堆肥過(guò)程中，會(huì)發(fā)生大量氮素?fù)p失。如何在堆肥中保持盡可能多的氮素是獲得堆肥產(chǎn)品很重要的一個(gè)目標(biāo)。因?yàn)楦吆烤鸵馕吨逊蕛r(jià)值的增加，同時(shí)也可減少氨的揮發(fā)。
    在堆肥過(guò)程中幾乎所有氮的損失都是由于有機(jī)氮化合物分解導(dǎo)致氨釋放所致。微生物分解含氮的有機(jī)源，使之轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物來(lái)為新細(xì)胞物質(zhì)獲取氮素。一些氮被轉(zhuǎn)化為氨（NH3）。如果氮素的可得到量比其使用量要快，氨就積累起來(lái)。由于它是比空氣輕的氣體，就會(huì)從條垛/堆體中逸出。
    高溫堆肥過(guò)程中普遍存在氮素?fù)p失的現(xiàn)象，不僅污染環(huán)境，而且降低肥料中的養(yǎng)分含量。據(jù)研究表明，城市垃圾堆肥化處理過(guò)程中N損失量為50%-60%，污泥約為68％，糞便最高達(dá)77％。因此在堆肥中進(jìn)行氮素?fù)p失控制成為關(guān)鍵問(wèn)題，而高溫堆肥中的氮素運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究是進(jìn)行氮素?fù)p失控制的基礎(chǔ)。
 
一、影響堆肥氮素?fù)p失的因素
    堆肥過(guò)程中的氮素?fù)p失受堆肥物料組成、物料C/N比、pH值、通風(fēng)/溫度、濕度和堆肥添加劑等的共同影響。
1）堆肥物料的組成：堆肥的氮損失與初始物料的組成和含氮量密切相關(guān)，原料含氮量高損失的比例相應(yīng)就高。
    研究表明，廚余垃圾與樹(shù)葉等混合堆肥的凈氮損失是43%～62%，雞舍廢物(雞糞、鋸末混合物)在強(qiáng)制通風(fēng)堆制過(guò)程中的氮損失為初始氮的59%，單獨(dú)的牛糞堆制比牛糞與生活垃圾堆肥以1∶1體積聯(lián)合堆制的氮損失高4～10倍。
2）堆肥物料C/N比：堆肥物料C/N比越低，氮素?fù)p失越嚴(yán)重。對(duì)雞糞和鋸末高溫堆肥研究：C/N比越低，氮素?fù)p失越嚴(yán)重，堆肥合適的C/N比范圍為25～35。楊毓峰等以畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)排放的雞糞、牛糞為底物,以玉米糠和玉米秸稈作調(diào)理劑和膨脹劑進(jìn)行堆制，堆肥化過(guò)程中的氮素?fù)p失隨起始堆料的C/N比升高而降低。
3）不同通風(fēng)方式和pH值：翻堆、強(qiáng)制通風(fēng)以及鼓風(fēng)能加快氨從條垛/堆體中逸出的速度。但適當(dāng)通風(fēng)是堆肥的關(guān)鍵，因此，不能由于保氮而減少翻堆或通風(fēng)，只有當(dāng)保存氮素很重要的時(shí)候，才可減少對(duì)原料的不必要的翻動(dòng)。
    高pH值增加了氨的損失，特別是像家禽糞便等含氮量高的原材料。在堆肥原料中有兩種氨的存在形態(tài)：氣態(tài)氨（NH3）和溶解在堆肥中的氨離子（NH4+）。這兩種形態(tài)都會(huì)出現(xiàn)并能從一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種，轉(zhuǎn)化比例由堆體條件所決定。較高的pH值能幫助氣態(tài)氨從堆體中逸出。
二、氮素轉(zhuǎn)變規(guī)律及影響因素
    堆肥過(guò)程中氮素轉(zhuǎn)化很復(fù)雜，主要包括氮素固定和氮素釋放。其中氮素的釋放主要指有機(jī)氮的礦化、氨的揮發(fā)以及硝態(tài)氮的反硝化。
    堆肥原料中氮以有機(jī)形態(tài)為主，通常主要以蛋白質(zhì)和肽的形式存在，分布在不同的微生物群落和腐殖質(zhì)庫(kù)中。有機(jī)氮作為堆肥的全氮的主要組成部分與全氮一樣，在堆肥過(guò)程中，始終呈降低趨勢(shì)。一次發(fā)酵初期，氮損失速率較快，主要由于NH3高溫?fù)]發(fā)所致，另外易揮發(fā)含氮有機(jī)物的直接揮發(fā)也是造成氮素大量損失的另一個(gè)主要原因；二次發(fā)酵階段基本無(wú)氮損失。
堆肥過(guò)程氮的轉(zhuǎn)化是一個(gè)復(fù)雜的微生物活動(dòng)過(guò)程。
    一次發(fā)酵初期(前10ｄ)，在微生物作用下，易降解有機(jī)物迅速分解，由于物料的含水率較高,生成的氨主要以NH+4的形式存在于物料中，NH+4-N的含量不斷增加，至第10ｄ左右增至最高點(diǎn)。隨后，由于高溫作用，水汽蒸發(fā)加強(qiáng)，引起大量NH3揮發(fā)，NH+4-N含量不斷降低。
    二次發(fā)酵(20～50ｄ)過(guò)程中，NH+4-N含量的變化規(guī)律與一次發(fā)酵類(lèi)似，但其作用機(jī)制與一次發(fā)酵完全不同。發(fā)酵初期，因微生物作用，NH+4-N含量呈不斷增加的趨勢(shì)，但隨著硝化作用的加強(qiáng)，NH+4-N在硝化細(xì)菌的作用下，被進(jìn)一步氧化為NO3--N。這一過(guò)程一直持續(xù)至堆肥結(jié)束。
    硝態(tài)氮（NO3－—N）含量主要取決于硝化和反硝化速率之差，物料所處環(huán)境為好氧狀態(tài)時(shí)，硝化作用占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。另外硝化過(guò)程還受溫度及基質(zhì)等參數(shù)影響。硝化細(xì)菌屬于嗜溫菌，對(duì)高溫尤其敏感，一般認(rèn)為，溫度高于40℃時(shí)，硝化作用將受到嚴(yán)重抑制。一次發(fā)酵中，因堆料溫度高，硝化作用受到嚴(yán)重抑制，NO3--N含量一直很低。故一次發(fā)酵的硝化反應(yīng)表現(xiàn)為溫度控制。二次發(fā)酵中，由于條件合適，硝化作用強(qiáng)烈，NO3--N含量迅速上升。
三、堆肥氮損失控制的方法
    目前，國(guó)內(nèi)外堆肥過(guò)程中的氮損失控制方法主要有2大類(lèi)：1)改變工藝條件：如保障適量的通風(fēng)/控溫、適當(dāng)?shù)臐穸鹊取?)在堆肥過(guò)程中加入添加劑：加入的物質(zhì)主要有4大類(lèi)：①富含碳的物質(zhì)，如秸桿、泥炭等，目的是使物料C/N比升高，減少氮損失；②金屬鹽類(lèi)及硫元素，如過(guò)磷酸鈣，CaCl2，CaSO4，MgCl2，MgSO4，MnSO4，CuSO4，Al2(SO4)3和S0；③吸附劑，如沸石、黏土、椰殼纖維等；④添加微生物，通過(guò)固氮、鎖氨減少氮損失。
    適宜的堆肥工藝條件：研究表明在條垛堆肥過(guò)程中，在腐熟期足夠長(zhǎng)的前提下，加水和翻堆有利于確保氮素價(jià)值。張相峰等提出，通過(guò)控制物料初始水分和采用溫度反饋的通氣量控制工藝可以快速去除水分，使堆體內(nèi)的氧含量始終保持在較高水平，可以減少堆體內(nèi)的局部厭氧，抑制反硝化的進(jìn)行，減少硝態(tài)氮的損失。
    不同通風(fēng)方式對(duì)豬糞高溫堆肥氮素和碳素變化的也有影響。單一強(qiáng)制通風(fēng)由于缺乏對(duì)混合物料的翻動(dòng)，物料之間互相粘結(jié)成塊，造成堆體較為堅(jiān)實(shí)且分布不均勻，另外，由于堆體孔隙度較小，氣體交換受阻，不利于好氧堆肥的進(jìn)行。多次翻動(dòng)可以破碎結(jié)塊的物料，并通過(guò)多次混合使物料分布均勻，從而減少或消除物料結(jié)塊及不均勻的現(xiàn)象，增加堆體孔隙度，有利于氣體交換及好氧堆肥化的進(jìn)行。強(qiáng)制通風(fēng)與機(jī)械翻堆相結(jié)合能促進(jìn)堆肥溫度的升高和腐熟，加快有機(jī)碳的降解和硝態(tài)氮的升高，是相對(duì)最好的一種通風(fēng)方式。
    堆肥添加劑的使用：添加劑是指為了加快堆肥進(jìn)程或提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，在堆肥物料中加入的微生物、有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)。在控制堆肥氮損失時(shí)，加入的物質(zhì)主要有四大類(lèi)：
1）富碳物質(zhì)：保氮的最好方法是使利用氮的速率和氮被微生物吸收速度相配合。微生物利用氮素的量和可利用的碳素總量是有一定比例的。因此，高碳氮比可明顯減少氨的損失。
在堆肥過(guò)程中添加高C/N比的混合物可降低氮損失。在禽糞堆制時(shí),通過(guò)加入富C物質(zhì)(秸桿和泥炭)可使NH3損失分別降低33.5%和25.8%；通過(guò)添加C/N大且吸附性能好的原料(如泥炭、鋸末等)提高混合物料的C/N比與吸附特性，可以減少NH+4-N在堆體內(nèi)的累積及吸附較多的NH+4-N，從而減少NH3的揮發(fā)。
2）金屬鹽類(lèi)及硫元素：金屬鹽類(lèi)的添加可降低堆肥過(guò)程中的NH3損失。考慮到金屬銅、錳的作物安全性和各種抑制劑價(jià)格，選擇沸石、過(guò)磷酸鈣和少量MnSO4作為氮素?fù)p失抑制劑是切實(shí)可行的。
在堆肥中加入過(guò)磷酸鈣，可形成磷酸—銨的配合物從而減少氨揮發(fā)的損失，同時(shí)NH4+與交換復(fù)合體上的Ca2+，減少NH4+的損失。添加過(guò)磷酸鈣的推薦用量是糞便干重的2～5％。
3）吸附劑和調(diào)理劑：吸附劑和調(diào)理劑的添加也可使氨損失降低。研究表明，泥炭、沸石和玄武巖可在糞便好氧堆制過(guò)程中降低氨損失。
4）外源微生物：外源微生物的添加可調(diào)控堆肥過(guò)程中氮、碳的代謝，調(diào)控氮素物質(zhì)分解為NH+4-N后的氣態(tài)揮發(fā)損失，保留更多的氮養(yǎng)分。
    實(shí)驗(yàn)證明：在固氮菌的作用下，堆肥的含氮量有一定提高，纖維素分解菌對(duì)固氮菌的生長(zhǎng)有一定協(xié)同效應(yīng)。
    利用雞糞和鋸末在自動(dòng)化高溫堆肥裝置中進(jìn)行堆肥試驗(yàn)，并引入2種外源微生物FM菌和EM菌。結(jié)果表明：2種外源菌對(duì)水溶性氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化和水溶性有機(jī)氮的形成都有明顯的促進(jìn)作用，對(duì)氮素保存有較好的效果。其中FM菌對(duì)促進(jìn)有機(jī)碳的分解、有機(jī)氮的形成和縮短堆肥時(shí)間更為有利。
其他保氮措施：在靜態(tài)的和被動(dòng)的堆體外面鋪一層堆肥或泥炭，能幫助減少氮素的損失。外層的顆粒在當(dāng)氨氣通過(guò)堆體的時(shí)候?qū)⑵浣亓?。更冷、更穩(wěn)定的外層環(huán)境能減輕氨轉(zhuǎn)化為流動(dòng)態(tài)的氮素。
    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)篩選出10種有機(jī)無(wú)機(jī)脲酶抑制劑如：醌氫醌、1，4-對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、對(duì)苯醌、硫酸銅等。無(wú)機(jī)脲酶抑制劑對(duì)堆肥脲酶活性具有很強(qiáng)的抑制能力，從而抑制尿素在脲酶的作用下分解為NH4+，后又揮發(fā)損失掉，從而抑制尿素的轉(zhuǎn)化率。
（河南省鶴壁市百惠生物科技有限公司供應(yīng)有機(jī)肥發(fā)酵菌種、有機(jī)肥發(fā)酵劑和有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)。本技術(shù)適宜于處理的廢棄物包括：（1）糞便類(lèi) 雞糞、豬糞、牛糞、羊糞、馬糞等動(dòng)物糞便；（2）秸稈類(lèi) 玉米秸稈、稻草、麥秸、豆秸等農(nóng)作物秸稈；（3）殼糠類(lèi) 稻殼、稻殼粉、花生殼粉、花生秧粉、谷糠、菌糠等；（4）糟渣類(lèi) 酒糟、醬油糟、醋糟、糠醛渣、木糖渣、酶渣、大蒜渣、糖渣等；（5）餅粕類(lèi) 豆餅、豆粕、油枯、菜籽餅等；（6）其他 生活污泥、濾泥等。通過(guò)生物發(fā)酵腐熟，制作成達(dá)到NY525-2002標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)肥料。http://baozixia.com/。咨詢(xún)熱線(xiàn)：0392-5611505  5611506  5611507  13303927596 13303920423）