施用产沼废弃物和堆肥对蕹菜生长的影响

[目的]比较施用不同畜禽粪便产沼废弃物和堆肥对蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)生长和产量的影响,为产沼废弃物和堆肥在绿色蔬菜上的应用提供科学依据.[方法]以蕹菜为材料,基于342 kg/ha的施氮水平,分别以猪粪、鸡粪的不同畜禽粪便的沼液、沼渣和堆肥及牛粪的沼渣和堆肥施于蕹菜,设8个处理,以不施肥作对照,测定各处理蕹菜的产量、株高、鲜重、干重、上市时间、生长期、养分含量及土壤的养分含量,以分析其对蕹菜生长的影响.[结果]各处理中,以鸡粪沼液和猪粪沼液处理的蕹菜产量、株高、鲜重和干重都最高,其次是鸡粪沼渣、鸡粪堆肥、猪粪沼渣和猪粪堆肥处理,牛粪沼渣和牛粪堆肥处理最低.猪粪和鸡粪沼液处理的蕹菜生长期缩短为10～20d,猪、鸡粪沼渣和堆肥处理为20～30 d,而牛粪处理的蕹菜生长期没有缩短,为30～40 d.蕹菜的养分吸收方面,猪粪和鸡粪沼液处理氮的吸收最高,猪粪沼渣处理磷吸收最高,猪粪沼液和鸡粪沼液处理的磷吸收最低,鸡粪沼液处理钾吸收最高.蕹菜收获后鸡粪堆肥处理土壤氮含量最高,沼液中磷含量低.[结论]鸡粪和猪粪沼液适于短期有机蕹菜种植,其次是猪粪、鸡粪的沼渣和堆肥.建议沼液、沼渣和堆肥配合施用,单施沼液则需补充磷源.     

鸡粪和羊粪混合发酵对堆肥优势细菌演替和碳氮损失的影响

【目的】通过探讨不同原料组合如何影响堆肥过程中优势细菌演替进而影响堆肥碳氮损失,为优化堆肥配方、降低堆肥碳氮损失提供理论依据。【方法】以鸡粪、羊粪和玉米秸秆为原料,以鸡粪、羊粪不同比例混合进行堆肥试验,研究了不同配比堆肥对腐熟度特性、养分含量及碳氮损失的影响,并对优势细菌与碳氮损失进行冗余分析。【结果】鸡粪堆肥中的碳氮损失远高于羊粪堆肥;相对于鸡粪堆肥,鸡粪和羊粪混合堆肥可以显著降低堆肥过程的碳氮损失,以鸡粪∶羊粪=1∶3处理效果最好,碳氮损失分别降低了15.63%、57.88%;优势微生物菌群与碳氮损失的冗余分析表明,鸡粪∶羊粪=1∶3处理显著促进了木质纤维素降解和具有固氮功能的细菌丰度,抑制了氨化与反硝化功能的细菌丰度。【结论】鸡粪堆肥过程中加入一定量羊粪,可以改善微生物菌群,降低鸡粪堆肥过程的碳氮损失,提高堆肥质量。     

鸡粪堆肥过程中的挥发性气体控制效果分析

为减少堆肥过程中释放的挥发性有机物,有效降低其中的恶臭气味,采用在鸡粪等堆肥物料中添加调理剂和组合吸收系统2种方式进行处理。结果表明:鸡粪堆肥初期的氨气释放速率最高,是控制氮素损失最为关键的时期,在此阶段添加过磷酸钙,氨气释放最高速率分别降低了16.8%(1%过磷酸钙处理)、28.1%(2%过磷酸钙处理),同时堆肥产品中全氮和有效磷含量增加,堆肥品质明显提升。鸡粪堆肥过程中排放气体依次通过酸性、碱性、氧化剂3种吸收液和活性炭吸附剂处理之后,气体中挥发性物质的去除率均达到99.7%,效果十分明显,此技术可应用于工厂化堆肥生产的恶臭气体的去除。     

不同微生物菌剂在鸡粪堆肥中的应用效果

选择4种微生物菌剂进行鸡粪堆肥发酵试验。结果表明,鸡粪堆肥通过接种微生物菌剂,可以显著提高堆肥初期的发酵温度、延长堆肥高温时间、缩短堆肥发酵周期、促进堆肥快速腐熟;接种菌剂的处理与对照比较,堆肥发酵初期温度提高了12～20℃,达到60℃以上的高温提早了12～13 d;接种微生物菌剂不仅加速有机质的利用,还能加快C/N的下降,提高堆肥的腐熟度;在整个堆肥过程中,接种菌剂2的处理pH较低,在一定程度上控制了高温阶段pH升高导致的氮损失。根据试验结果综合评判,4种微生物菌剂中菌剂2和菌剂3在加速鸡粪堆肥腐熟中的作用效果较好。     

不同比例鸡粪—废烟末混合堆肥过程的研究

以废烟末为主要堆肥原料,以鸡粪为辅料,用沼液调节物料水分,在添加腐熟剂的基础上,设置100%废烟末(处理1)、97.5%废烟末+2.5%鸡粪(处理2)、95%废烟末+5%鸡粪(处理3)、90%废烟末+10%鸡粪(处理4)、85%废烟末+15%鸡粪(处理5)5个处理,研究了不同比例鸡粪与废烟末混合堆肥体系中温度、p H、C/N比、水溶性NH4+-N的动态变化,探讨了不同鸡粪比例对废烟末堆肥腐熟进程及堆肥品质的影响。结果表明,在添加腐熟剂和沼液的基础上,各处理分别在2,2,3,4,5 d进入高温分解阶段(50℃),各处理高温持续时间分别为7,7,6,5,4 d。堆肥结束后,各处理NH4+-N质量分数分别为232.6,213.2,151.0,149.6,200.6 mg/kg,C/N比分别为24.0,20.2,10.9,14.8,14.6。在废烟末中添加一定比例的鸡粪加快了堆肥物料水溶性NH4+-N和C/N比的降低,促进了堆肥腐熟进程。此外,添加一定比例鸡粪,显著增加了烟末废弃物堆肥的氮、磷、钾养分含量,改善堆肥产品的品质。     

碳氮比对鸡粪堆肥中土霉素降解和堆肥参数的影响

【目的】分析不同C/N处理下土霉素在鸡粪堆肥中的降解及其对堆肥理化性质的影响,以期阐明不同C/N处理对土霉素降解及堆肥腐熟度的影响。【方法】以鸡粪和小麦秸秆为原料,采用室内好氧堆肥法,研究鸡粪好氧堆肥过程中,不同C/N处理（T1：C/N=21.6、T2：C/N=25.5和T3：C/N=32.8）对鸡粪堆肥中土霉素的降解及堆体温度、pH、发芽指数等指标的影响。【结果】（1）C/N对鸡粪堆肥过程中土霉素的降解影响显著。整个堆肥期内,不同处理土霉素的降解速率大小顺序为T2＞T3＞T1。土霉素在各处理堆体中的降解均符合一级动力学方程,其相关系数介于0.9431—0.9967。（2）土霉素存在条件下,堆肥初始C/N对堆体温度是有影响的。C/N高的处理较C/N低的处理堆体温度上升速率快, 达到最高温所需的时间也较短,最高温也较高。（3）C/N对土霉素存在下鸡粪堆肥堆体可溶性氮含量影响显著。如堆肥结束时T1、T2和T3处理堆体NO3--N与堆肥初始相比分别升高78.50%、62.37%和59.34%。（4）高C/N处理在一定程度上可以显著降低堆肥浸提液的生物毒性。如堆肥结束时C/N为25.5和32.8的处理GI＞80%。【结论】对含有土霉素的鸡粪进行堆肥,较高的初始C/N（25.5-32.8）能够有效地促进鸡粪中土霉素的降解和鸡粪的腐熟。     

不同微生物菌剂处理对鸡粪堆肥发酵的影响

选择5种发酵菌剂进行了鸡粪堆肥发酵试验.研究表明,鸡粪堆肥通过接种微生物菌剂,可以明显提高堆肥初期的发酵温度,加快堆肥物料的水分挥发,降低物料对种子发芽指数的影响,缩短堆肥发酵周期,促进堆肥快速腐熟;接种菌剂的处理与对照相比,堆肥发酵初期温度平均高5～14℃,达到55℃以上的高温提早5～10 d,氮素含量提高1.8%～16.8%,堆肥达到腐熟提早5 d以上,根据试验结果综合评判5种供试菌剂性价比,初步认为菌剂2、菌剂3、菌剂4应用于鸡粪堆肥发酵效果较好.     

不同C/N下鸡粪麦秸高温堆肥腐熟过程研究

用鸡粪与小麦秸秆为堆肥原料进行高温好氧堆肥试验,研究添加鸡粪对小麦秸秆高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH值、碳氮比和养分等理化指标的影响,寻求鸡粪与小麦秸秆高温堆肥的最佳配比,为农作物秸秆快速资源化利用提供科学依据和技术指导.结果表明,鸡粪与小麦秸秆在C/N=25时堆体达到的温度最高,为62℃,达到最高温度所需的时间最短,为2d.堆肥过程中各处理pH值变化基本一致,都是先上升后下降的过程.堆肥结束时A2处理C/N=14.4,NH+4-N含量比最高时降低了76.2%,腐殖质比初始增加了50.2%,胡敏酸相对于最低点升高了160%,富里酸与堆肥前相比降低57.1%.堆肥结束时,全氮含量除Al处理有所降低外,其余处理均有所增加.各处理堆肥全磷、全钾、速效磷和速效钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加.综合判断,鸡粪与小麦秸秆C/N=25进行堆肥较为适宜.     

Fe2O3对鸡粪堆肥过程中含硫臭气排放的影响

本文以新鲜鸡粪和玉米秸秆为原料,在60 L密闭式发酵罐内进行联合好氧堆肥,研究了Fe₂O₃作为添加剂对鸡粪堆肥含硫臭气排放和堆肥产品腐熟度的影响。研究结果表明,在为期35 d的堆肥过程中,两处理的高温期（≥ 50℃）均持续10 d以上,满足堆肥产品无害化要求;种子发芽率指数（GI）均超过70%,达到完全腐熟,添加Fe₂O₃不会影响堆肥温度和堆肥产品腐熟度。鸡粪堆肥添加Fe₂O₃可有效降低含硫臭气排放,可使鸡粪堆肥过程中硫化氢（H₂S）、二甲基二硫醚（Me₂SS）和甲硫醚（Me₂S）分别减少38.81%、73.59%和42.59%,累计减少总硫损失63.17%。总体而言,外源添加Fe₂O₃不会影响堆肥进程和腐熟度,可显著降低含硫臭气排放,增加产品中硫含量。     

微生物菌群对鸡粪堆肥腐熟中物质变化的影响

采用适宜本地生态环境条件的微生物茵群对鸡粪接种堆肥,通过测定堆肥过程中堆体温度、营养元素动态变化、pH值及电导率,对堆肥的腐熟效果进行评价.结果表明:微生物茵群可有效地促进鸡粪腐熟,提高堆肥质量.当堆肥至第45天时,鸡粪加茵剂处理的堆体温度为22℃,对照处理堆体温度为25℃;鸡粪加茵剂处理中NO3-N、有效磷和速效钾的含量均高于对照;鸡粪加茵剂处理的NH:-N含量为293 mg·kg-1,pH值和电导率分别为8.95和2.09 mS·cm-1,对照处理NH4-N含量为615 mg·kg-1,pH值和电导率分别为8.86和2.17 mS·cm-1.     

生活污泥猪粪混合好氧堆肥技术研究

以城市生活污水剩余污泥为主要原料,按3种不同体积比添加猪粪和木屑进行好氧堆肥研究.结果表明,3种处理均能实现剩余污泥的无害化、减量化和资源化.从堆体温度、pH值和含水率3个指标看,堆肥前期16d是堆肥的快速反应阶段,第16天后堆肥基本处于后腐熟阶段.从全氮和种子发芽率指标看,堆体C[v(污泥):V(猪粪):V(木屑)=55％:22.5％:22.5％]的氮损失最少,堆肥腐熟程度最高.     

添加羊、兔粪及稻草对猪粪堆肥腐熟进程的影响

为研究添加不同辅料对猪粪堆肥腐熟进程的影响,以猪粪为主要原料,羊粪(含3%玉米秸秆残渣)、兔粪及稻草为辅料,设定单一猪粪(CK)、70%猪粪+30%稻草(A)、85%猪粪+15%兔粪(B)、85%猪粪+15%羊粪(C)、70%猪粪+30%兔粪(D)、70%猪粪+30%羊粪(E)共6个处理进行堆肥,初始含水量均调节至65%,在室外覆膜堆肥,每隔2～5 d翻堆1次,共堆肥60 d。堆肥过程中,定期检测堆肥温度、有机质含量、pH、水分含量、铵态氮含量、硝态氮含量、粗灰分含量变化以及发芽率指数等参数,评价堆肥腐熟程度。结果表明:这6个处理高温(50℃以上)期持续的天数分别为2 d、17 d、8 d、10 d、8 d、11 d,水分损失量分别为19.23%、33.08%、24.92%、27.38%、28.00%、29.85%,有机质含量降幅分别为21.52%、38.53%、27.29%、31.55%、35.05%、36.22%,有机碳损失率分别为44.22%、67.54%、54.19%、57.24%、61.25%、62.63%,氮损失率分别为35.54%、32.86%、37.62%、40.81%、44.98%、44.58%,铵态氮含量最终分别为2.11 g/kg、0.35 g/kg、1.06 g/kg、0.48 g/kg、0.76 g/kg、0.32 g/kg,试验结束时的腐热度指数(GI)值分别为42.64%、69.50%、56.74%、58.67%、60.78%、64.70%。根据GI值结果,除单一猪粪处理(CK)外,其他处理均完全腐熟。由此可见,添加羊、兔粪及稻草能显著促进猪粪腐熟,其中70%猪粪+30%稻草处理的腐熟效果最好,添加羊粪的效果要优于兔粪,且添加30%比例的效果要优于添加15%比例。     

双氰胺和氢醌添加对堆肥温室气体排放的影响

为实现畜禽粪便堆肥过程温室气体和NH₃的同步减排,在添加一定氢醌的基础上,探究双氰胺添加比例和添加时间对堆肥温室气体和NH₃排放的影响。以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,设置5个堆肥处理：对照处理,添加0.03%氢醌处理,在氢醌的基础上第19 d添加0.1%的双氰胺处理、第0 d添加0.2%的双氰胺处理和第0 d与19 d各添加0.1%的双氰胺处理。在60 L的发酵罐中进行40 d的堆肥试验。结果表明：添加干质量0.1%~0.2%的双氰胺和0.03%的氢醌并未对猪粪堆肥腐熟度造成影响;氢醌作为脲酶抑制剂对堆肥NH₃和温室气体排放影响较小,在此基础上添加双氰胺可减少8.88%~12.94%的NH₃排放、6.79%~13.55%的CH₄排放和24.71%~35.83%的N₂O排放,总温室效应可降低18.61%~19.97%。考虑到经济成本和减排效果,建议在堆肥降温期添加双氰胺。     

Microbial community dynamics during composting of animal manures contaminated with arsenic,copper,and oxytetracycline

Effects of the heavy metal copper(Cu), the metalloid arsenic(As), and the antibiotic oxytetracycline(OTC) on bacterial community structure and diversity during cow and pig manure composting were investigated. Eight treatments were applied, four to each manure type, namely cow manure with:(1) no additives(control),(2) addition of heavy metal and metalloid,(3) addition of OTC and(4) addition of OTC with heavy metal and metalloid; and pig manure with:(5) no additives(control),(6) addition of heavy metal and metalloid,(7) addition of OTC and(8) addition of OTC with heavy metal and metalloid. After 35 days of composting, according to the alpha diversity indices, the combination treatment(OTC with heavy metal and metalloid) in pig manure was less harmful to microbial diversity than the control or heavy metal and metalloid treatments. In cow manure, the treatment with heavy metal and metalloid was the most harmful to the microbial community, followed by the combination and OTC treatments. The OTC and combination treatments had negative effects on the relative abundance of microbes in cow manure composts. The dominant phyla in both manure composts included Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, and Proteobacteria. The microbial diversity relative abundance transformation was dependent on the composting time. Redundancy analysis(RDA) revealed that environmental parameters had the most influence on the bacterial communities. In conclusion, the composting process is the most sustainable technology for reducing heavy metal and metalloid impacts and antibiotic contamination in cow and pig manure. The physicochemical property variations in the manures had a significant effect on the microbial community during the composting process. This study provides an improved understanding of bacterial community composition and its changes during the composting process.     

猪粪堆肥发酵过程中磷组分的转化

采用新鲜猪粪为材料,通过添加堆肥接种剂,研究了在堆肥发酵过程中磷组分的变化过程.结果表明,接种外源菌种能加速有机物的降解,使有机碳含量下降,这一浓缩效应提高了有机肥中全磷、有机磷、无机磷的含量;有机磷/无机磷前期变化大,后期逐步趋于稳定.发酵过程中C/P逐渐降低.     

接种外源生物菌剂后牛粪堆肥腐植酸变化规律

添加3种不同的外源生物菌剂对牛粪进行堆肥试验,通过测定堆肥过程中的温度、腐植酸的变化,研究了添加外源微生物对堆肥腐熟进程的影响,以及筛选出适合当地堆肥条件的生物菌剂。结果表明,添加3种外源微生物均对堆体快速升温及延长高温期有显著作用;菌剂2、菌剂3有效地加速了总腐植酸、水溶性腐植酸的转化与合成,但对游离腐植酸的作用并不显著;添加菌剂3处理的胡敏酸与腐殖化指数高于其他两个处理,且与对照差异显著。各处理的富里酸含量在堆肥结束时基本相同,外源菌剂对其并无影响。     

炭基辅料对羊粪好氧堆肥中氮素损失的影响

养殖废弃物(羊粪)的堆肥化处置是现代"草-羊-田"农牧循环生产的重要环节,为探讨羊粪高温好氧堆肥中氮素损失的有效控制技术,研制了一种炭基辅料,与羊粪和稻草混合后进行了34 d的堆肥试验。试验设置2个处理:羊粪与稻草高温好氧堆肥(CK)、CK基础上添加质量比15%的炭基辅料(CA)。监测了堆肥体的温度、NH_3挥发速率、N_2O排放通量、各形态氮素含量等参数变化情况,分析了炭基辅料对羊粪堆肥过程中氮素转化及损失的影响。结果表明,与CK处理相比,添加炭基辅料促进了堆肥后第1～7 d堆肥温度快速上升,对堆肥后第8～34 d的堆温影响较小;堆肥34 d后,CK、CA处理的NH_3挥发累积量分别为368.38、175.63 mg·kg-1,N_2O排放累积量分别为50.38、88.94 mg·kg-1,CA处理的NH_3挥发累积量显著小于CK处理(P0.05),而2个处理之间的N_2O排放累积量差异性不显著(P0.05),羊粪堆肥过程中NH_3挥发是氮素损失的主要途径;CK、CA处理的氮素损失率分别为50.49%、32.63%,添加炭基辅料显著降低了羊粪堆肥体的氮素损失率(P0.05),炭基辅料应用于羊粪有机肥生产,氮素损失率可减少35.37%。     

畜禽废弃物的基质化处理研究

畜禽废弃物的基质化处理试验采用木屑、茶渣和药渣为调理剂,分别配合0、20%、30%、40%质量比的猪粪,进行有机基质的腐熟对照实验.在整个腐熟周期,各组堆料的主要理化指标(堆温、pH值、电导率(EC)、有机质、全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)和总孔隙率等)随堆制时间呈现一定的变化规律.综合堆料的堆温变化、发酵周期和设施无土栽培对有机基质的理化指标要求,30%猪粪含量的腐熟后的有机基质,其理化性质比较适合作物栽培,腐熟周期适于工厂化生产.     

菌剂添加对牛粪堆肥氮素变化及腐熟度影响

为揭示外源菌剂添加条件下牛粪堆肥氮素变化规律,探明菌剂组成对氮素转化和腐熟的影响机制,优选兼有保氮和促腐作用的功能菌剂配方,采用正交设计法,设置4个菌剂配方,并以加入商品菌剂和自然堆肥作为对照,研究牛粪堆肥过程的氮素变化和腐熟程度。结果表明,堆肥过程的降温腐熟阶段氮素有较大损失,以全氮、有机氮、铵态氮降幅较大。组成中较高比例的霉菌和酵母菌在降低全氮和有机氮的损失及促进腐熟方面作用显著;菌剂配比不当反而会影响腐熟。以枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:绿色木霉:黑曲霉:酵母菌=0.5:0.5:1:1:2的菌剂配比,腐熟质量及保氮效果最好,优于市售菌剂。改善降温期真菌种群丰度和比例,是改良配方的关键。     

玉米秸秆添加畜禽粪便田间条带堆腐对黑土活性有机碳的影响

为明确秸秆田间条带堆腐在农业生产中推广应用的可能性,以吉林省范家屯农业科技示范园黑土为研究对象,探讨秸秆添加不同畜禽粪便田间条带堆腐还田对土壤活性有机碳的影响。以玉米秸秆为供试材料,进行田间堆腐试验,设置本地秸秆覆盖还田(即对照,CK)、秸秆条带堆腐无畜禽粪便(ST)、秸秆条带堆腐+腐熟猪粪(STP)、秸秆条带堆腐+腐熟鸡粪(STC)4个处理。通过测定土壤有机碳(SOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤易氧化有机碳(EOC),综合分析土壤活性有机碳的含量和碳库管理指数(CPMI)。结果表明:秸秆条带堆腐还田各处理土壤SOC、MBC、EOC、DOC含量均高于CK处理,其中秸秆条带还田添加畜禽粪便处理更为显著,各活性碳组分含量较CK处理呈升高趋势。相关性分析表明田间条带堆腐土壤SOC、DOC、EOC、CPMI间呈现显著或极显著正相关,与氧化稳定系数(Kos)显著或极显著负相关。玉米秸秆条带堆腐还田有效增加土壤SOC、MBC、DOC、EOC含量,秸秆添加不同畜禽粪便处理中鸡粪更显著增加土壤有机碳和土壤活性有机碳含量,增加CPMI,降低Kos,对改善黑土碳库质量有着积极的作用。