通风量对堆肥化过程中氮素转化及nirK基因多样性和数量的影响

通过研究不同通风量对堆肥化过程中nir K基因多样性和丰度的影响,阐明通风量与氮素转化和氮损失之间的关系。堆肥共设置3个处理,即对照不通风(静态堆肥CK)、通风量0.05 L·min-1·kg-1(微好氧堆肥TF1)和通风量0.2 L·min-1·kg-1(好氧堆肥TF4),分析不同时期堆肥样品的铵态氮、硝态氮、全氮等理化指标,以及不同时期堆肥样品中反硝化功能基因nir K基因数量和63 d样品中nir K基因多样性的变化规律。结果表明,堆肥过程中,CK、TF1、TF4三个处理的氨气速率和氮素总损失量随着通风量增大而增大,NO-3-N含量和总氮在堆肥结束时均达到最大,与通风量呈正相关。通过对堆肥样品中nir K基因多样性和数量分析发现,CK、TF1、TF4三个处理堆肥63 d样品中nir K基因克隆文库中OTU数量分别为9、5、3个;在堆肥高温期和腐熟期,nir K基因拷贝数与通风量呈现负相关。实验结果证明通风量显著影响堆肥化过程中各种形态氮的转化以及nir K基因多样性和数量,并增加了总氮和硝态氮含量。     

高温堆肥和沤肥碳,氮转化和杀灭病原菌的比较研究

在绿色食品基地北京巨山农场和南口农场分别利用农牧业废弃物（鸡粪、牛粪、稻秆和麦秸）作为原料，根据不同作物营养特性和堆料中营养成分以及堆肥过程中微生物对Ｃ／Ｎ比的需要进行了高温堆肥。对高温堆肥和沤肥在堆肥温度及其对杀灭病虫卵的影响和堆肥过程中碳素物质和氮素形态的转化规律等方面进行了深入地研究。研究结果表明：腐熟的堆肥氮素主要由有机态氮组成；堆肥材料（主要是牡畜粪）中矿质态氮愈多，愈有利于有机氮的生成     

木屑调理剂对城市污泥蚯蚓堆肥效果的影响

为提高城市污泥蚯蚓堆肥效果,以木屑作为污泥膨胀剂,采用单因素试验研究木屑不同添加量对城市污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓生长状况、重金属总量及堆肥物料N、P等营养物质含量的影响。结果表明:木屑添加量较多不利于堆肥物料减量化;堆肥物料中有机质和速效氮含量随着木屑添加量增加而增加;木屑添加量对堆肥物料中速效磷的降低没有明显影响;蚯蚓在堆肥过程中可富集Cu、Fe、Pb和Zn,对Cr无富集作用;堆肥物料中的Cu、Fe、Pb、Zn和Cr在堆肥过程中均呈下降趋势,但堆肥物料木屑添加量对重金属含量的下降并无直接影响。可通过提高木屑添加量来提高堆肥物料有机质和速效氮含量。     

添加麦秸对鸡粪堆肥过程中氮素减排及细菌群落的影响

好氧堆肥是实现鸡粪资源化利用最主要的技术手段,然而在堆肥过程中氮素损失较为严重,既降低肥效又引起严重的污染。本文以纯鸡粪堆肥为对照,利用麦秸将鸡粪堆肥的C/N调节至15,分析了堆肥过程材料中理化性质、氮素转化和微生物群落变化,探讨了减少堆肥氮素损失的技术与机理。结果显示,加入麦秸后堆肥高温持续时间达到23 d,比对照延长了9 d,pH较对照组明显降低,氮素损失降低了39.67%。硝态氮含量达到281.99 mg·kg^-1,比对照增加了68.75%。微生物群落趋于稳定,具有硝化功能的细菌o__Staphylococcales、o__Brachybacterium、f__Staphylococcaceae、g__Staphylococcus、g__Salinicoccus相对丰度比对照分别增加了88.45%、96.39%、88.45%、96.08%、79.20%,有利于堆体氮素保留和转化。试验结果表明,加入麦秸秆之后影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,增加了具有硝化功能的细菌丰度,从而减少了堆体氮素的损失。     

生物质炭对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响

为揭示生物质炭在城市污泥堆肥发酵中的应用潜力,提高城市污泥的堆肥效率和堆肥品质,以城市污泥和稻壳为堆肥原料,分别添加0,3%、5%、10%的生物质炭,采用高温好氧堆肥工艺,通过测定堆肥过程中温度、pH及硝态氮、铵态氮及总氮含量等的变化,研究了添加不同比例生物质炭对城市污泥好氧堆肥过程中氮素转化的影响。结果表明:生物质炭的添加可提高堆肥过程中氮的利用率,促进堆肥进程。各处理的堆体发酵中温度达50℃以上时间均保持了7d以上,都达到国家堆肥的无害化标准;添加生物质炭可使城市污泥的好氧发酵期提前;随着堆肥过程的进行,各处理中总氮含量均呈下降趋势,pH呈先上升后下降而后趋势于平稳上的趋势,硝态氮呈先上升后趋势于平缓的趋势,铵态氮和温度都呈先上升后下降趋势,各处理间存在差异,但趋势相同。综合各项指标,与其它处理相比处理2即当生物质炭添加量为5%时,整个堆肥过程表现较好。     

高温堆肥和沤肥碳、氮转化和杀灭病原菌的比较研究

在绿色食品基地北京巨山农场和南口农场分别利用农牧业废弃物(鸡粪、牛粪、稻秆和麦秸)作为原料,根据不同作物营养特性和堆料中营养成分以及堆肥过程中微生物对 C/N 比的需要进行了高温堆肥。对高温堆肥和沤肥在堆肥温度及其对杀灭病虫卵的影响和堆肥过程中碳素物质和氮素形态的转化规律等方面进行了深入地研究。研究结果表明:腐熟的堆肥氮素主要由有机态氮组成;堆肥材料(主要是牲畜粪)中矿质态氮愈多,愈有利于有机氮的生成;高温堆肥有利于腐殖质的合成,腐殖质化作用极显著,并且有利于胡敏酸的形成,HA/FA>1,而沤肥 HA/FA<1;堆肥温度达到65℃时持续时间20～30 d,对大肠菌和粪大肠菌杀灭率达100%,而沤肥无高温期对杀灭病原菌无影响。     

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。     

两种外源微生物对鸡粪高温堆肥的影响

利用鸡粪和锯末在自动化高温堆肥装置中进行堆肥试验,并引入两种外源微生物:FM菌和EM菌,探讨了二者对堆肥过程氮素保存和堆制效果的影响。结果表明,两种外源菌对水溶性氨态氮的转化和水溶性有机氮的形成都有明显的促进作用,对氮素保存有较好的效果。其中,FM菌对促进有机碳的分解、有机氮的形成和缩短堆肥时间更为有利。     

牛粪堆肥过程中nosZ型反硝化细菌动态变化

采用高通量测序技术,研究牛粪堆肥过程中不同时期与不同深度的nosZ型反硝化细菌群落组成的动态变化与多样性,并通过冗余分析(Redundancy analysis, RDA)和Spearman相关性分析,揭示了堆肥过程中nosZ型反硝化细菌与理化指标之间的相关关系。结果表明,堆肥不同时期nosZ型反硝化细菌群落结构差异显著,反硝化细菌群落多样性和丰富度均呈先降低后升高的趋势,在堆肥降温期不同深度的反硝化细菌群落结构和多样性指数差异显著。此外,理化因素显著影响堆肥反硝化菌群的群落结构与多样性,螯台球菌属(Chelatococcus)与温度呈极显著正相关(P0.01),Polymorphum与硝态氮呈极显著正相关(P0.01),生根瘤菌属(Mesorhizobium)与含水率和C/N呈极显著负相关(P0.01)。反硝化细菌的多样性与温度、pH、氨态氮呈极显著负相关(P0.01),与硝态氮呈极显著正相关(P0.01)。反硝化细菌的丰富度与温度呈极显著负相关(P0.01)。综上所述,堆肥时间和深度均为影响nosZ型反硝化细菌群落结构的重要因素,且该菌群群落结构变化受理化因子的显著影响。     

浓缩味精废液作为高温堆肥调酸保氮剂的适宜添加时间研究

通过模拟堆肥试验探讨在堆肥不同阶段添加浓缩味精废液对物料pH与产品含氮量的影响.结果表明:未添加浓缩味精废液处理(CK)的物料初始pH值为8.5,结束时为8.9;在堆肥开始前添加物料质量2%的浓缩味精废液处理(M_1)的物料起始pH值为7.0,比CK降低1.5个pH单位,在整个堆肥过程中保持在8.0以下,至堆肥结束时为7.6;在堆肥启动后5d添加物料质量2%的浓缩味精废液处理(M_2)的物料pH虽比CK有所降低,但降幅不及M_1,仅为0.2~0.3个pH单位.在整个堆肥过程中M_1处理的物料NH_4~+-N含量显著高于M_2和CK,堆肥前期的差异更大;堆肥后期M_1处理的物料NO_3~--N含量和堆肥结束时的全氮含量均显著高于M2和CK,而M2和CK之间差异无统计学意义(P0.01).说明堆肥开始前向物料中添加适当比例的浓缩味精废液比高温期添加更有利于降低堆肥物料的pH,促进物料中NH_4~+-N的硝化,保氮效果更为明显.     

牛粪堆肥中添加石灰氮对堆肥发酵的影响

[目的]为了探讨石灰氮是否适合作为抑菌剂应用于堆肥化处理。[方法]采用静态堆肥系统,借助通风和翻堆等方式进行堆肥试验,测定堆肥过程堆料的物理性质、温度、水分、T-N、NH4+-N/NO3--N和大肠杆菌数量的变化,进一步研究堆肥中添加石灰氮对堆肥发酵的影响。[结果]在堆肥结束时对照大肠杆菌仍有残留,而各处理大肠杆菌迅速达到检出界限以下,但各处理组随着石灰氮添加量的增加堆体堆料氮素损失增多,且堆体达到腐熟所需的时间越长。[结论]在堆肥中添加石灰氮会延长堆肥时间,导致堆料氮素损失增多,但石灰氮作为一种杀菌效果良好的抑菌剂,如何合理地应用于堆肥化处理中有待于进一步研究。     

厨馀堆肥腐熟度评估分析

[目的]建立厨馀堆肥的腐熟度评估指标。[方法]通过对厨馀堆肥好气堆积处理的研究,了解腐熟厨馀堆肥特性。[结果]确定堆肥的pH值、电导率、有机质、全氮、碳氮比、阳离子交换容量、养分和污染物含量等作为堆肥腐熟度的评估指标。[结论]该研究可为厨馀堆肥制作和施肥提供理论依据。     

人粪便生态厕所好氧降解过程氮的迁移转化研究（Ⅰ）——高温堆肥

[目的]研究人粪便生态厕所高温好氧堆肥氮的迁移转化。[方法]利用密闭式好氧高温堆肥反应器,以新鲜锯末为空白载体,对高温堆肥条件下氮的迁移转化及堆肥产物的保氮特性进行了研究。[结果]在高温60℃、含水率60%以及连续强制供气条件下,经过为期2周的堆肥,粪便中有机物去除率达到70%以上,而总氮Ntot的损失仅有17%。氮的损失主要发生在堆肥反应的第1天,由无机氮Nino的迅速减少造成,而有机氮Norg几乎不变。占Nino90%以上的NH4-N在堆肥反应第1天迅速降低,此后缓慢减少至几乎消失。通过物料的平衡发现,在堆肥反应第1天NH4-N的减少量与堆肥反应的前24 h连续吸收的NH3-N的总量一致,说明NH4-N转化为NH3-N是高温好氧堆肥过程粪便中氮损失的主要原因和控制的关键。[结论]高温堆肥可成为一种能使堆肥产物中保持高含量的氮从而使其更好地作为有机肥的有效方法。     

蚯蚓对牛粪中碳、氮及其他营养物质转化的影响

试验地位于安徽肥东县桂和养牛场,选择6个地块作为消解床,新鲜奶牛粪采用均匀堆垄铺在消解床上。分析了60 d内奶牛粪便自然堆制和蚯蚓堆制2种处理方式的堆制物的理化性质。结果表明,蚯蚓粪p H、总碳、有机碳、全氮、全钾含量均低于传统的牛粪自然堆制物,全磷、速效磷、速效氮和速效钾均高于牛粪自然堆制物,蚯蚓粪的速效氮和速效磷占全氮和全磷的百分比均分别逐渐升高。由此认为,与自然堆制相比,牛粪蚯蚓堆制加快了堆制物矿化速率,提高了堆制物速效养分含量。     

堆肥化过程中氮素损失控制材料的添加试验研究

以堆肥化过程氮素损失规律为基础,在模拟堆肥条件下,分别采用物理吸附材料、化学吸附材料和混合材料为固定剂,各种固定剂按不同比例梯度添加,进行氨的固定试验研究。结果表明,固定效率随固定剂添加量的增加而升高。蚯蚓粪(7.32%)和草炭(8.99%)有较好的固定效果,且二者本身就是一种含养分丰富的腐殖质类肥料,适合做堆肥化氮素损失原位控制材料。硫酸盐和氯化盐都对氨有一定的固定效果,其中铁盐和铝盐对氨的固定效果明显,最高可达99%。氯化铁和过磷酸钙混合固定剂有较好的固定效果,但不如等量的氯化铁、过磷酸钙单独作用的效果。氢氧化镁和磷酸按不同比例反应制成的各种乳状液对氨都有极好的固定作用,所有处理均达70%以上。同时在堆肥产品中还获得一种含MgNH4PO4的有机无机新型复混肥,有利于作物的生长,是一种理想的堆肥化添加剂。     

堆肥过程中氮素损失的控制

概述了影响堆肥过程中氮素损失的因素,并总结了目前国内外关于堆肥氮素损失控制的方法,其中包括添加化学物质、调节堆料的C/N、加入微生物固氮、利用吸附性物质,以期为堆肥过程中有效地控制氮素损失提供理论基础和实践参考。     

堆肥发酵过程中控制氮素挥发的研究

氨挥发是堆肥发酵过程中,臭味产生和氮素损失的主要原因。以鸡粪为原料进行堆肥发酵,通过添加除臭菌剂和相关填充物料,有效控制堆肥发酵过程中氨的挥发,以减少氮素的损失。研究结果表明：除臭菌剂和填充物料的加入能有效降低发酵过程中氨的挥发损失,缩短发酵脱臭的时间。与对照处理相比,除臭菌剂能够提前10 d左右消除臭味,糠醛渣可减少氮素损失达17.6%以上。     

易利用碳的添加对厨余堆肥氮素转化与氮素损失的影响

[目的]探讨添加不同量易利用碳（蔗糖）条件下,厨余垃圾堆肥的氨挥发及各形态氮的转化规律和氮损失量。[方法]堆肥化试验采用静态好氧工艺,堆体通风量为0.03 m^3/（kg·h）。堆肥设T0、T1、T2 3个处理,其对应的厨余与易利用碳的干基比分别为1.0∶0,1.0∶0.2和1.0∶0.5。[结果]堆肥过程中,堆肥T0、T1、T2的厨余氨氮总释放率分别为8.50、8.28、0 g/kg。堆制后,与各堆肥的初始值相比,T0、T1堆体全氮含量分别下降17.1%、10.2%,而T2堆体上升6.7%;有机氮含量分别下降24.5%、23.2%和5.3%;堆肥T0、T1、T2的氨氮浓度分别提高69.4%、761.7%和2 057.7%。堆肥T0、T1、T2的氮损失率分别为35.4%、42.1%和38.1%,氨挥发占氮损失的比例分别为69.2%、58.3%和0%;堆肥T0、T1氮损失的途径主要是氨挥发,而堆肥T2的氮损失绝大部分来自有机氮。[结论]在厨余堆肥过程中加入易利用碳,降低了堆肥氨挥发,增加了堆制后堆肥的全氮含量,但并没有减少堆肥氮损失。     

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%。     

生物菌剂对烟用有机肥堆制腐熟的作用效果研究

主要研究了生物菌剂对烟用有机肥堆制腐熟指标变化的影响。结果表明,随堆肥的腐熟,添加生物菌剂处理堆温先升高至较高温度(>50℃)后降低,常规腐熟处理堆温基本保持不变;相同腐熟时间内,添加生物菌剂处理堆肥物料外观腐烂程度、碳氮比下降速度、硝态氮含量升高幅度、腐殖化指数和种子发芽指数上升速度均高于常规腐熟处理。添加生物菌剂进行烟用有机肥堆制仅28 d即达到安全施用要求。与常规腐熟处理相比,添加生物菌剂能明显缩短堆肥腐熟时间,提高堆肥腐熟质量。