (干基)Raw material

(dry ba)C N(%)

图1 强制通风静态垛堆肥反应器示意图Fig. 1 Sketch map of static pile

composting reactor with mandatory ventilation[注（Note）：1—电脑Computer; 2—温度采集器Temperature collector; 3—温度探头接口Temperature probe interface; 4—尾气探头接口Exhaust probe interface; 5—盖子Cover; 6—取样口Sampling port; 7—保温层Insulating layer; 8—排水处Drainage port; 9—尾气处理Exhaust gas treatment; 10—渗滤液收集Leachate collecting; 11—渗滤液排出口Leachate discharge outlet; 12—筛板Sieve plate; 13—进气口Air inlet; 14—流量计Flow meter; 15—电磁阀Electromagnetic valve; 16—气汞Gas mercury; 17—尾气收集Exhaust

collection; 18—物料层Material layer; 19—轮子Wheel.]

1.3 试验设计

以沼渣为主要堆肥原料，添加猪粪调节氮含量，以1 cm左右玉米秸秆为调理剂，控制物料C/N为25∶1，含水率控制在65%～70%，在室温25℃下堆置30 d。试验共设4个处理，F1、F2、F3分别添加2%、5%、10%比例的生物炭，以CK为对照，生物炭添加量按物质干重比计算，具体见表2。

表2 不同原料配比 (kg)Table 2 Different raw material ratios处理Treatment总炭TOC F1 6.0 10.0 4.0 0.20 0.11 3.07 F2 6.0 10.0 4.0 0.50 0.11 3.07 F3 6.0

10.0 4.0 1.02 0.11 3.07 CK 6.0 10.0 4.0 0 0.11 3.07玉米秸秆 Maize straw(含

水率 Moisture 12.7%)沼渣 Biogas residue(含水率 Moisture 62.4%)猪粪 Pig

manure(含水率 Moisture 70.0%)生物炭Biochar总氮Total N

1.4 样品采集

堆制过程中，利用温度反馈自动控制系统每30 min自动记录堆体温度，并在堆肥不同阶段分别监测堆体电导率、pH值、腐殖质的变化，堆肥结束后测定有机肥产品行业指标及种子发芽指数。堆肥过程中分别在1、2、4、8、12、16、20、30

d采集堆肥样品300 g，每次样品分成2份，一份保存在-80℃微生物保存冰箱中待用，一份用于检测各理化指标。各指标做3次平行。

1.5 测定方法

1) 堆肥温度：用温度反馈自动控制系统实时监测并记录。

2) pH值、电导率 (electrical conductivity，EC)：称取过Φ1 mm筛的风干样5.0 g于100 mL烧杯中，加50 mL水 (经煮沸驱除二氧化碳)，搅动15 min，静置30 min，用pH计测定pH，用电导率仪测定EC。

3) 种子发芽率指数 (germination index，GI)：取堆肥浸提液20 mL，倒入垫有滤纸的培养皿中 (对照取20 mL清水)，取30粒油菜种子于 (20±1)℃恒温恒湿培养箱中培养48 h测定发芽率[15]。

4) 腐殖质含量：重铬酸钾—硫酸法。

5) 微生物数量：荧光定量PCR (绝对定量)，由北京美吉桑格生物科技有限公司测定。

1.6 数据处理

采用Origin10.0软件进行作图分析，采用SPSS statistics19.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 堆肥过程中温度的变化

图2显示，四组处理温度均经历了“上升—下降—稳定”的变化过程。这是因为升温期，微生物快速分解利用堆体中易降解有机物，大量繁殖并产生大量热能，堆肥温度迅速上升；进入高温期温度达到55℃以上，导致大量微生物失活，并在曝气作用下水蒸气带走大量的热能，堆肥温度开始下降；微生物复苏以后，堆肥开始腐熟，发酵过程结束[16]。随着生物炭添加比例的增加，各堆肥处理最高温度分别达到57.28℃、59.54℃、61.02℃、57.2℃；处理F1、F2不仅可达到55℃以上，而且高温持续时间在6天左右，堆肥可达无害化标准；但处理F3、CK维持时间仅3天，达不到无害化标准 (好氧堆肥无害化工艺条件：堆层温度55℃以上需维持3天以上[17])。

添加生物炭沼渣堆肥与普通堆肥对比，可以更快的达到高温期，延长高温期时间。F3处理与F1、F2、CK相比较，最高温度可以达到61.02℃，但高温期维持时间短，达不到无害化要求。这主要是因为生物炭的微孔结构可以增加持水性，较高的含水率有利于保温；而过高的生物炭添加比例会增加堆体孔隙率，在高温曝气的情况下，会加速水分的流失，不利于保温，从而导致温度高而时间短[18]。

图2 堆肥过程中温度的变化Fig. 2 Changes in temperature during the

composting

2.2 堆肥过程中pH、EC的变化

图3 显示，堆肥初期各处理的pH值在8.55～8.80之间，且后期变化趋势相同，均呈先上升，后下降，最后趋于平缓趋势。堆肥过程中，F1处理pH值始终大于其它三组处理，处于较高水平(＞8.7)，且升温期达到pH最大值9.03，这说明F1有机质分解较快，产生大量NH3，NH4·OH的存在导致pH值的升高；CK处理pH值始终处于低水平，堆肥后期达到最小值8.34。

图3 堆肥过程中pH和电导率的变化Fig. 3 Variation of pH and EC during

composting

堆肥重要因素之一是可溶性盐的浓度 (EC)，主要以离子态存在于浸提液中，且对作物具有毒害作用。研究显示，堆肥腐熟的指标之一是不超过电导率限值4.0

mS/cm[19]。由不同处理电导率变化（图3）可知，沼渣经过二次发酵，所有处理电导率均低于1 mS/cm (沼渣经过初次厌氧发酵，大量可溶性盐进入沼液)，变化趋势与pH相似，表现为升温期上升，高温期达到最大值，降温期下降趋于平缓；四组处理电导率均在降温期达到最小值，依次为F3＞CK＞F2＞F1，F1处理电导率最低，在0.6 mS/cm左右。

图3显示，生物炭对pH、EC具有显著影响。CK处理pH始终处于低水平，生物炭的添加促进了微生物的繁殖，分解有机物产生大量NH3和小分子有机酸，碱化作用大于酸化作用，引起pH上升；进入高温期以后，微生物活性降低，小分子有机酸酸化作用凸显，pH降低；降温期温度下降以后，小分子有机酸被逐渐矿化降解，堆体的pH值稍有升高并趋于稳定。堆肥过程中EC变化趋势与pH变化趋势类似，但是EC下降速率较快，主要原因是生物炭对盐基离子具有一定的吸附作用，减少水溶性盐含量；同时，微生物对盐基离子具有降解作用[4]。因此，适当地添加生物炭可以延长高温期，降低EC值。

2.3 堆肥过程中微生物的变化

2.3.1 细菌 图4显示，堆肥过程中细菌总量在升温期与降温期分别达到最大值，产生两次波峰，高温期细菌总量降低，这是由于堆肥初期微生物利用易降解有机物，如可溶性单糖、粗蛋白大量繁殖；高温期温度达到55℃以上；高温阶段大量细菌失活，导致微生物数量急剧减少；降温阶段温度下降，周围环境再次适宜微生物的生长，细菌复壮；但堆肥后期有机物较难降解，无法满足细菌的生长需要从而导致细菌总量再次减少。微生物数量表现出升温期急剧增长，高温期减少，后期再增长的趋势；堆肥前期 (0～8 d) F1 ＞ CK ＞ F2 ＞ F3，堆肥后期(9～30 d) F1 ＞ F2

＞ F3 ＞ CK；其中，F1 处理细菌数量远多于其它三组处理，CK处理在堆肥前期

(0～8 d) 细菌数量要高于F2、F3处理，但堆肥后期 (9～30 d) F2、F3处理反而超过CK处理，说明生物炭特有的微孔结构给细菌提供了有利于细菌生长的微环境[20-21]。2.3.2 放线菌 整个堆肥过程中，放线菌变化趋势与细菌类似，呈“上升—下降—再上升”趋势，但在数量上比细菌低两个数量级；堆肥过程中，放线菌微生物量 F1 ＞ F3 ＞ CK ＞ F2，F1 处理放线菌数量显著多于其它处理，F2处理始终处于低水平，F3处理处于中间水平 (图4)。这可能是由于生物炭不但具有保护微生物、提供微环境的优势，同时具有相对减少碳源的劣势，影响微生物生存；当优势大于劣势，对微生物产生正作用，反之，产生负作用。

图4 堆肥过程中微生物数量的变化Fig. 4 Changes of microbial quantity

during composting[注（Note）：CK、F1、F2、F3 生物炭添加量分别为添加0、2%、5%、10%Biochar addition is 0, 2%,5% and 10% in CK, F1, F2 and F3;

*—P＜0.05.]

2.3.3 真菌 由图4可知，在数量上，真菌远比细菌、放线菌要少，且真菌对堆肥环境的变化更加敏感，因此，堆肥过程中真菌的变化较为明显。堆肥过程中，真菌的数量 F3 ＞ F2 ＞ F1 ＞ CK，CK 处理真菌数量最低，真菌数量与生物炭添加比例成正比，生物炭对真菌具有保护作用，提供了适宜的微环境。

2.3.4 微生物总量 四组处理变化趋势相同，堆肥微生物中，细菌占比较大，细菌比放线菌要高2个数量级，比真菌要高6个数量级，因此微生物总量的变化趋势与细菌类似，先上升后下降再上升；而F1处理生物量远高于其它处理，升温期 (1天) 达到最大值5.14×1011 cfu/g，高温期 (8天) 达到最小值0.8×1011 cfu/g。堆肥过程中，堆肥初期主要降解一些易降解有机物，微生物增殖迅速，温度在1天内达到50℃，pH、EC等理化指标同时呈上升趋势；达到高温期 (55℃以上) 以后，严重影响微生物生理活性，微生物数量减少，随着降解活动的减少，pH、EC等理化指标开始下降，温度达到顶峰以后也开始下降；随着温度的降低，堆肥环境

逐渐适宜微生物生长，微生物开始繁殖，堆肥达到腐熟阶段，温度、pH、EC变化趋势趋于平缓。

微生物是堆肥过程中的主要参与者，与堆肥环境之间具有相互作用[22-25]，与有机物的降解、腐熟息息相关。堆肥温度与微生物之间是相互影响的，微生物的生长繁殖势必会引起堆肥温度的变化，且适宜的堆肥温度有利于微生物的生长，而高温会产生抑制作用。由图2可知，堆体在第4天达到55℃，第11天温度下降到55℃以下；微生物总量在第4天达到谷值，第11天开始回升；微生物增长出现两次峰值，一次出现在升温期，一次出现在降温期，变化趋势与温度相反，体现了温度与微生物之间的相互影响作用。

细菌作为沼渣堆肥过程中的主要微生物，相比于真菌、放线菌，大的比表面积可以提高细菌对可溶性底物的利用效率，加快细菌繁殖[26]，在数量上远高于真菌、放线菌；细菌量堆肥前期 (0～8 d) F1 ＞CK ＞ F2 ＞ F3，堆肥后期 (9～30 d) F1 ＞

F2 ＞ F3 ＞CK，说明细菌与生物炭添加量之间呈负相关，过量的生物炭并不利于细菌的生长，生物炭具有较低的生物有效性[27]，难以被细菌降解利用，同时存在于生物炭中的有毒挥发性物质对细菌具有毒害作用[28-29]，从而对细菌生长产生负作用。

放线菌具有发达的菌丝和细胞壁，很少利用纤维素，但它们可以容易地利用半纤维素，并在一定程度上分解木质素，放线菌还可以耐受高温和碱性环境[30-31]。沼渣堆肥过程中，放线菌数量F1 ＞ F3 ＞CK ＞F2，说明生物炭对放线菌的影响呈上凹型，适量生物炭对放线菌有最高的抑制作用。这是因为生物炭除了直接提供微生物生长场所以外，还可能引起沼渣堆肥理化性质的改变、养分含量与有效性的增减等[32-33]，这些改变会导致放线菌发生不同的生长代谢反馈，改变生长分布状况，最终导致放线菌数量不同的变化趋势[34-35]。

真菌对于沼渣堆肥物料的腐熟和稳定具有重要意义[2]。研究表明，真菌的生长繁

殖受堆肥温度的影响显著，绝大部分的真菌是嗜温性菌，其最适温度为25～30℃。对于真菌微生物量，堆肥过程中F3 ＞F2 ＞ F1 ＞ CK，说明生物炭对真菌的影响呈正相关，添加生物炭有利于真菌生长，主要原因是生物炭的高芳香化表面、孔隙结构及对水肥吸附作用使其为真菌栖息提供良好的“微环境”[36-37]，有利于真菌生长，从而提高真菌数量。综合试验结果表明，F1对沼渣堆肥微生物总量具有最大正相关性，显著促进堆肥腐熟。

2.4 堆肥过程中腐熟度的变化

图5显示，腐殖质含量总体表现为先减少后增加的趋势，呈“V”字型，第11天达到最低值，F1始终处于较高水平，远高于其它三组处理 (F1 ＞ F2 ＞CK ＞ F3)，最高值达到24.08%，最低为17.92%，F3处于最低水平；与CK对比，F1、F2、F3处理腐殖质含量分别提高了8.12%、7.23%、7.43%。

图5 堆肥过程中腐殖质的变化Fig. 5 Changes in humus during the

composting

沼渣堆肥过程中，腐殖质同时存在分解与合成的反应，堆肥初期微生物活性高、数量多，腐殖质中的一些小分子物质 (以富里酸为主) 被微生物分解、利用，大分子的腐殖质 (以胡敏酸为主) 累积，合成与分解处于一个大的动态平衡之中。图5表明，腐殖质的含量变化呈“V”字型，腐殖质的积累主要发生在堆肥后期，说明沼渣堆肥后期对于有机肥的腐熟、稳定是不可或缺的阶段，与孙向平[38]的研究一致。

单因素方差分析结果 (表3)表明，生物炭的添加显著影响腐殖质的形成 (P＜0.05)，与CK对比，F1、F2、F3处理腐殖质含量分别提高了8.12%、7.23%、7.43%。关于堆肥中腐殖质的形成，有研究认为存在两种途径：一是在微生物作用下，木质素的侧链氧化生成木质素类衍生物，构成了腐殖质的核心和骨架，这是腐殖质形成的重要途径之一[39]，二是由微生物代谢后的单聚体聚合而成[40]。两种途径均突出了微生物的作用，猜测生物炭通过影响沼渣堆肥微生物进而影响腐殖质的合成。

2.5 有机肥品质

由上可知，本试验中四组不同处理均达到高温期 (55℃以上)，F1、F2可满足无害化标准 (55℃以上维持3 d以上) ；与CK相比，F1、F2、F3有机质含量分别提高了12.96%、9.26%、7.41%，总养分含量分别提高了6.5%、4.3%、2.2%，且有机质含量均大于45%；四组处理pH值始终处于8.0以上，电导率低于1 mS/cm，由图6种子发芽指数变化可以看出，所有处理种子发芽指数均在85%以上，依次为F1 ＞ F2 ＞ F3 ＞ CK，无毒害作用；除含水率外，总养分、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率等均符合中华人民共和国农业行业标准《NY525-2012有机肥料》[41]。堆肥结束后可以适当晾晒，调节含水率，达到有机肥标准(表4)。

表3 单因素方差分析Table 3 Variance analysis of single factor项目 Item SS

df MS F P细菌 Bacteria 组间Inter-group 26.538 7 3.791 5.557 0.001组内

Intra-group 16.373 24 0.682总数 Total variation 42.910 31放线菌

Actinomycete 组间Inter-group 234.530 7 33.504 2.176 0.074组内 Intra-group 369.560 24 15.398总数 Total variation 604.090 31真菌 Fungi 组间Inter-group 97.018 7 13.860 0.828组内 Intra-group 401.676 24 16.736总数

Total variation 498.693 31腐殖质 Humus 组间 Inter-group 736.711 7

105.244 5.934 0.000组内 Intra-group 425.632 24 17.735总数 Total

variation 1162.343 31

图6 种子发芽指数Fig. 6 Germination index

3 结论

1) 生物炭能够延长高温期，提高有机质和总养分含量。

2) 添加生物炭可以有效降低细菌菌群数量，促进真菌生长，进而加快沼渣肥的腐熟，且提高沼渣堆肥腐殖质含量。

3) 综合试验结果，添加2%生物炭 (干基) 对促进堆肥腐熟、提高养分含量效果最

显著。添加过多生物炭将不利于堆肥的腐熟。

表4 有机肥产品相关指标测定值及有机肥行业标准值 (干基)Table 4 Values of

quality items of the produced organic fertilizers and the standards value by

the organic fertilizer industry standard (Dry ba)指标Index CK F1 F2 F3 行业标准 Industry standard有机质 Organic matter (%) 47 54 49 50 ＞45含水率

Moisture content (%) 38 37 38 39 ＜30总氮 Total N (%) 1.87 2.10 1.78 1.86总磷 Total P (%) 5.74 6.01 5.84 5.87总钾 Total K (%) 1.61 1.76 1.59 1.74总养分 Total nutrient (%) 9.22 9.87 9.61 9.47 ＞5粪大肠菌群数 Fecal coliform

number (cfu/g) ＜3.0 ＜3.0 ＜3.0 ＜3.0 ＜100蛔虫卵死亡率 Ascaris egg

death rate (%) 100.0 100.0 100.0 100.0 ＞95

参 考 文 献：

【相关文献】

[1]李景明, 薛梅. 中国沼气产业发展的回顾与展望[J]. 可再生能源,2010, 28(3): J M, Xue M.

Review and prospect on biogas development in China[J]. Renewable Energy Resources,

2010, 28(3): 1-5.

[2]牛俊玲, 高军侠, 李彦明, 等. 堆肥过程中的微生物研究进展[J]. 中国生态农业学报, 2007, 15(6):

J L, Gao J X, Li Y M, et al. Evaluation of the role of microorganisms in

composting[J]. Chine Journal of Eco-Agriculture, 2007, 15(6): 185-189.

[3]宋彩红, 夏训峰, 席北斗, 等. 响应曲面法优化沼渣混合物料堆肥配比研究[J]. 中国环境科学, 2012,

32(8): C H, Xia X F, Xi B D, et al. Optimization of biogas residue mixed

with livestock manure co-composting using respon surface methodology[J]. China

Environmental Science, 2012, 32(8):1474-1479.

[4]牛明杰, 郑国砥, 朱彦莉, 等. 城市污泥与调理剂混合堆肥过程中有机质组分的变化[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(4): M J, Zheng G D, Zhu Y L, et al. Dynamic of organic

matter fractions during wage sludge and bulking agent composting[J].Journal of Plant

Nutrition and Fertilizer, 2016, 22(4): 1016-1023.

[5]张强, 孙向阳, 任忠秀, 等. 调节C/N及添加菌剂与木酢液对园林绿化废弃物堆肥效果的影响[J].

植物营养与肥料学报, 2012, 18(4): Q, Sun X Y, Ren Z X, et al. Effects of

regulating of C/N ratio and adding different concentrations of microbe fungus and wood

vinegar on composting of landscaping waste[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,

2012, 18(4): 990-998.

[6]王小琳, 陈世昌, 袁国锋, 等. 促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用研究进展[J]. 植物营养与肥料学报,

2009, 15(5): X L, Cheng S C, Yuan G F, et al. Effects of transformation

promoter on fermentation of chicken manure compost[J]. Journal of Plant Nutrition and

Fertilizer, 2009, 15(5): 1210-1214.

[7]Gerard C, Zofia K, Stavros K, et al. Relations between environmental black carbon

sorption and geochemicals or bent characteristics[J].Environ Science and Technology,

2004, 38(13): 3632-3640.

[8]袁帅, 赵立欣, 孟海波, 等. 生物炭主要类型、理化性质及其研究展望[J]. 植物营养与肥料学报,

2016, 22(5): S, Zhao L X, Meng H B, et al. The main types of biochar and

their properties and expectative rearches[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,

2016, 22(5): 1402-1417.

[9]Busscher W J, Novak J M, Evans D E, et al. Influences of pecan biochar on physical

properties of a Norfolk loamy sand[J]. Soil Science, 2010, 175(1): 10-14.

[10]Cheng C H, Lehmann J, Thies J E, et al. Oxidation of black carbon by biotic and abiotic

process[J]. Organic Geochemistry, 2006, 37:1477-1488.

[11]Steiner C, Das K C, Melear N, et al. Reducing nitrogen loss during poultry litter

composting using biochar[J]. Journal of Environmental Quality, 2010, 39(4): 1236-1242.

[12]Chen Y X, Huang X D, Han Z Y, et al. Effects of bamboo charcoal and bamboo vinegar

on nitrogen conrvation and heavy metals immobility during pig manure composting[J].

Chemosphere, 2010,78(9): 1177-1181.

[13]Dias B O, Silva C A, Higashikawa F S, et al. U of biochar as bulking agent for the

composting of poultry manure: Effect on organic matter degradation and humification[J].

Bioresource Technology, 2010, 101(4): 1239-1246.

[14]Li H, Ying X C, Wei X W. Impacts upon soil quality and plant growth of bamboo

charcoal addition to composted sludge[J].Environmental Technology, 2012, 33(1): 6-68.

[15]魏自民, 王世平, 魏丹, 等. 生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化[J]. 植物营养与肥料学报, 2005, 11(2): Z M, Wang S P, Wei D, et al. Dynamic changes of organic

nitrogen forms during the municipal solid wastes composting[J].Plant Nutrition and

Fertilizer Science, 2005, 11(2): 194-198.

[16]候月卿, 沈玉君, 孟海波, 等. 生物炭和腐殖酸类对猪粪堆肥重金属的钝化效果[J]. 农业工程学报,

2014, 30(11): Y Q, Shen Y J, Meng H B, et al. Passivating effect of biochar

and humic acid materials on heavy metals during composting of pig manure[J].

Transactions of the Chine Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(11): 205-215.

[17]沈玉君, 李国学, 任丽梅, 等. 不同通风速率对堆肥腐熟度和含氮气体排放的影响[J]. 农业环境科学学报, 2010, 29(9): Y J, Li G X, Ren L M, et al. The impact of composting

with different aeration rates on maturity variation and emission of gas concluding N[J].

Journal of Agro-Environment Science, 2010, 29(9):1814-1819.

[18]张继宁, 吕凡, 邵立明, 等. 木炭对污泥堆肥有机质减量和腐熟度的影响[J]. 同济大学学报, 2014,

42(2): J N, Lü F, Shao L M, et al. Impact of wood biochar on organics

degradation and maturity of wage sludge[J]. Journal of Tongji University, 2014, 42(2):

577-581.

[19]魏自民. 生物垃圾微生物强化堆肥技术[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2008. Z M.

Microbiological enhanced composting of biological waste[M]. China Environmental

Science Press, 2008. 14.

[20]Berna M P, Alburquerque J A, Moral R. Composting of animal manures and chemical

criteria for compost maturity asssment[J].Bioresource Technology, 2009, 100: 5444-5453.

[21]Masanori S. Charcoal as a habitat for microbes and its effect on the microbial

community of the underly in ghumus[J]. Oikos, 2000,89(2): 231-242.

[22]宋彩红, 贾璇, 李明晓, 等. 沼渣与畜禽粪便混合堆肥发酵效果的综合评价[J]. 农业工程学报,

2013, 29(24): C H, Jia X, Li M X, et al. Comprehensive evaluation of

cocomposting fermentation effect of biogas residue mixed with livestock manure[J].

Transactions of the Chine Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(24): 227-234.

[23]Gray K R, Sherman, K, Biddlestone A J. A review of composting part 1[J]. Process

Biochemistry, 1971, 6: 32-36.

[24]Wang C, Guo X H, Hui D D, et al. Microbial dynamics and enzyme activities during

rapid composting of municipal solid waste-A compost maturity analysis perspective[J].

Bioresource Technology,2008, 99: 6512-6519.

[25]Sullivan D M, Bary A I, Thomas D R, et al. Food waste compost effects on fertilizer

nitrogen efficiency, available nitrogen, and tall fescue yield[J]. Soil Science Society of

America Journal, 2002, 66:154-161.

[26]Tuomela M, Vikmanb M, Hatakka A, et al. Biodegradation of ligninino compost

environment A review[J]. Bioresource Technology, 2000, 72(2): 169-183.

[27]Demisie W, Liu Z, Zhang M. Effect of biochar on carbon fractions and enzyme activity

of red soil[J]. Catena, 2014, 121: 214-221.

[28]Jonathan D, Goro U, Yudai S, et al. Charcoal volatile matter content influences plant

growth and soil nitrogen transformations[J]. Soil Science Society of America Journal, 2010,

74(4): 1259-1270.

[29]Girvan M S, Campbell C D, Killham K, et al. Bacterial diversity promotes community

stability and functional resilience after perturbation[J]. Environmental Microbiology, 2005,

7(3): 301-313.

[30]Grossman J M. Amazonian anthrosols support similar microbial communities that

differ distinctly from tho extant in adjacent,unmodified soils of the same mineral[J].

Microbial Ecology, 2010,60(1): 192-205.

[31]杨恋, 杨朝晖, 曾光明, 等. 好氧堆肥高温期的嗜热真菌和嗜热放线菌群落结构[J]. 环境科学学报,

2008, 28(12): L, Yang Z H, Zeng G M, et al. Succession of the rmophilic

fungi and actinomycetes communities during the the rmophilic period of aerobic

composting[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008,28(12): 2514-2521.

[32]Glar B, Lehmann J, Zech W. Ameliorating physical and chemical properties of highly

weathered soils in the tropics with charcoal-A review[J]. Biology and Fertility of soils, 2002,

35(4): 219-230.

[33]Pietikainen J, Kiikkila O, Fritze H. Charcoal as a habitat for microbes and its effect on

the microbial community of the underlying humus[J]. Oikos, 2000, 89(2): 231-242.

[34]Castaldi S, Riondino M, Baronti S, et al. Impact of biochar application to a

Mediterranean wheat crop on soil microbial activity and greenhou gas fluxes[J].

Chemosphere, 2011, 85(9): 1464-1471.

[35]Dempster D N, Gleeson D B, Solaiman Z M, et al. Decread soil microbial biomass

and nitrogen mineralisation with Eucalyptus biochar addition to a coar textured soil[J].

Plant and Soil, 2012,354(1/2): 311-324.

[36]Laird D A, Fleming P, Davis D D, et al. Impact of biochar amendments on the quality of

a typical Midwestern agricultural soil[J]. Geoderma, 2010, 158(3-4): 443-449.

[37]Knicker H. How does fire affect the nature and stability of soil organic nitrogen and

carbon: A review[J]. Biogeochemistry, 2007,85(1): 91-118.

[38]孙向平. 不同控制条件下堆肥过程中腐殖质的转化机制研究[D].北京: 中国农业大学博士学位论文, X P. The humuns transformation mechanism rearch during composting

under different controlled conditions[D]. Beijing: PhD Disrtation of China Agricultural

University, 2016.

[39]Brunetti G, Soler R P, Matarre F, et al. Composition and structural characteristics of

humified fractions during the co-composting process of spent mushroom substrate and

wheat straw[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(22): 10859-10865.

[40]Amir S, Lemee H M, Merlina G. Structural characterization of humic acids, extracted

from wage sludge during composting, by thermochemolysis-gas chromatography-mass

spectrometry[J].Process Biochemistry, 2006, 41(2): 410-422.

[41]NY525-2012, 有机肥[S].NY525-2012, Manure[S].