风干预处理对堆肥腐熟度及臭气排放量的影响

该研究以风干猪粪堆肥为处理,以新鲜猪粪堆肥为对照,在秸秆调理相同C/N基础上,对两个处理腐熟度和臭气排放进行比较分析。从温度、p H值、电导率和发芽率来看,利用新鲜猪粪和风干猪粪堆肥所得的产品均能达到腐熟和无害化标准;在硫化氢、羰基硫、二硫化碳、甲硫醚、乙硫醚、二甲二硫、甲硫醇和乙硫醇几种含硫臭气中,甲硫醚和二甲二硫占96%以上;风干猪粪堆肥比新鲜猪粪堆肥少排放71.09%的氨气,66.11%的甲硫醚和9.66%的二甲二硫。在不考虑风干环节存在的问题条件下,与新鲜猪粪堆肥相比,风干猪粪堆肥堆肥时间短,在堆肥品质提高的基础上,堆肥产品产量增加60%。通过降低水分和体积风干猪粪运输成本降低1/3,且对环境影响小,是远距离资源化处理畜禽粪便的较好途径。     

添加剂对猪粪秸秆堆肥的氮素损失控制效果

为减少堆肥过程中的氨气挥发和氮素损失,该文以新鲜猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风静态垛堆肥装置进行35 d的好氧堆肥试验,研究2种固氮添加剂(过磷酸钙+氢氧化镁、磷酸+氢氧化镁)对猪粪秸秆堆肥过程中的氮素损失控制效果。结果表明:添加适量的固氮剂均可降低堆肥化过程中氨气的排放率。过磷酸钙+氢氧化镁处理相比较对照和磷酸+氢氧化镁处理,氮素固定率较高,固氮效果较好。与对照处理相比,该处理在整个堆肥过程中的累积氨气挥发量和总氮损失分别降低了41.78%和13.27%;在堆肥结束时,铵态氮和硝态氮含量分别提高了60.00%和24.66%。最终堆肥产品的种子发芽率指数为97.22%~115.86%,表明所有处理在堆置35 d后均达到腐熟。X射线衍射分析证实了添加固定剂处理的堆肥产品中均有鸟粪石(Mg NH_4PO_4·6H_2O)的存在,说明通过添加过磷酸钙+氢氧化镁、磷酸+氢氧化镁2种固定剂可以改变堆肥的理化性质,促进堆肥的降解和腐熟。     

山西省畜禽粪污年产生量估算及环境效应

为了解山西省畜禽粪便产生量及其环境效应,根据《山西统计年鉴2017》中畜禽养殖数据,估算了2016年山西省畜禽粪污产生量。结果表明,2016年山西省畜禽粪便总排放量约为3 410.97万t,按年粪便产生量排序,依次为牛羊猪鸡兔。畜禽粪污的总氮、总磷、总化学需氧量、总生化需氧量、总氨氮产生量分别为23.54、7.56、75.97、70.85万t和7.72万t。畜禽粪便发酵可产沼气总量约为21.33亿m~3,畜禽粪便产沼气潜力相当于山西省天然气年消费量的25.42%。2016年山西省平均单位耕地面积畜禽粪尿氮、磷养分负荷分别为63.28、20.32 kg·hm~(-2),均未超过欧盟粪肥年施氮和年施磷限量标准,畜禽粪便耕地负荷预警值为0.38,为Ⅰ级。然而从区域分布的角度来看,太原,晋城和晋中三市的单位耕地面积畜禽粪尿磷负荷超过了欧盟粪肥年施磷限量标准,除了临汾和运城,山西省其他地市的畜禽粪便农田负荷量对环境有不同程度的威胁。因此,迫切需要对部分重点区域进行畜禽养殖粪便综合管理。     

菌剂对鸡粪堆肥腐殖质含量品质的影响

腐殖质是评价堆肥品质的重要因素,该文利用鸡粪和秸秆为原料进行高温好氧堆肥,设计接种菌剂和不接种菌剂(对照)2个处理,研究菌剂添加对堆肥腐殖质形态、含量、品质的影响。结果表明:与对照相比,接种菌剂可以加快有机物的降解,矿质化时间缩短14d,菌剂具有良好的保碳效果,总有机碳含量提高了16.1%,同时总腐殖酸、游离腐殖酸以及水溶态腐殖酸及胡敏酸的含量,分别提高了38.7%,45.7%、39.0%及54.9%。接种菌剂可以提高腐殖酸的活性,堆肥结束后,接种菌剂处理的游离腐殖酸和水溶性腐殖酸含量均增加,而对照处理的含量均降低;堆肥可以提高腐殖酸质量,堆肥结束后两个处理总腐殖酸含量均下降但是缩合度、腐殖化率、腐殖化指数及胡敏酸百分比均提高,特别是添加菌剂的处理腐殖化程度明显高于对照。说明了菌剂可以增加堆肥腐殖质含量,提高腐殖质缩合度、芳构化程度及活性。     

山西省畜禽粪污年产生量估算及环境效应

为了解山西省畜禽粪便产生量及其环境效应,根据《山西统计年鉴2017》中畜禽养殖数据,估算了2016年山西省畜禽粪污产生量。结果表明,2016年山西省畜禽粪便总排放量约为3 410.97万t,按年粪便产生量排序,依次为牛 > 羊 > 猪 > 鸡 > 兔。畜禽粪污的总氮、总磷、总化学需氧量、总生化需氧量、总氨氮产生量分别为23.54、7.56、75.97、70.85万t和7.72万t。畜禽粪便发酵可产沼气总量约为21.33亿m³,畜禽粪便产沼气潜力相当于山西省天然气年消费量的25.42%。2016年山西省平均单位耕地面积畜禽粪尿氮、磷养分负荷分别为63.28、20.32 kg·hm^-2,均未超过欧盟粪肥年施氮和年施磷限量标准,畜禽粪便耕地负荷预警值为0.38,为Ⅰ级。然而从区域分布的角度来看,太原,晋城和晋中三市的单位耕地面积畜禽粪尿磷负荷超过了欧盟粪肥年施磷限量标准,除了临汾和运城,山西省其他地市的畜禽粪便农田负荷量对环境有不同程度的威胁。因此,迫切需要对部分重点区域进行畜禽养殖粪便综合管理。     

种子发芽试验在低碳氮比堆肥腐熟度评价方面的适用性

为了研究种子发芽率和根长与种子发芽率指数(GI)评价指标的关系、取值及其在低碳氮比堆肥腐熟度评价方面的适用性,以猪粪为堆肥原料,进行了两组堆肥试验。其中一组添加初始物料湿重15%的木本泥炭作为调理剂和固氮剂,另一组在添加相同比例木本泥炭的基础上再添加过磷酸钙进行优化,过磷酸钙的添加比例约为初始物料干重的16%。通过两种种子(萝卜种子和白菜种子)的发芽试验,结合概率统计原理对堆肥的腐熟度进行了评价。研究结果表明,两个处理在整个堆肥过程中均维持了较高的NH+4-N含量(1.77~3.40 g·kg~(-1)DM),而较高的NH+4-N含量是抑制种子根长伸长的主要原因。因此,将种子发芽率(SG)和相对种子根长(RRG)这两个指标相结合比种子发芽率指数(GI)这单一指标更能准确地评价低碳氮比堆肥的腐熟度,当SG≥70%且RRG≥50%时,表明堆肥已达到腐熟且对作物无盐害。     

施用有机肥对番茄品质风味的影响

番茄的品质和风味是决定番茄口感的重要因素。以不施肥作为对照,在等氮投入条件下,分别以普通有机肥、沼渣及精制有机肥(中量)作为供试肥料,研究了有机肥对番茄品质和风味的影响,其中精制有机肥共设置了3个施肥水平(分别为19、38和57 t/hm~2的低、中和高量)。结果表明:施用有机肥后番茄产量增加了4.8%~14.4%,其中中量精制有机肥增产效果最好。施用有机肥尤其是中量精制有机肥可以显著增加番茄可溶性固形物、还原型维生素C、可溶性总糖等含量。番茄风味化合物主要以醛酮类、醇类及烷类为主。施用有机肥可以显著增加风味化合物的种类和数量,尤其是中量精制有机肥的施用,显著增加了番茄中醛酮类、酯类、酰肼、羟胺、有机酸等化合物。就番茄产量和品质而言,施用中量(38 t/hm~2)精制有机肥是最佳施肥方案。     

提高沼液生物有效性的曝气参数优化

曝气处理广泛用于沼液滴灌前处理中,合理的曝气有利于农作物生长,降低沼液后续滴灌时发生堵塞,但目前缺乏相关工艺参数。基于此,该文从提高沼液农用生物有效性入手,对影响曝气过程的相关参数进行优化研究。结果表明,曝气能够降低沼液中氨氮、总磷含量和生物毒性,且添加好氧污泥情况下下降更明显。以保持沼液中氨基酸含量作为评价指标时,最优曝气参数为:好氧污泥量8000 mg/L、水力停留时间2h、气水比20、p H值8.5;以降低沼液生物毒性为目标的优化曝气参数为:好氧污泥量6000 mg/L、水力停留时间1h、气水比40、p H值6.5。通过玉米水培试验对2种优化方案进行验证,沼液氨基酸浓度的优化方案更利于玉米生长,而玉米在基于降低沼液生物毒性的优化方案中的生长情况较差,甚至劣于未优化方案。     

高温堆肥温度变化及无害化效果试验

通过鸡粪和玉米秸秆混合堆肥试验,研究了高温堆肥过程中堆体温度变化规律和堆肥无害化效果.结果表明:高温堆肥经过了升温期、高温期和降温期,高温(5 ～ 60℃)期维持在20 d左右,环境温度对堆体温度有一定的影响；高温堆肥工艺达到了堆肥无害化对温度的要求,堆肥后样品大肠杆菌值和蛔虫卵死亡率均达到了有机肥行业标准的要求；在该试验条件下,供试外源微生物的引入对堆肥温度影响不大.