全 文 ： 1
DOI: 10.13287/j.1001–9332.201704.003
保氮剂对水葫芦堆肥进程及氮素损失的影响
李 森 罗雪梅 涂卫国* 樊 华 苟小林 杜玉龙 李 玲 王琼瑶
(四川省自然资源科学研究院, 成都 610015)
摘 要 为研究保氮剂对水葫芦堆肥进程及氮素损失的影响，以切碎的水葫芦为原料，
以硫酸亚铁、腐植酸钠、过磷酸钙按 75:20:5质量比配制成保氮剂，进行了 35 d的好氧
堆肥试验。试验设置了占堆体总质量 0%(对照，CK)、1%(PN1)、2%(PN2)、3%(PN3)
的保氮剂 4个处理，对堆肥过程中堆体理化性质、氮组分含量、氨挥发及氮素损失率进
行了监测。结果表明，堆肥高温期，保氮剂处理的堆温明显高于 CK，堆体含水量则在
降温期显著低于 CK(P<0.05)。堆肥完成后，保氮剂处理的全氮、有机氮含量均显著增
加，以 PN3处理为最高，其全氮、有机氮含量分别比 CK高 16.3%和 13.2%；同时，PN1、
PN2、PN3处理的氨挥发总量分别比 CK低 25.9%、31.5%、42.4%，氮素固定率则分别
达 31.3%、40.7%、72.2%。表明水葫芦堆肥过程中添加保氮剂可加快启动速度、缩短堆
肥时间，并能减少氨挥发、氮素损失。总体上，以 PN3处理效果最佳。
关键词 水葫芦；保氮剂；高温堆肥；氨挥发；氮素损失
Effects of nitrogen preserving agent on composting process and nitrogen loss of Eichhornia
crassipes. LI Sen, LUO Xue-mei, TU Wei-guo*, FAN Hua, GOU Xiao-lin, DU Yu-long, LI Ling,
WANG Qiong-yao (Sichuan Academy of Natural Resources Science, Chengdu 610015, China)
Abstract: To study the effects of nitrogen preserving agent (NPA) on composting process and
nitrogen loss of Eichhornia crassipes, an aerobic composting was conducted for 35 days
using four treatments. The NPA was prepared by mixing ferrous sulfate, humic acid sodium,
and superphosphate (m:m:m=75:20:5). Four treatments were included with different mass
ratios of NPA, including 0% (CK), 1% (PN1), 2% (PN2), and 3% (PN3). The physical and
chemical properties, N fraction concentrations, ammonia volatilization, and N loss rates were
measured and explored during composting process. The results showed that the pile
temperature of NPA treatments were higher than that of CK in thermophillic period, however
their water contents were significantly (P<0.05) less than that in CK in cooling period. At the
end of composting, the concentrations of total nitrogen and organic nitrogen increased
significantly in NPA treatments (P<0.05), and their highest concentrations in the PN3
treatment were 16.3% and 13.2% higher than those in CK, respectively. The ammonia
volatilization losses of PN1, PN2 and PN3 treatments were 25.9%, 31.5% and 42.4% less
than that of CK, respectively, however, their nitrogen fixation rates reached 31.3%, 40.7%
and 72.2% respectively. Therefore, adding NPA could accelerate start-up speed, shorten
composting time, and also could effectively reduce ammonia volatilizations and nitrogen loss
in the composting process of E. crassipes. Therefore, PN3 showed the best effects of nitrogen
preserving.
Key words: Eichhornia crassipes; nitrogen preserving agent; high temperature composting;
ammonia volatilization; nitrogen loss.

本文由四川省科技支撑计划项目(2015SZ0205)和成都市科技惠民技术研发项(2014-HM01- 00171-SF)资助
This work was supported by the Sichuan Sci-Tech Support Project (2015SZ0205) and Chengdu Sci-Tech Support
Project (2014-HM01-00171-SF).
2016-07-04 Received, 2016-12-29 Accepted.


网络出版时间：2017-01-16 10:43:35
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/21.1253.Q.20170116.1043.003.html
2
*通讯作者 Corresponding author. E-mail: wgtu028@163.com
水葫芦又名凤眼莲，对污水中氮磷养分以及有毒元素具有极强的吸收能力，能在短期内
大量富集水体中氮、磷及多种重金属元素，从而起到快速净化水体的效果[1-2]；所以将水葫
芦用于修复水体富营养化的技术在国内外被广泛应用[3-4]。然而水葫芦繁殖能力极强，1 株
水葫芦 8个月就能繁衍成 60万株的群体，数量如此庞大的水葫芦处理不当将会堵塞河道、
淤积分解后加剧水体富营养化[5-6]。因此，用于修复水体后水葫芦的后续利用问题成为近年
来的研究热点，通常包括肥料化、饲料化和能源化 3种资源化利用途径[7]。研究表明，高温
好氧堆肥技术是处理和利用水葫芦最经济和有效的方法，它能够实现有机废弃物的无害化、
减量化和资源化利用[8]。但是有机物料高温堆肥过程中铵态氮易转化为氨气挥发污染空气，
或经硝化作用转化为氮氧化物排放，不仅造成堆体内氮素的流失，还会加剧“全球温室效
应”[9-10]。因此，水葫芦堆肥过程中控制氮素的损失是高温堆肥技术的关键。
有机物料堆肥过程中适当添加酸性材料、吸附材料或能与铵根结合的外源调理剂能降低
堆体 pH、改善堆体结构、减少氨挥发，从而控制堆肥过程中的氮素损失[11-13]。如罗一鸣等
[14]研究发现，猪粪好氧堆肥过程中添加 3.3%～13.2%的过磷酸钙可降低堆体氨挥发、N2O排
放和氮素损失，提高堆肥品质；张发宝等[15]研究表明，添加硫酸亚铁能减少鸡粪堆肥氨挥
发，提高堆肥铵态氮及全氮含量；徐鹏翔等[16]研究指出，相比传统堆肥，加入 5%的腐殖酸
能有效控制猪粪堆肥氮素损失，提升其速效钾含量，并确保产品呈疏松的团粒结构。以上结
果表明，单独添加过磷酸钙、硫酸亚铁或腐殖酸均能减少堆肥氮素损失、提升堆肥质量，但
将三者按比例混合添加对堆肥进程的影响还未见报道。同时，水葫芦的物质组成与畜禽粪便
不尽相同，堆肥过程中两者的氮素转化特征也有所差异，有必要进一步研究保氮剂在水葫芦
堆肥过程中的保氮效果[17-18]。为此，本文研究了水葫芦堆肥过程中基础理化性质及氮组分含
量的变化特征，探讨了不同比例保氮剂对水葫芦高温堆肥过程中降低氮素损失的效果，以期
为水葫芦残体堆沤有机肥的环保和高效生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试水葫芦样品采自四川省武胜县五排水库(30°27′ N，106°23′ E)，带回实验室先切成
2～3 cm小段，然后经自然晾晒，控制适宜的含水量作为堆肥原料。水葫芦堆肥原料的理化
性质如下：含水量 66.5%，pH 7.88，有机碳、N、P、K含量分别为 401.2、14.5、4.3 和 16.4
g·kg-1，C/N为 27.7。供试保氮剂由硫酸亚铁、腐植酸钠、过磷酸钙按 75:20:5质量比配制而
成。
1.2 试验设计
试验于 2015年 8—9月在四川省自然资源科学研究院实验室内展开，采用室内静态通风
堆沤方式进行，堆肥堆箱顶部无盖(长×宽×高=1 m×1 m×1 m)，四周分布有均匀通气孔(Φ=1.5
cm)，每个堆箱装入堆料约 200 kg。设有不添加保氮剂对照(CK)、添加占堆体总质量的 1%、
2%、3%的保氮剂(分别表示为 PN1、PN2和 PN3)4个处理，各处理在堆肥开始前均添加 1%(占
堆体总质量的比例)的发酵菌剂。堆肥期间每天 9:00—10:00用温度计插入堆层中部测定堆体
温度，同时测定环境温度，并在堆制第 0、2、7、14、21、28、35天进行翻堆混合。
1.3 样品采集与测定
分别于每次翻堆混合时采集样品，每次采集 3个平行样品，每个样品分为两份。一份鲜
样用于测定含水量(烘干法)、pH(PHS-25型 pH计)、铵态氮(靛酚蓝比色法)和硝态氮(紫外分
光光度法)；另一份经自然风干，研磨后测定全氮(凯氏定氮法)和有机氮(4%的 K2S2O8氧化-
紫外分光光度法)。
NH3挥发浓度采用 2%硼酸溶液吸收-稀硫酸反滴定法测定。分别于第 1、6、13、20、
27、34天的 8:00将直径为 30 cm、高度为 30 cm的圆柱形透明有机玻璃箱底部埋入堆体中；
将装有 50 mL 2%硼酸溶液的烧杯放入箱体内用于吸收玻璃箱覆盖范围内挥发的氨，箱顶设
有口径为 0.5 mm气压平衡孔，与软管相连并向上延伸至 2.5 m高，保证箱体内挥发的氨被
吸收完全；于次日 8:00用 0.01 mol·L-1的稀硫酸反滴定，根据稀硫酸用量计算氨挥发量。
氮素损失率和固定率计算参考林小凤等[19]的公式，根据堆肥过程中物料平衡原理估算：
3
%100(%)
00
00 

MN
MNMN
N ii损失率 (1)
式中：N0、Ni分别为堆肥初始、结束时全氮质量分数(以干基计)；M0、Mi分别为堆肥初始、
结束时堆料的干质量。
%100(%) 
损失率
损失率损失率
固定率
CK
PNCK
N
NN
N (2)
式中：NCK 损失率、NPN 损失率分别为对照和保氮剂处理的氮素损失率。
1.4 数据处理
采用Microsoft Excel 2007进行数据整理和作图，SPSS 19.0进行方差分析(ANVON)和显
著性检验(SNK)。
2 结果与分析
2.1 堆肥过程中堆体理化性质的变化
2.1.1 温度 堆肥过程中的温度变化反映了堆体内微生物的代谢活动强度，能很好地反映堆
肥过程中的腐熟程度。由图 1可知，整体上各处理堆体温度变化趋势基本一致，大体分为升
温期、高温期、降温期和稳定期 4个阶段，且由于阶段性翻堆混合的原因，各处理堆体温度
均有 3次明显的降低后升高的过程。从堆肥开始到第二次翻堆混合前，堆肥过程处于升温和
高温阶段，该阶段 3 个保氮剂处理堆温明显高于 CK 处理；保氮剂处理中则以 PN3 处理堆
温为最高，从第 2～14天分别比 PN1和 PN2处理还高出 0.6%～3.8%和 0.2%～2.1%。第二
次翻堆后，保氮剂处理堆温逐渐下降，在堆肥第 16～30天间均低于 CK 处理。就堆体温度
变化情况看，添加保氮剂能加快水葫芦堆肥的升温，促进堆肥过程提前进入稳定期，其中
PN3处理效果最明显。
25
35
45
55
65
75
1 6 11 16 21 26 31 36
堆肥时间 Composting time (d)
温
度
T
em
pe
ra
tu
re
(
℃
)
CK
PN1
PN2
PN3
环境温度 Ambient temperature

4
50
55
60
65
70
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
含
水
量
W
at
er
c
on
te
nt
(%
)
CK PN1
PN2 PN3

13
16
19
22
25
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
全
氮
T
ot
al
n
itr
og
en
(g
•k
g-
1 )
CK PN1
PN2 PN3

10
13
16
19
22
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
有
机
氮
O
rg
an
ic
n
itr
og
en
(g
•k
g-1
)
CK PN1
PN2 PN3

5
400
1100
1800
2500
3200
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
铵
态
氮
N
H
4+
-N
(m
g•
kg
-1
)
CK PN1
PN2 PN3

400
500
600
700
800
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
硝
态
氮
N
O
3-
-N
(m
g•
kg
-1
)
CK PN1
PN2 PN3

0
1500
3000
4500
6000
0 2 7 14 21 28 35
堆肥时间 Composting time (d)
氨
气
挥
发
量
N
H
3 v
ol
at
ili
za
tio
n
(m
g•
kg
-1
)
CK PN1
PN2 PN3

图 1 堆肥过程中温度、含水量、pH值、全氮含量、有机氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量和氨挥发量的
变化
Fig. 1 Changes of temperature, water content, pH value, total nitrogen concentration, organic nitrogen
concentration, NH4+-N concentration, NO3--N concentration and NH3 volatilization during the composting process.
CK: 不添加保氮剂对照 No nitrogen preserving agent; PN1: 1%保氮剂 1% nitrogen preserving agent; PN2: 2%
保氮剂 2% nitrogen preserving agent; PN3: 3%保氮剂 3% nitrogen preserving agent. 下同 The same below.
2.1.2 含水量 堆体水分含量是影响堆肥腐熟进程的重要因素之一，适宜的含水量是增强微
生物活性的必要条件。如图 1所示，堆体含水量整体呈逐渐下降趋势，堆肥开始时各处理水
葫芦的含水量为 66%左右，随堆肥进程的推进，因蒸发和微生物代谢活动对水分的消耗，
导致各处理含水量逐渐下降。相比堆肥开始前， CK、PN1、PN2和 PN3处理含水量在堆肥
6
第 7天时分别降低了 4.1、6.0、5.7和 6.0个百分点；第 14天时则分别降低了 7.8、9.3、9.4
和 9.5个百分点。可能因为保氮剂能为微生物繁殖和代谢提供更适宜的微环境，加速启动堆
肥反应并进入高温期，故在堆肥前期其水分消耗量比 CK处理更大。第 28天之后，由于堆
肥过程进入稳定期，微生物代谢活动微弱，堆体含水量主要受蒸发因素影响，仅呈现出微弱
下降，整体均维持在 50%～55%。
2.1.3 pH 如图 1所示，整体上 4种处理的 pH值均随堆肥时间推移呈先降低后上升、然后
又缓慢降低的趋势；但不同处理的 pH值高低具有明显的差异。堆肥开始时，各处理 pH在
7.88左右，随着堆肥的进行，3个添加保氮剂的处理 pH值均在第 7天降到最低，分别为 7.10、
7.16和 6.99；CK处理的 pH最低值则出现在第 14天，并且显著低于其它处理(P<0.05)。这
是因为堆肥初期升温阶段，堆体内微生物代谢旺盛，能将大量有机质转变成小分子有机酸积
累，且保氮剂本身成酸性，故其 pH 降幅较大。随后各处理 pH 值逐渐升高，3 个保氮剂和
CK 处理的 pH 分别在第 21 和第 28 天达到小高峰，期间保氮剂处理 pH 均显著高于
CK(P<0.05)。表明保氮剂处理能促进堆体中含氮有机物转化为氨态氮，并通过吸收挥发性氨
促进堆体中水溶性铵态氮积累，故其 pH逐渐高于 CK处理。
2.2堆肥过程中氮素组分的含量变化
2.2.1 全氮 由图 1 可知，各处理的全氮含量随着堆肥的进行呈先降低后升高的趋势，最低
值出现在第 7天。这是由于堆肥初期升温阶段微生物活动旺盛，消耗氮素的速率大于总干物
质的减少速率，使堆体干物质全氮含量相对降低。随着堆肥时间推移，4个处理的全氮含量
均逐渐升高，处理间的含量差异也逐渐增大。方差分析表明，从第 14 天至堆肥结束，PN3
处理全氮含量均显著高于 CK处理(P<0.05)，且在第 21～35天时还显著高于 PN1和 PN2处
理(P<0.05)。堆肥结束后，PN1、PN2和 PN3处理全氮含量分别为 19.95、20.35和 21.81 g·kg-1，
分别比 CK高 6.4%、8.5%、16.3%，说明保氮剂在水葫芦堆肥过程中具有较好的保氮效果。
2.2.2有机氮 如图 1所示，4个处理的有机氮含量随堆肥的进行呈先降低后升高的趋势，在
堆肥第 7天达最低。堆肥升温和高温阶段，含氮有机物被微生物或酶促反应分解为无机氮组
分，部分以 NH3 的形式迅速挥发，导致初期有机氮含量下降。随着堆肥时间推移，各处理
的有机氮含量均逐渐升高，处理间的含量差异也逐渐增大。方差分析表明，从堆肥第 14天
到结束，PN3处理有机氮含量显著高于CK和PN1处理(P<0.05)，分别高7.7%～14.5%、5.2%～
8.5%。至堆肥结束时，PN1、PN2和 PN3处理有机氮含量分别为 17.58、18.09和 18.75 g·kg-1，
分别比 CK高 6.1%、9.2%、13.2%。表明水葫芦堆肥过程中添加保氮剂不仅有明显的保氮效
果，还能维持堆体中含氮有机物含量。
2.2.3 水溶性铵态氮 水溶性 NH4+-N 的含量水平可以反映堆肥过程中堆体通气状况和微生
物分解利用有机氮的情况。由图 1可知，整体上各处理水溶性 NH4+-N含量随堆肥的进行均
呈先增加后减小逐渐趋于平稳的变化趋势，在堆肥第 2天达最大值，其中以 PN3处理 NH4+-N
含量为最高，达 2675.08 mg·kg-1。方差分析表明，各处理 NH4+-N含量在整个堆肥过程中增
减幅度不一致，处理间存在明显大小差异。PN1、PN2、PN3 处理 NH4+-N 含量在堆肥第 2
天到结束均显著高于 CK处理(P<0.05)，分别高出 19.6%～126.0%、20.0%～144.4%、24.6%～
178.9%；3个保氮剂处理中 PN1处理则从第 7天开始显著高于 PN2和 PN3处理(P<0.05)，
后二者间则无显著差异(P>0.05)。表明相较于 CK 处理，保氮剂在高温堆肥过程中能增加堆
体中 NH4+-N含量，这是因为其中的硫酸亚铁、过磷酸钙等能将堆体中易分解挥发的碳酸铵
转化为比较稳定的酸性磷酸铵或硫酸铵。
2.2.4水溶性硝态氮 如图 1所示，4个处理中水溶性 NO3--N含量都表现为先升高后略微下
降然后再上升的变化趋势。堆肥开始时，CK、PN1、PN2 和 PN3 处理的水溶性 NO3--N 含
量大小相近，分别为 445.35、454.32、434.70、437.60 mg·kg-1。随着堆肥时间推移，堆体中
好氧微生物活性增强，大量有机态氮分解成无机氮，使水溶性 NO3--N含量略有上升；随后
由于堆肥过程处于高温阶段，堆温过高抑制了硝化细菌的生长，同时在氨化细菌作用下，
NO3-N被还原成 NH4+-N，堆肥第 7天水溶性 NO3--N含量略微下降。同时，从堆肥第 7天开
始，不同处理间开始出现明显的含量差异，PN1、PN2和 PN3处理整体上均显著高于 CK处
理(P<0.05)；到堆肥结束时，CK、PN1、PN2和 PN3处理水溶性 NO3--N含量分别比堆肥初
期增加了 42.5%、55.2%、60.8%、68.0%，以 PN3处理增幅最为明显。这可能是因为保氮剂
能为硝化细菌的代谢和繁殖创造更加适宜条件，增强堆体中含氮物质的硝化作用，使水溶性
NO3--N含量明显增加。
7
2.3 堆肥过程中 NH3挥发变化
根据堆肥过程中 NH3挥发量监测结果可知，NH3挥发主要集中在堆肥的升温期和高温
期阶段。如图 1 所示，整个堆肥过程中 4 个处理 NH3挥发量的变化一致，均呈先升高后下
降趋势，各处理的最大 NH3挥发量均出现在第 7天，最大值在 2983.20～4376.37 mg·kg-1。
从堆肥第 2~21天，3个保氮剂处理的水葫芦堆肥体NH3挥发量均显著低于CK处理(P<0.05)，
且以 PN3处理 NH3挥发量最低，分别比 PN1和 PN2处理还低 18.2%～29.7%、7.5%～25.1%；
PN1 和 PN2 处理则分别比 CK 低 16.7%～39.6%和 24.1～42.1%。表明添加化学保氮剂对水
葫芦堆肥过程中第 2～21 天的 NH3挥发具有明显的抑制作用，可显著降低水葫芦堆肥过程
中的 NH3挥发量，且抑制效果随着保氮剂用量增加而增强。
2.4 堆肥过程中氮素的固定效果
如图 2可知，CK、PN1、PN2、PN3处理的氮损失率分别为 15.2%、10.5%、9.0%、4.2%，
3个保氮剂处理氮素损失率均显著低于 CK处理(P<0.05)，保氮剂处理中 PN3又显著低于其
它两个处理(P<0.05)。各处理氮素固定率则与损失率相反，PN1、PN2、PN3 处理的氮素固
定率分别为 31.3%、40.7%、72.2%，其中 PN3处理显著高于 PN1、PN2处理(P<0.05)，分别
是后两者的 2.30和 1.77倍。可见，添加保氮剂具有显著的固氮效果，明显减少了堆肥过程
中因氨挥发而导致的氮素损失，且在当前处理中保氮剂用量越多，氮素固定效果越好。
0
10
20
30
40
CK PN1 PN2 PN3
处理 Treatments
氮
素
损
失
率
N
itr
og
en
lo
ss
ra
te
(%
)
0
20
40
60
80
氮
素
固
定
率
N
itr
og
en
fi
xa
tio
n
ra
te
(%
)
氮素损失率 Nitrogen loss rate
氮素固定率 Nitrogen fixation rate

图 2 不同处理的氮素损失率和固定率
Fig. 2 Nitrogen loss and fixation rates under different treatments.
3 讨论
高温好氧堆肥是在适宜的条件下微生物将有机物料分解转化为安全、稳定、便于运输和
贮存的有机肥或土壤调理剂的好氧发酵过程，整个过程受堆体温度、含水量、酸碱度、外源
添加剂和微生物活动等因素共同作用[20-23]。温度和含水量是评价堆肥腐熟进程的重要指标，
适宜的水、热状况是微生物维持最佳活性的必要条件，这与堆体中微生物的活性强弱、有机
物的降解速率以及物料腐熟进程直接相关[24]。本研究中，在堆肥升温期和高温期阶段保氮
剂处理堆温明显比 CK处理高，在降温阶段又低于 CK处理；而含水量与堆温有所不同，从
堆肥第 7~21天，PN1、PN2和 PN3处理的堆体含水量均低于 CK处理，分别低 1.2%～2.8%、
2.4%～3.6%和 3.1%～4.0%。表明添加保氮剂加快了堆肥反应的启动速度和腐熟进程，使堆
肥过程提前进入稳定期，进而缩短堆肥所需的时间。其原因可能是由于保氮剂能吸附养分或
填充堆体空隙，为嗜热微生物的活动提供良好的微环境，使微生物在短期内大量繁殖，进而
促进有机物降解产热[22,25]；与此同时，堆体高温能加速堆体水分的消耗，使堆体含水量维持
在 50%～55%，为堆肥腐熟过程中微生物繁殖和代谢提供了最佳水热条件[24]。
适宜的酸碱度可使微生物有效地发挥作用，堆肥过程中保氮剂的加入减少了堆体的氨挥
发损失，从而保留堆体中的有效氮[26]；同时有效地减轻了空气异味，起到了除臭和保护环
境的作用。本研究中，添加保氮剂在堆肥前期明显降低了堆体 pH，但在堆肥中、后期却促
进堆体 pH提升，甚至在部分阶段其 pH显著高于 CK处理(P<0.05)。这是由于保氮剂含硫酸
亚铁和过磷酸钙，添加后能降低堆体 pH，有利于堆肥前期吸收由含氮有机物转化而成的氨，
8
降低了堆肥高温阶段氨挥发量。随着堆肥时间推移，进入堆肥降温期和稳定期，保氮剂中的
硫酸亚铁、过磷酸钙等能继续与堆体中的铵根离子反应生成比较稳定的磷酸铵、硫酸铵或硫
酸亚铁铵等[14-15,27]，阻止含氮有机物分解产生的 NH4+-N向 NH3的转化，促进堆体中铵态氮
的积累，故保氮剂处理的 pH在堆肥中后期有所提升。
在堆肥过程中，外源调理剂的添加能不同程度地控制氮素损失，但保氮调理剂种类不同
对有机物料的保氮效果有所差异[27-29]。林小凤等[19]将氯化铁、过磷酸钙及其混合物作为保
氮剂应用于鸡粪与麦秸混合堆肥中，结果表明保氮剂处理的总氮、铵态氮、硝态氮等均不同
程度增加，保氮效率随保氮剂用量的增加而提升，最高达 85%；郑瑞生等[30]研究不同比例
沸石对猪粪堆肥过程中保氮效果的影响，结果表明沸石能抑制堆体氨挥发，降低铵态氮含量，
但也降低了总有机氮含量；史春梅等[31]以猪粪和玉米秸秆混合作原料，添加氢氧化镁+磷酸、
磷酸、磷酸二氢钾+氯化镁和磷酸二氢钙+氯化镁作为固氮剂，研究表明各固氮剂处理均能
提升堆体铵态氮含量，固氮率也达 58.3%～75.9%，不过却显著降低了硝态氮含量。本研究
结果表明，3个保氮剂处理在堆肥过程中的氨挥发总量仅为 CK处理的 57.6%～74.1%，堆肥
结束后它们的全氮、有机氮、铵态氮、硝态氮含量分别比 CK处理高 6.4%～16.3%、6.1%～
13.2%、0.2%～1.3%、10.2%～15.9%，其中有机氮、铵态氮和硝态氮的含量变化均与前人的
研究结果不尽一致。这是因为保氮剂种类和有机物料来源不同，堆肥过程中的保氮原理不尽
相同。总体来讲，保氮剂处理能明显减少堆体氨挥发、降低堆体氮素损失，且在本试验梯度
下用量越多效果越好。可能是由于随着堆肥的进行，过量的硫酸亚铁可电离产生金属阳离子，
过磷酸钙可水解产生 H+，能打破 NH3和 NH4+间的平衡，使堆体中氮素主要以铵盐形态存在
而降低 NH3挥发[29,32-33]；同时，过量的 Fe2+和腐殖酸根还能与含氮类水溶性有机物发生络合
反应，生成氨类络合物，进一步抑制了水葫芦堆肥过程中有机氮转化为无机氮的过程[34]。
4 结论
1) 保氮剂添加能促进水葫芦堆肥前期温度升高，加速堆体水分消耗，加快了堆肥启动
速度；同时，保氮剂处理的堆温在堆肥中、后期明显低于对照处理，使堆肥提前进入稳定期，
缩短了堆肥时间。
2) 保氮剂能调节堆体酸碱度、改善堆体微环境，明显减少堆体氨挥发，促进堆体中有
机氮、硝态氮等氮组分含量的提升，显著降低了堆体氮素损失率，且在本试验梯度下用量越
多效果越好。
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作者简介 李 森，男，1989 年生，硕士，助理研究员.主要从事农林废弃物资源化利用研究．E-mail:
senli_08@yeah.net
责任编辑 肖 红
李森,罗雪梅,涂卫国,等. 保氮剂对水葫芦堆肥进程及氮素损失的影响. 应用生态学报, 2017,
28(4):
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