3.6.2 堆肥过程基本理化参数变化
3.6.2.1 堆肥过程中温度变化
堆肥过程中堆料的温度变化对微生物的活力影响显著，在一定温度范围内，温度每升高10℃，有机体的生化反应速率提高1倍。在堆肥过程中，温度升高到55℃以上，并维持一定的时间，可以消灭堆料中的病原菌及蛔虫卵，达到无害化处理的要求。目前，研究者根据堆料温度变化将堆肥过程中划分若干阶段，但不同的研究者划分标准不一。有的划分为4个阶段，即升温阶段（由常温升至50℃）、高温阶段（50～70℃）、降温阶段（<50℃）、后腐熟阶段（堆料中温度稍大于外界环境温度）；有的划分为3个阶段，即升温过程、持续高温过程、降温过程。这两种划分法基本无差异，不同之处是前者从降温阶段中划分出后腐熟阶段，以便减少通气，保存养分。
本实验研究表明，堆肥开始阶段，堆料温度迅速提高（图3-51），CMP处理在堆肥的第1天即达到61℃，最高温度达67℃，在堆肥周期内，高于55℃持续5d。CK、CP处理分别在堆肥的第2天达到64℃、61℃，高于55℃停留时间则为4d。堆肥过程中，温度的升高由微生物活动释放的热量引起，因此，在一定范围内堆料的温度变化与微生物的生长繁殖存在着正相关。堆肥实验表明，接种微生物堆肥温度升高最快，同时高温持续时间长，表明堆肥中接种微生物可加速有机物的降解，从而提高堆肥效率。
图3-51 堆肥过程中温度变化
3.6.2.2 堆肥过程中耗氧速率、CO2释放率变化
堆肥过程中微生物消耗O2，将有机大分子物质降解成小分子物质，最后转化为CO2和H2O，因此，堆肥过程耗氧速率与二氧化碳产生速率具有显著的正相关。分析堆肥过程中耗氧速率、CO2产生速率能进一步深入了解堆肥变化过程及反应进行的程度。从图3-52、图3-53可以看出，堆肥过程中耗氧速率、CO2释放率均在高温阶段达到峰值，分别为：CMP处理，耗氧速率0.128mol/（h·kg），CO2释放率0.118mol/（h·kg）；CP处理，耗氧速率0.092mol/（h·kg），CO2释放率0.85mol/（h·kg）；CK处理，耗氧速率0.082mol/（h·kg），CO2释放率0.078mol/（h·kg）。并且CMP处理达到峰值所需时间分别比CP、CK处理提前24h，耗氧速率、CO2释放率最大峰值分别是CK处理的1.57、1.51倍。在堆肥0～120h，CMP处理耗氧速率、CO2释放率均明显高于其他处理，而在堆肥的第144小时后又明显低于其他处理，并分别在堆肥的216h、240h达到零值，而CP、CK处理在第240小时仍消耗氧气并产生CO2。通过堆肥过程中的耗氧速率及CO2产生率分析表明，接种微生物可明显增加堆料中微生物的数量及其对有机物质的分解效率，提高堆肥分解旺期的耗氧速率及CO2释放率，进而缩短堆肥周期。
图3-52 堆肥过程耗氧速率变化
图3-53 堆肥过程CO2产生速率变化
3.6.2.3 堆肥过程中氨挥发变化
由图3-54可知，在整个堆肥升温及高温阶段，NH3挥发呈缓慢上升的趋势，并且不同处理之间差别不明显。在堆肥降温阶段，NH3挥发在192h产生一个峰值，随后逐渐降低，并在堆肥的腐熟后期相对稳定。通过不同处理间NH3比较表明，接种微生物明显影响堆肥中的NH3挥发，通过NH3挥发峰值比较，CMP处理是CK处理的1.34倍。因此，本实验采用的接种复合菌剂在某种程度上加快了堆肥过程氮素的损失，在今后的研究工作中如何抑制堆肥过程的NH3应给予重点关注。
图3-54 堆肥过程中氨挥发变化
3.6.2.4 堆肥过程中pH值变化
堆肥过程中，pH值总体呈上升趋势（图3-55），各处理分别由堆肥初期的pH值为5.4～5.5增加至堆肥后期的pH值为6.5～7.0。其中CK、CP处理pH值在堆肥的不同阶段差别不明显，而CMP处理则在堆肥的24～216h均显著低于其他处理。尤其在堆肥的0～72h，pH值呈明显的降低趋势，这是由于接种高温分解无机磷微生物后，随着堆肥温度的升高，堆料中的高温分解磷微生物活性增强，一方面，分解无机磷细菌可通过分泌有机酸释放堆料中难溶性磷源；另一方面，可通过加速分解较简单的有机物质（蛋白质、氨基酸、脂类、糖类），产生小分子的有机酸。随着堆肥进行，堆肥过程有机酸的数量逐渐减少，使堆料中的pH值逐渐升高。
图3-55 堆肥过程中pH值变化