2016, Vol. 37
2. 中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地, 北京 100012;
3. 兰州交通大学环境与市政工程学院, 兰州 730070
, HE Xiao-song1,2
, XI Bei-dou1,2,3 , GAO Ru-tai1,2 , ZHANG Hui1,2 , HUANG Cai-hong1,2 , DANG Qiu-ling1,2
2. Innovation Base of Groundwater and Environmental System Engineering, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;
3. School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
集约化养鸡业的迅速发展导致鸡粪产量急剧增加，处置不当可对地表水及地下水造成污染，因此鸡粪处置成为制约养鸡业发展的一个重要因素.堆肥是鸡粪一种有效的资源化处理方式，经过堆肥腐熟的鸡粪可作为调节剂改良土壤.堆肥过程中有机质的转化主要集中在堆料表面的一层薄薄的液态膜中进行的，有机物溶于水后才易被微生物吸收利用，因此水溶性有机物(dissolved organic matter,DOM)被广泛应用于研究堆肥过程有机物结构演化特征[1, 2].
堆肥DOM成分复杂，其组成和结构在堆肥过程中会发生分子聚合度、芳构化和腐殖化变化[3~8].但前人研究多采用荧光光谱技术或紫外-可见分光光谱等，这些技术虽然应用广泛，却不能从分子骨架结构和官能团构成等方面揭示堆肥有机物各种精细结构的演化.由于堆肥DOM组成的复杂性，对其直接分析较困难,而将复杂化合物分成结构和性质相对单一的组分，是降低有机物复杂性的有效方法[9, 10].前人研究堆肥多集中在总体DOM的宏观变化特性上[11~14]，而对其分组后组分的变化研究较少.将DOM分组的方法很多，但Leenheer[15]提出将化合物按极性和电荷特性不同的方法分组，能更好地揭示DOM与污染物的作用机理.本研究将Leenheer的分法稍作修改，即亲水性组分没有进一步再分组，从疏水酸性组分中进一步分离出酸不溶组分，简化了多种树脂更换的操作步骤，而且减少分离过程中可能受到的污染.
本研究拟采用元素分析、核磁共振及红外光谱技术研究堆肥DOM不同组分的组成及变化，通过有机质元素组成、分子结构及官能团等微观方面分析堆肥有机质转化规律，以期为改善堆肥工艺，合理使用堆肥提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 堆肥材料与设备新鲜鸡粪采集于北京市昌平区某养鸡场，用作膨松剂和调节 C/N 的锯屑和干草取自中国环境科学研究院.堆肥起始调新鲜鸡粪、锯屑和干草的配比为6 ∶2 ∶1，C/N 约为 26，混合物料含水率为50%~60% (质量分数). 堆肥物料的基本理化性质见表 1.
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表 1 堆肥物料基本理化性质 Table 1 Basic characteristics of composting materials |
堆肥在一静态堆肥设备中进行，该设备的核心部分是一个高400 mm，宽330 mm的圆桶.装置顶部连接一个6 mm的气体导管，装置底部是一个多孔金属盘，用以盛装堆肥混合物料，使氧气均匀分布.该堆肥系统底部与鼓风机相连，用以堆肥过程供氧，堆肥圆筒壁上安装温度探头用以探测堆肥过程温度变化.
1.2 堆肥过程与样品采集34 L堆肥物料用于堆肥实验，在反应前3 d，堆体温度由25℃迅速上升到50℃，并在第4 d达到最高温度(63℃).反应进行至第7 d后温度开始下降，并在第16 d稳定在环境温度.对堆肥物料进行翻堆并将含水率调到50%~60%(质量分数)范围内进行二次发酵. 在堆肥的1、8、16、28及40 d，分别从堆体顶部至底部的不同点位采集3份样品，混合均匀后于-55℃冷冻干燥，磨碎，筛得粒径<1 mm后用于DOM提取.
1.3 DOM提取与制备取冷冻干燥并磨碎后的干燥粉末堆肥样品,按物料干重与超纯水1 ∶10(固液比1 ∶10，质量浓度)，加入超纯水，室温下200 r ·min-1水平振荡24 h，悬浊液于4℃、12 000 r ·min-1下离心20 min，迅速将上清液过0.45 μm醋酸纤维滤膜，滤液中的有机质即为DOM.所得滤液-54℃下冷冻干燥，得固体粉末保存备用.
1.4 DOM分组将Leenheer[15]的分组方进行部分修改，保留亲水性组分这个整体.将不同阶段堆肥DOM分成5种组分：疏水酸性组分(hydrophobic acids,HOA)、疏水中性组分(hydrophobic neutrals,HON)、疏水碱性组分(hydrophobic bases,HOB)、亲水性组分(hydrophilic matter,HIM)及酸不溶性组分(acid insoluble matter,AIM).步骤如下. 将XAD-8树脂浸泡于0.1 mol ·L-1 稀NaOH溶液中，室温放置24 h，进一步用丙酮和己烷轮流抽提12 h去除有机物后，浸泡于甲醇中，按比例装填有机玻璃层析柱，用甲醇多次冲洗柱中树脂颗粒以去除丙酮和己烷，最后用超纯水反复冲洗树脂柱中甲醇直至淋出水DOC浓度小于1 mg ·L-1.
① 将待分离组分的DOM样品以1 mL ·min-1的速度淋过XAD-8树脂柱，再用1～2倍树脂柱体积的超纯水淋洗树脂柱直至洗净.
② 用0.25倍树脂柱的0.1 mol ·L-1 HCl溶液反冲洗XAD-8树脂柱，再用1.5倍树脂柱体积的0.01 mol ·L-1 HCl溶液反冲洗柱体，收集反洗液，即得到HOB组分.
③ 将步骤①中树脂柱未吸附的成分用6 mol ·L-1 HCl溶液将pH值调至2，并在3 000 r ·min-1条件下高速离心，所得褐色沉淀即为AIM组分，将其溶于0.1 mol ·L-1 稀NaOH溶液中； 所得上清液淋洗过XAD-8树脂柱，用1倍树脂柱体积的0.01 mol ·L-1 HCl溶液淋洗，树脂柱上非吸附成分即为HIM组分.
④ 用0.25倍树脂柱体积的0.1 mol ·L-1 稀NaOH溶液反冲洗树脂柱，再用1.5倍树脂柱体积的超纯水反冲洗，收集反洗液，反洗液中有效组分即为HOA组分.
⑤ 用真空泵将XAD-8树脂柱柱中液体抽干，倒出树脂，室温下放置风干15 h，然后用无水甲醇在索氏抽提器中反复抽提树脂颗粒，溶于甲醇中的有机物即为HON组分.
1.5 元素分析对冷冻干燥后的样品进行元素分析，将待测样品与氧化钨粉末混合包装后，碾压呈直径约6 mm，厚度1 mm的小片，使用Vario Macro型元素分析仪测定其中的C、N、H及S的质量分数.
1.6 1H-NMR分析将一定量的堆肥固体粉末置于0.5 mL DMSO-d6中，超声溶解后，在干燥环境下将溶解液小心吸入5 mL样品管中盖严.在Bruker DRX500仪器上进行核磁共振测定，测定条件为：共振频率79.452 MHz，取样时间2 s，90°脉冲,脉冲间隔4 s.
1.7 FTIR分析将1 mg DOM固体粉末与200 mg干燥的KBr(光谱纯)混合，研磨均匀后放入含有P2O5的干燥器中干燥24 h，10 t ·cm-2下压成薄片，采用Nicolet Nexus红外分光光度计，在4 000~400 cm-1下进行红外光谱扫描，光谱扫描的分辨率为2 cm-1，扫描波数为64.
2 结果与讨论 2.1 不同亲疏水-极性组分含量分析图 1为不同堆肥时期DOM中不同组分相对含量变化，从中可知，在堆肥DOM的5种组分中，HIM和HOA组分的含量(质量分数)最高，其在堆肥过程中分别分布在32%~44%和35%~47%间，随着堆肥的进行，HIM组分的含量呈下降趋势，而HOA呈上升趋势.Zech等[16]、Qualls等[17]及Nambu等[18]对森林土壤DOM组成研究时发现HOA占总DOC的50%~55%及52%~71%，而本研究中HOA组分不同阶段堆肥DOM的最大组分，最高可达46.87%，与上述研究结果一致.以往的研究多将AIM组分归到HOA组分中，本研究通过沉淀和离心将其分离出来.该组分含量在堆肥初期为4.58%，经过40 d的堆肥后，其在DOM中的含量增至10.95%.已有研究中HOA和AIM的分离和提取方法类似富里酸和胡敏酸提取的方法[10, 19]，因此HOA和AIM可视为富里酸类物质和胡敏酸类物质，堆肥过程中这两类物质的增加显示腐殖质类物质不断增多.HON组分在堆肥过程中的含量分布在6.00%~10.00%间，堆肥初期含量最高，经堆肥后其在DOM中的含量降低了.代静玉等[9]对土壤DOM的研究显示，HON组分为AIM合成的前体物质，其最终转化为AIM组分，HON组分可能代表腐殖质形成的中间阶段.堆肥DOM中含量最低的为HOB，其在堆肥过程中含量分布在5%~10%，这与代静玉等[9]、David等[20]对土壤DOM组成研究所的结果一致，即HOB是DOM中含量最低的组分.
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图 1 堆肥不同阶段DOM各组分分布情况 Fig. 1 Distribution of DOM and its fractions at different composting stages |
表 2显示，堆肥1、8、16、28及40 d DOM中疏水性组分(包括HOA、HOB、AIM及HON)与亲水性组分(HIM)的含量比依次为1.52、1.32、1.41、2.07及2.12，在堆肥过程中呈增加趋势，从堆肥初期的1.52上升堆肥结束的2.12，增长了28%,显示经过堆肥后，DOM中疏水性物质相对含量增加，而亲水性物质相对含量减少，即DOM的疏水性增强了.
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表 2 堆肥过程中不同亲疏水-极性组分的绝对含量 Table 2 Contents of different hydrophilic/hydrophobic and polar fractions during composting/g ·kg-1 |
2.2 元素组成及变化
元素分析常用于分析有机物的性质及来源[21~24].如表 3、4所示,N在HOB组分中含量显著偏高，这与HOB中含较多有机氮类化合物如尿素、嘧啶、氨基酸等有关[15]，N在HIM组分中含量也较高，这可能与该组分未去除无机盐、含有较高的氨氮所致.C在HOA组分中含量最高，这是由于该组分腐殖化程度最高所致.S在HIM组分中含量最高，当将含有这种组分的堆肥施入土壤后，会增加络合土壤中重金属的能力.
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表 3 鸡粪DOM按极性分组后各组分元素组成变化 Table 3 Elemental composition of DOM and its fractions |
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表 4 鸡粪DOM按极性分组后各组分经堆肥后元素组成变化幅度 Table 4 Variation of elemental composition of DOM and its fractions during composting |
随着堆肥的进行，鸡粪堆肥DOM样品5个组分的N、C、S含量基本呈增加趋势，N含量增加值依次为HIM(6.16%)>HOA(6.09%)>HOB(5.16%)>HON(2.60%)>AIM(2.20%)，C含量增加值依次为HOA(62.17%)>HON(24.44%)>HIM(21.93%)>AIM(18.07%)>HOB(3.18%)，S含量增加值依次为HIM(13.44%)>HOA(4.01%)>HON(3.89%)>HOB(1.29%)>AIM(0.79%)； 在HOA和HOB组分中，H含量基本不变，变化值分别为0.22%和0.04%，而在HIM、AIM及HON组分中H含量则呈递减趋势，下降值依次为2.28%、2.65%及0.95%.
为获取更多堆肥DOM组分组成特征与变化规律，分别计算了各组分N/C、S/C及H/C的含量比值.腐殖质类物质的H/C比通常为1.0左右，显示其主要结构为芳香骨架[21].如表 3所示，至堆肥末期，HOB组分的H/C值高于1而其余组分均明显低于1，表明堆肥结束后HOB中碳氢饱和度高，碳水化合物、羧基类物质[12]较多.整个堆肥周期中，尽管出现波动，但到达堆肥结束时，DOM各组分的H/C值显著降低，降幅均在55%以上，具体为HIM(99.33%)、HOA(86.07%)、AIM(98.76%)、HOB(57.17%)及HON(60.00%)，显示堆肥过程中芳香结构增加的同时脂肪类官能团减少了.与此相反的是，堆肥过程各分组组分的N/C与S/C值呈递增趋势(表 3).N/C比最高增幅为AIM(77.78%)，S/C比最高增幅为HON(71.43%)，随着堆肥的进行，有机物不断被分解，C多以CO2的形式损失而减少，而N、S则多以NH3、H2S等气体形式挥发损失，然而由于N、S含量的下降稍缓慢于C，因而N/C、S/C值增加缓慢或偶有跳动下降.另一方面，未能完全去除无机物如铵盐及所提取的DOM不纯，或分组过程中造成的样品不纯也会引起N/C、S/C值的上升[25].同时发现，各组分中HOB的N/C值最高，为2.73~4.66，说明该组分中可能有富含氮的物质存在[9].
2.3 H骨架组成及变化鸡粪堆肥DOM各组分的1H-NMR图谱如图 2所示.各组分在化学位移0.5~3.1δ区均显出很多强弱不等的尖锐信号峰，其中0.5~1.0δ归属于多支链脂肪族结构和聚亚甲基链的末端甲基中H的吸收，即为γ—H[26]； 1.0~1.9δ段出现的信号峰归属于脂肪族结构中亚甲基H的吸收，即为β—H[27]； 1.9~3.1δ则主要归属于与各官能团连接的脂肪族α—H[10].将各组分不同堆肥阶段的γ—H、β—H及α—H相对含量按公式(γ/3+β/2)/(α/2)+1计算得到N值，表征各组分烷基链烃的含量.由表 5数据可见，HON组分中烷基链烃—H相对含量最大，达80%以上，显著大于其他组分，同时HON组分的N值也最大，平均约4.22，表明HON组分中烷基链烃物质含量最多，且支链最长，分支少； 相反HIM组分中烷基链烃—H相对含量仅为37.5%，N值平均为1.36，明显低于其他组分，其烷基链烃的含量最少，支链最短，分支较多[15].Chefetz等[26]用13 C-NMR波谱也证实烷基C是堆肥DOM组分HON的主要结构.由表 5知，HOA组分N值呈先上升后下降的变化趋势，可能是堆肥初中期时中间物质转化不完全，而至堆肥末期大量中间物质转化成大分子有机质，该类物质含碳量较高(见表 3)且饱和度较低，其N值略有下降； 其余4种组分在堆肥不同阶段N值呈递增趋势，表明各组分中烷基链烃的含量不断上升，进一步证实了经堆肥后，各组分饱和度均有所提高，堆肥趋于稳定化，施入土壤后可改善土壤肥力，可通过调控堆肥的品质来进一步控制其环境效应.
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图 2 鸡粪DOM各组分不同堆肥阶段1H-NMR图谱 Fig. 2 1H-NMR spectra of DOM fractions at different composting stages |
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表 5 鸡粪DOM按极性分组后组分中各类质子的相对含量 Table 5 Relative contents of protons in DOM and its fractions |
根据报道可知[27]，1H-NMR化学位移主要分为3个区：① 0.5~3.1δ区，该区信号主要源于多支链脂肪族结构和聚亚甲基链的末端甲基中H的吸收； ② 3.1~5.5δ区，该区为连氧(或氮)碳上的H(主要为碳水化合物、有机胺、含甲氧基类物质)与脂环族H的吸收，该区内4.4~5.5δ区为水峰，分析时可将其扣除； ③ 5.5~10.0δ区,该区信号主要归属于芳香结构中的H的贡献，本研究中各组分在3个化学位移区均存在不同程度的吸收.将样品的总积分面积扣除溶剂峰的积分面积后的总H量假定为100%，各段化学位移H的积分面积占总H量的百分比如表 5所示.
表 5数据显示，从堆肥初期至末期HOA、HOB及AIM组分0.5~3.1δ区H含量百分比分别从76.90%、35.50%、42.00%下降至59.80%、34.10%、40.20%，反映了堆肥过程脂肪族结构的不断分解减少，而HIM和HON组分则从12.40%和41.90%上升至37.50%和81.60%，表明这两种组分中脂肪族结构随堆肥的进行缓慢累积.表 5还显示，HOB、HIM及HON组分3.1~4.4δ区H含量百分比均呈明显下降趋势，降幅最高达73.00%(HON)，而HOA及AIM组分在堆肥末期结束前依然呈下降趋势，仅在堆肥结束时有波动升高现象，表明随堆肥过程的进行，碳水化合物、羧基类物质等不断分解减少.5种组分5.5~10.0δ区H含量百分比除HIM和AIM组分外均呈升高趋势，增加了近1.0倍，表明堆肥过程也是芳香族结构缓慢形成累积的过程.
观察图 2中各图发现HOA组分在0.5~1δ、1.8~2.0δ、3.75~4.0δ、4.0~6.0δ及8.0~8.5δ处均存在不同程度的信号峰，但强度不高，表明HOA组成较复杂，含有脂肪族结构和聚亚甲基链末端甲基中的H、亚甲基H、甲氧基H、碳水化合物及内酯上与碳相连的H及芳香结构中的质子H等多种形态H.而HOB组分在4.6~4.8δ处吸收峰宽度较大，表明其碳水化合物或内酯上与碳相连的H数量较多； 同时发现HOB组分在7.25δ处有一尖锐的信号峰,归属于芳香环连接H的吸收，可见HOB组分中含有较多的芳香族类物质.而HIM组分在3.1~4.4δ处有明显规律的尖锐信号峰，主要归属于甲氧基上H的吸收[20]，同时HIM组分在7.0δ处存在明显信号峰，表明该组分中存在芳香结构连接的质子H，但随着堆肥的进行，信号峰强度下降，可能转化为其他形态的H.而AIM组分及HON组分主要在0.5~2.0δ处有明显规律信号峰，表明其含有较多脂肪族结构中亚甲基和聚亚甲基相连的H.
图 3中各谱图信息及表 5中数据均可见化学位移3.1~4.4δ段各组分都出现了很强的信号峰，表明5种组分都含有碳水化合物、有机胺和甲氧基类物质，从计算结果(表 5)可知，HIM、HOB及HOA组分中碳水化合物含量相对较多，而HON组分中碳水化合物含量则最少.然而，溶剂中残余水的吸收峰也在4.4δ位移处出现，可能增加了碳水化合物的相对含量.因此，这一段的信号峰主要是由活泼氢及残余水溶剂峰的共同贡献.故该峰段的峰值仅提供参考价值，需测定碳谱后进行详细讨论分析.
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图 3 鸡粪DOM各组分不同堆肥阶段红外光谱变化 Fig. 3 FITR spectra of DOM fractions at different composting stages |
胡敏酸类物质(HA)是腐殖质的主要组成成分，只溶于稀碱而不溶于稀酸，呈褐色，主要由芳香环等结构构成，分离组分时发现AIM组分颜色偏暗褐色，且不溶于稀酸，由表 3元素分析数据可知其C、N的含量较H含量高，且C/H比较高，由表 5数据可知AIM酸不溶性组分的N值也较高，说明其含有大量长链烷烃类物质，元素分析及核磁共振两种方法的研究结果均指示，AIM组分与HA性质相似.
2.4 官能团组成及变化红外光谱中主要特征吸收带及对应的官能团如下：3 000 cm-1(O—H伸缩、脂族C—H)； 2 930 cm-1(C—H伸展)； 2 027 cm-1(烯烃C C C的骨架振动)； 1 650 cm-1(COO—对称伸缩、芳族C C伸缩)； 1 406 cm-1(COO—伸展、酚的OH变形和C—O伸缩)； 1 112 cm-1(多糖C—O伸缩)； 1 103 cm-1(二元醇或醚的C—O伸缩)[22].
堆肥DOM分组后5种组分在不同堆肥阶段(1、8、16、28和40 d)的红外光谱如图 3所示.分析5种组分红外图谱发现,至堆肥结束，同一组分不同堆肥阶段有机质的红外光谱谱形略有相似(图 3)，说明同一组分不同堆肥阶段DOM官能团组成基本一致，吸收峰强度上的差异仅表征官能团数量上的增减变化.
然而5种不同组分在同一堆肥阶段的某些特征峰吸收强度上有不同程度的差异，表明5种不同组分在同一堆肥阶段其有机质的结构单元和官能团数量有明显差别，观察发现，5种不同组分官能团构成差异显著(图 3)，导致其红外光谱吸收峰谱形变化明显，这也进一步体现了分组这一研究手段的优越性，具有相似特征、相似类型官能团的物质被很好地分离成同一组分.
HOA组分主要在1 406 cm-1及1 260 cm-1附近存在吸收峰，这一区域主要代表多醇类、羧酸类及酯类C—O的伸缩振动，证明HOA组分构成较复杂，同时发现，HOB及HIM组分在该区域也有振动吸收峰，不同的是这两种组分在1 260 cm-1附近的吸收峰强度明显弱于HOA组分.HIM组分在870 cm-1附近吸收峰较显著，这主要是由于苯环C—H面外弯曲振动引起，是苯环类物质的特征峰，而AIM及HON组分在870cm-1附近处也略有吸收峰出现.脂肪族饱和C—H键的伸缩振动吸收区主要在2 960~2 850 cm-1，而HON组分在2 900 cm-1附近有明显的振动吸收，这与H骨架核磁共振分析结果一致； 同时发现HON组分在1 300~1 800 cm-1范围内有强弱不等的吸收峰，1 706 cm-1代表醛、酮、羧酸和酯C O的伸缩振动峰，1 456 cm-1代表N—H弯曲振动中等强度吸收峰，这些峰的存在表征HON组分中存在部分—NH2及—COOH.
有研究指出[28]，堆肥过程中DOM的变化可通过不同吸收峰强度之比进行系统分析，则DOM分组后不同组分的红外光谱峰强度之比也可反映其有机质变化规律.通常情况下，选取1 650 cm-1(芳香C)峰密度分别与2 930 cm-1(脂肪族C)、1 406 cm-1(羧基C)及1 112 cm-1(多糖)处峰密度的比值变化来判断堆肥的芳构化程度及腐熟度(表 6).
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表 6 鸡粪DOM按极性分组后各组分红外光谱特征峰强度比值 Table 6 Ratio of DOM fractions characteristic peak density in different treatments |
如表 6所示，经过40 d的堆肥，各组分1 650(芳香C)/2 930(脂肪族C)的比值均有所提高，最低增幅为30.77%(HOA)，最高可达74.75%(HOB)，表明随着堆肥的进行，5种组分中芳香C含量不断增加而脂肪族C含量不断减少，可能是由于聚合物的形成或脂肪族物质被降解导致，这一研究结果与元素分析结果一致.堆肥初期的8~16 d内，1 650(芳香C)/1 406(羧基C)的比值稳步下降，而后一直增加，根据Iqbal等[29]的研究发现，堆肥过程中羧基C和芳香C的含量均会缓慢增加，但不同的增加速度和比例可能是二者比值变化趋势形成的原因，说明堆肥初期各组分中芳香C的增加速度较羧基C的增加速度缓慢，但堆肥中后期各组分中芳香C迅速增加.1 650(芳香C)/1 112(多糖)的值不断增加，表明多糖类物质不断降解，而芳香族类物质逐渐累积增加，这可能是由于微生物降解释放的能量和芳香物质的相对增加而导致多糖的优先降解[30].同时1 406(羧基C)/2 930(脂肪族C)的比值也不断增加，且增加幅度极大，进一步证明随着堆肥的进行，5种组分中脂肪族类物质降解迅速.以上4种结果均能表明，脂肪族和多糖类易于降解物质在堆肥过程中均会明显减少，而芳香族类及腐殖质类稳定且不易降解的物质在堆肥过程中却会显著增加，从而使堆肥逐步趋于稳定化，芳构化程度提高，这与未分组DOM的演化规律是一致的.
3 结论(1) 鸡粪堆肥DOM分组组分中，HOA和HIM组分所占比重最高，其次为HOB和HON组分，而AIM组分所占比例最少.
(2) 元素分析显示鸡粪堆肥DOM各分组组分N、C、S含量基本呈增加趋势，而H含量则基本呈下降趋势； N/C比和S/C比最高平均值为HOB组分的3.361和0.191，而N/C比最高增幅为AIM(77.78%)，S/C比最高增幅为HON(71.43%)； H/C比降幅均在55%以上，最高为HIM(99.33%)，最低为HOB(57.17%).
(3) H谱核磁共振结果显示HON组分中烷基链烃物质含量最多，且支链最长，分支少，相反HIM组分中烷基链烃的含量最少，支链最短，分支较多； AIM组分结构组成同胡敏酸类物质相似； HIM、HOB、HOA中碳水化合物含量相对较多，而HON中碳水化合物含量则最少.
(4) 红外光谱研究发现，随堆肥的进行，鸡粪DOM不同组分中芳香C含量逐渐累积增加，且初期增加速度较羧基C含量增加缓慢而后期增加迅猛； 与此同时，脂肪C和多糖类物质不断降解或转化为腐殖质类物质.
(5) 经堆肥后，伴随蛋白类物质、脂肪族化合物及多糖类物质的不断降解，DOM各组分中的大分子化合物、芳香族类物质及类腐殖质类物质不断合成.
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