水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程的影响

通过预处理技术打破秸秆中的木质纤维素复杂结构,能够有效加速秸秆的分解过程。为了探讨不同秸秆预处理方法对秸秆与畜禽粪便混合堆肥效率的影响,通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2,C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。运用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对预处理前后的水稻秸秆进行了分析,并通过比较不同处理堆肥过程中温度、p H、水溶性铵态氮/水溶性硝态氮(NH+4-N/NO-3-N)、电导率(EC)、T值[(C/N)终点/(C/N)起点]和种子发芽率(GI)的变化来研究不同预处理方法对堆肥腐熟过程的影响,通过对比堆肥产物总养分含量来进一步确定最优的秸秆预处理方式。结果显示,秸秆腐熟剂预处理能够有效破坏水稻秸秆细胞壁和复杂的纤维结构,使其内部组织暴露、出现大量的孔隙和微孔道。氢氧化钙预处理也能对水稻秸秆结构产生破坏,但其内部组织暴露较少,几乎没有微孔;秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理,其破坏性强于氢氧化钙处理,且处理时间越长效果越好。相比对照,秸秆腐熟剂处理后能够缩短堆肥高温期8~13 d。堆肥结束后,所有秸秆预处理的堆体p H均降至8.5以下;B1、B2、C2的NH+4-N/NO-3-N小于0.5,符合腐熟评价标准,但CK和C1未达到腐熟标准;除B2外各处理T值均低于0.6,所有处理的GI均在堆肥第28 d达到50%。秸秆预处理后的堆体总养分含量均高于CK(CK、B1、B2、C1、C2的总养分分别为11.09%、11.49%、13.29%、11.75%、11.37%),其中B2总养分含量显著高于其他处理。总体来看,秸秆预处理可以加快堆体的腐熟过程,提高堆肥产物质量,其中采用秸秆腐熟剂预处理20 d的效果最为明显。     

不同C/N比对堆肥腐熟度和含氮气体排放变化的影响

NH_3和N_2O等含氮气体的排放不仅对堆肥腐熟度和堆肥产品的品质产生影响,同时也与环境污染有直接关系.本研究以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,采用好氧堆肥的方法,探讨了不同C/N比对堆肥腐熟度及NH_3和N_2O等含氮气体排放变化的影响.结果表明,C/N比为15、20、25和30处理的高温期持续时间分别为2、5、13和12 d;C/N比为25处理的堆肥积温最高,达21 331℃·h,较C/N比为15、20和30处理的堆肥积温分别提高了89.3%、21.9%和7.14%.堆肥结束时.各处理的全碳降解率以C/N比为25的最大,达24.55%;全氮含量除C/N比15下降了9%之外,其他堆肥处理均较堆制前有明显提高;除C/N比为15堆肥的种子发芽率未达到腐熟外,其他3个处理腐熟度指标均达到要求.氨气累积释放量随C/N比的升高依次降低;各处理N_2O的排放量差异不大,堆肥高温期N_2O排放通量最火,随着堆肥的进行,排放量逐渐减少.     

碳氮比对猪粪堆肥腐熟度的影响

为提高畜禽粪便堆肥的效果,以猪粪为基质,锯末与秸秆为调理辅料,研究堆肥材料初始C/N为19~33∶1时不同堆制时间与腐熟度有关的温度、pH、种子发芽率和堆体C/N变化等指标。结果表明:堆肥温度以锯末为调理辅料的效果优于秸秆,但均符合《粪便无害化卫生标准》(GB 7959—2012)要求;堆料较为适宜的C/N为(23~27)∶1。堆肥过程结束时(22d)pH均维持在8.0~9.0,培养的种子发芽率锯末组高于秸秆组,锯末堆肥初始C/N为(24~28)∶1时的腐熟度比较高,种子发芽率≥90%;秸秆堆肥以初始C/N为25∶1时发芽率最高,达88%。以猪粪为基质添加锯末初始C/N不宜超过30∶1,添加秸秆初始C/N不宜超过29∶1。     

玉米秸秆与猪粪袋装堆肥技术研究

为探明玉米秸秆与猪粪袋装堆肥发酵的最佳技术参数,选用玉米秸秆与猪粪为材料,以C/N、发酵菌剂和含水量3因素进行正交试验.结果表明,综合考察各项指标,最优水平组合为A2B3D2,即C/N为25～35∶1,添加Bio发酵菌剂,含水量为40％～55％对玉米秸秆与猪粪袋装进行堆肥发酵的效果最佳.虽然堆肥发酵结束后的有机质含量略有下降,但全磷和全钾含量均有所增加,堆肥毒性降低,且达到了堆肥腐熟度的要求.说明采用袋装堆肥技术能有效地对玉米秸秆与猪粪等废弃物进行无害化处理,实现废弃物的资源化利用.     

蔬菜废弃物堆肥化技术研究

[目的] 为探讨蔬菜废弃物堆肥化处理的最佳有机物配比组合,及添加微生物菌剂对蔬菜废弃物堆肥化的影响,[方法]本研究利用碧奥兰堆肥箱作为堆肥发酵仓,以蔬菜废弃物为原料,通过添加水稻秸秆、杂草等材料调节含水量和C/N进行堆肥发酵试验。设置处理1(蔬菜+水稻秸秆)、处理2(蔬菜+水稻秸秆+杂草)、处理3(蔬菜+水稻秸秆+微生物菌剂)三个处理,测定各处理的温度、含水率、pH、C/N以及发芽指数( GI) 等指标的变化。[结果]结果表明：蔬菜废弃物可通过添加秸秆、杂草等进行堆肥发酵,实现减量化、无害化、资源化的目的。添加微生物菌剂的处理在堆肥的第37d即完成发酵进程,而未添加微生物菌剂的处理在同条件下需要50d。[结论]添加外源微生物能显著提高堆肥温度、延长堆肥高温时间、加快有机物质的分解速率、缩短堆肥发酵周期。同时添加微生物菌剂可以促进堆肥的腐熟,降低堆肥产品对植物发芽和生长的不良影响。     

羊粪-玉米秸秆高温堆肥优化配比研究

【目的】研究不同玉米秸秆添加量对羊粪好氧高温堆肥腐熟进程的影响,寻求羊粪高温堆肥时与玉米秸秆的最佳配比。【方法】将羊粪和玉米秸秆按体积比10∶0、8∶2、6∶4、4∶6和2∶8设置5个堆肥处理,通过测定不同配比有机物料堆肥过程中温度、pH、养分含量和发芽指数的变化情况,判断各处理堆肥的腐熟速度及预期肥效。【结果】相比纯羊粪,添加玉米秸秆的处理缩短了堆肥进入高温发酵期的时间,延长了高温期的持续时间。堆肥结束时,体积比6∶4的羊粪和玉米秸秆混合堆肥有机质含量较堆肥初期下降33.47%,速效N含量较初期下降14.15%,在所有处理中降幅均为最小;相反,全N含量较初期提升19.97%,全P含量提升8.07%,速效P含量提升31.16%,全K含量提升24.81%,速效K含量提升25.44%,在所有处理中升幅均为最大。将种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价标准,羊粪和玉米秸秆体积比为6∶4堆肥的发芽指数最先达到80%,腐熟时间为27 d,比纯羊粪堆肥腐熟时间减少1/2。【结论】添加玉米秸秆可以加快羊粪进入高温发酵期的速度,加快堆肥腐熟的进程。实际应用中,建议羊粪与玉米秸秆按体积比6∶4进行堆肥。     

不同木屑含量对猪粪好氧堆肥过程的影响研究

采用不同木屑含量(7%、10%、13%和16%)为猪粪堆肥的填充料,添加0.3%的微生物制剂,研究堆肥过程中温度、含水率、有机质、腐殖质、C/N比随时间的变化规律.结果表明:4个处理都能使猪粪到达腐熟,但根据试验结果木屑的添加量以10%左右为宜.     

小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响

通过研究小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响,寻求羊粪高温堆肥时与秸秆的最佳配比,旨在为羊粪快速资源化利用提供科学依据。结果表明:羊粪高温堆肥时添加小麦秸秆可以缩短进入高温发酵期的时间,减少氮素损失,加快C/N降低速率,减少有害物质产生;羊粪和小麦秸秆质量分数9∶2处理在堆肥结束时,有机质和速效氮含量较堆肥初期下降幅度最小,分别为33.67%和14.10%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较堆肥初期提高幅度最大,分别为13.84%、8.40%、24.82%、31.34%和5.47%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,羊粪和小麦秸秆按质量9∶2堆肥的腐熟速度比纯羊粪提高了1倍,28d即可腐熟。在实际应用中,羊粪与小麦秸秆按质量9∶2进行堆肥较为适宜。     

不同有机物料配比对玉米秸秆高温堆肥的影响

为了探索纯玉米秸秆高温堆肥的可行性,通过添加中药渣和固体氨基酸研究了不同有机物料配比对玉米秸秆高温堆肥的影响。结果表明:不同比例的中药渣和固体氨基酸都能促进玉米秸秆高温堆肥过程,各堆肥腐熟评价指标如温度、pH、EC和C/N都有显著变化;通过种子发芽指数试验发现,T3处理(玉米秸秆1 000 kg+中药渣150 kg+固体氨基酸15 kg)效果最佳。主成分分析结果说明单一指标并不能完全评价堆肥的腐熟度,综合考虑堆肥添加物料的成本和堆肥环境因素,在实际玉米秸秆堆肥中,推荐采用T3处理即添加15%中药渣和1.5%固体氨基酸的配方。     

添加生物炭对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响

采用室内淹水培养的方法,研究了添加等碳量的水稻秸秆生物炭、腐熟水稻秸秆和普通水稻秸秆及不同淹水培养时间(淹水培养30 d、60 d、90 d和180 d)对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响,为制定合理的秸秆还田措施提供科学参考。结果表明,各处理均可以提高土壤有机碳含量和碳氮比(C/N),添加生物炭的土壤有机碳和C/N显著高于其他处理(P<0.05)。各处理对土壤氮素矿化有显著影响,其中,添加生物炭处理明显提高了土壤氮素矿化量。各处理土壤供氮能力均随培养时间的延长呈现先增加后降低的趋势,培养90 d时土壤氮素矿化量最高。添加生物炭可以促进滨海盐渍型水稻土氮素的矿化,增强土壤供氮能力。     

堆肥制作中的生物化学变化特征

通过人模拟堆制和同位素交叉标记，研究了以稻草和禽畜类为主体材料的堆肥制作过程中的生物化学变化特征，结果表明：有机物料的分解初期（０～２５ｄ）的快速分解阶段和中后期（２５～９０ｄ）的缓慢分解阶段，不同材料组合中以稻草加鸡粪处理分解最快，堆肥制作过程中全碳，全主Ｃ／Ｎ比值不断下降，但全氮相对含量上升，以稻草加鸡粪处理最明显，堆肥制作过程中，碳，氮的腐殖化作用明显，不同材料组合，氮的微生物同化和矿化作用     

微生物菌剂对稻秆－猪粪－蘑菇渣堆肥腐熟进程及品质的影响

[目的]研究微生物菌剂对农业废弃物堆肥品质的影响。[方法]以稻秆、猪粪和蘑菇渣为主要原料进行好氧高温堆肥,通过测定堆肥过程中温度、pH、有机质、纤维素、木质素、种子发芽指数(GI)、微生物数量以及养分含量相关指标,研究了接种绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌(TAB处理)和拟茎点霉B3、绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌(PTAB处理)对稻秆-猪粪-蘑菇渣堆肥腐熟进程及产品品质的影响。[结果]自然堆肥过程中堆体最高温度为53℃,高温分解时间仅4 d,GI最高为93.00%,有机质最高降低了32.85%。TAB和PTAB处理在第2天后进入高温分解期,持续时间分别为5和7 d,最高温度分别达到59、65℃。堆肥结束时,TAB和PTAB处理的GI分别比对照处理增加了3和13个百分点,有机质含量分别降低了8.73%和23.58%。TAB和PTAB处理能显著提高堆肥产品中速效氮、速效磷、速效钾含量,提升堆肥产品品质。[结论]综合比较堆肥腐熟效果和产品品质,PTAB处理对稻秆猪粪的腐熟效果好于TAB处理。     

猪粪堆肥过程中调理剂配比与养分变化研究

[目的]探究猪粪堆肥过程中调理剂的配比及养分变化情况。[方法]猪粪与水稻秸秆的质量比在4：1、6：1、10：1的条件下,研究3个处理（①：120kg猪粪＋30k稻草;②：135．0kg猪粪＋22．5kg稻草;③140kg猪粪＋14kg稻草）的温度、pH值、TN、TP、TK等理化指标的变化情况。[结果]3个处理的温度维持在50℃以上的时问分别为4、10、3d,最高温度分别达到51．0、57．0、60．5℃,在第25天时,3个处理的总养分含量分别达到11．33％、12．07％和13．19％。pH值分别上升至8．73、9．00、8．79。[结论]以猪粪和水稻秸秆的质量比为6：1时,混合腐熟的效果最佳。     

添加砻糠对猪粪堆肥发酵层温度及氮素变化的影响

研究砻糠不同添加量对猪粪堆肥发酵温层、含水率及氮素变化的影响。试验表明,在堆肥过程中,添加砻糠并接种发酵菌剂可明显提高发酵起始温度,加快堆肥发酵进程,可以不同程度地减轻氮素损失与堆肥恶臭,并以20％砻糠添加量为宜。经堆肥发酵,物料硝态氮含量均减少,铵态氮含量则有增有减,但不同处理变化幅度差异较大。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂(接种菌剂处理)和不加菌剂(对照处理)堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系.结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平.接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8 d.供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗精酶活性的最高值分别为87.84、81.3和86.8 mg·(g·d)-1,对照处理分别为62.9、60.9和63.79 mg·(g·d)-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8 d,牛粪加菌剂较对照早4 d出现.整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关.     

添加蒙脱石对猪粪好氧堆肥腐熟度和重金属钝化的影响

为进一步提升猪粪堆肥品质,以猪粪和秸秆为原料,以蒙脱石为调理剂进行强制通风好氧堆肥,分析堆肥过程中温度、pH、含水率、电导率、种子发芽指数和重金属形态的变化,研究添加蒙脱石对猪粪堆肥腐熟度和重金属钝化效果的影响。结果表明,添加蒙脱石可提高猪粪好氧堆肥温度,延长高温期,有效促进堆肥腐熟,提升堆肥品质。当蒙脱石添加量为猪类干质量的5%时,堆肥的种子发芽指数可达92%,堆肥效果最好。添加适量蒙脱石可提高堆肥的重金属钝化效果。当蒙脱石添加量为猪类干质量的5%时,对可交换态Cu和Zn的钝化效果最佳,分别达到23.7%和17.2%。     

餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响

为探讨餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响及其在水稻田的合理施用提供理论依据,以不施肥为对照,在等氮的条件下,设置了化肥、餐厨垃圾生化一体机处理尾料堆肥化产品(餐厨堆肥)、猪粪有机肥及鸡粪有机肥4个处理,测定水稻不同发育时期生长指标、产量及土壤养分含量的变化。结果表明:餐厨堆肥、化肥处理都能显著增加水稻株高、地上部生物量和产量,其中,餐厨堆肥处理水稻产量最高达9 379.63 kg/hm²,较对照、猪粪有机肥处理显著提高,分别增产19.40%和12.95%;此外,水稻考种结果显示,餐厨堆肥处理水稻有效穗数和每穗粒数高于其余各处理组,千粒重和结实率略低于猪粪、鸡粪有机肥处理,但均无显著差异;土壤数据测定结果显示,餐厨堆肥处理在土壤有机质和土壤速效氮的提升上优于猪粪、鸡粪有机肥,土壤有机质含量较猪粪、鸡粪有机肥处理分别提升19.87%和11.64%,土壤速效氮含量从分蘖期至黄熟期均高于其余各施肥处理,且在分蘖期、抽穗期、黄熟期显著高于猪粪有机肥处理。综上,餐厨堆肥可以确保水稻的生长和产量,且在土壤有机质和速效氮的提升上优于猪粪有机肥,具备推广和应用的潜力。     

不同有机废弃物提升新围涂地土壤有机碳库与生物活性的效果

为了解不同来源有机废弃物在提升新围涂地土壤有机碳库和生物活性的作用,采用盆栽试验方法开展了为期30周的施用等有机碳量猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、厨余垃圾堆肥、沼渣、猪粪/稻草秸秆堆肥和生活垃圾堆肥等8种有机废弃物后涂地土壤有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳、水溶性有机碳、微生物生物量碳及土壤酶活性的动态观察。结果表明：施用各种有机废弃物对改善土壤性状均有明显的效果,在提升土壤有机碳库、生物活性及农田碳库管理指数方面以经过生物发酵处理的猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥、餐厨垃圾堆肥和沼渣为佳;其次为猪粪、鸡粪和水稻秸秆;蔬菜收获残留物因主要由新鲜有机物质组成,其稳定性较差,对提升土壤有机碳库和生物活性的效果较差。施用有机废弃物后,土壤碳库、土壤微生物生物量及其他土壤性状可随试验时间发生明显的变化。研究认为,从提升土壤有机碳库和生物活性考虑,在新围涂地改良中应优先施用猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥、餐厨垃圾堆肥和沼渣等有机废弃物。