牛粪堆肥过程中有机态氮的动态变化

利用外源微生物进行牛粪高温好氧堆肥试验,研究堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,全氮与酸水解氮均呈下降趋势,与不加外源微生物处理相比,外源微生物处理只是加速全氮与酸水解氮含量的降低,并没有引起氮素过多的损失;氨基酸态氮呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理含量明显高于不加微生物处理;酰胺态氮与氨基糖态氮各处理含量都在升温期、高温期增加,然后随着堆肥温度的下降而降低,在腐熟期则呈现较平稳的走势。在堆肥的不同时期,外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

未消化城市污泥与稻草堆肥过程中的养分变化研究

采用静态强制通气堆和人工机械翻堆两种试验方式对城市污泥进行堆肥处理，对堆肥过程中养分的变化规律进行了研究。结果表明，堆肥过程中全量P和全量P和全量K含量呈线性上升，氮由于以氨气形式挥发损失，全氮含量的上升幅度较小，有效磷含量在堆肥前期上升，后期则下降；速效钾含量呈不断上升趋势；水溶性全氮、铵态氮、硝态氮、有机氮和水溶性全磷、正磷酸盐形态磷、水溶性有机磷的含量在堆肥初期上升，但后期下降。污泥稻草堆肥的时间以50d左右为宜。     

除氨菌系对牛粪堆肥氮素转化的影响

为了减轻牛粪堆肥过程中NH3释放对环境的污染及氮素损失,在牛粪堆肥时添加除氨菌系,研究其对氮素形态转化的影响。加除氨菌系处理的NH4+-N、NH3较对照分别降低20.47%和61.21%,全氮、NO3--N较对照分别提高11.63%和65.01%,酸解有机氮、氨基酸态氮、酰胺态氮和氨基糖态氮含量分别提高12.42%、11.26%、16.92%和19.51%。表明除氨菌系在牛粪堆肥过程中,能够固定NH4+-N向有机氮各组分转化,减少NH3挥发,具有较好的保氮作用。     

不同碳氮比下牛粪高温堆肥腐熟进程研究

为有效处理奶牛场养殖粪污,建立以之为原料的牛粪有机肥高效堆肥工艺,本文通过工厂堆肥试验,以牛粪为主料,以蘑菇渣、稻壳为辅料,设置C/N=15、C/N=25、C/N=35三个处理,研究不同碳氮比原料高温堆肥过程中堆体温度、pH值、EC、C/N和养分等理化指标的变化。结果表明,C/N=25堆体达到的温度最高,达到最高温度所需时间最短且保持65℃以上时间最长。堆肥过程中各处理pH值变化基本一致,均是先升高后降低再升高最后趋于稳定,各处理EC都是先波动上升后在波动中逐渐下降并趋于稳定。各处理堆体在堆肥过程中,C/N也都呈现逐步减小的趋势,并最终保持稳定。至堆肥结束时,各处理C/N分别11.7、15.0和21.3。各处理铵态氮含量逐渐下降,硝态氮含量逐渐增加,至堆肥结束时,铵态氮的损失量分别为80.7%、36.6%和46.7%,硝态氮含量分别增加到0.61 g kg~(-1)、0.50 g kg~(-1)、0.41 g kg~(-1)。堆肥结束时,各处理胡敏酸类、富里酸类等物质成为DOM的主体部分,N1、N3处理发芽指数大于50%但小于85%,N2处理发芽指数大于85%。各处理堆肥全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加。因此,牛粪高温堆肥能有效处理奶牛场养殖废弃物,且C/N=25时堆肥效果最佳。     

蔬菜废弃物堆肥对设施蔬菜产量和土壤生物特性的影响

采用盆栽试验研究了蔬菜废弃物堆肥对小白菜的增产效果、土壤养分含量、土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,蔬菜废弃物堆肥能够显著提高盆栽小白菜的产量和品质,其中30 t/hm2的高量蔬菜废弃物堆肥将产量提高了66.26%,将品质指标Vc、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高了35.64%、183.36%和39.42%。蔬菜废弃物堆肥能够显著提高土壤质量,有机质、总氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量和土壤微生物量碳、氮,以及土壤淀粉酶、脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性的土壤质量指标。与牛粪相比较,高用量的蔬菜废弃物堆肥处理在小白菜产量、可溶性蛋白含量、土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量、磷酸酶活性上显著高于牛粪;而在可溶性糖含量、土壤有机质含量、土壤微生物量、淀粉酶、脱氢酶活性上显著低于牛粪。综合而言,蔬菜废弃物堆肥能够提高土壤质量,增加蔬菜产量和品质;在蔬菜产量方面,蔬菜废弃物堆肥优于牛粪,在蔬菜品质和土壤质量方面,蔬菜废弃物堆肥与牛粪相当。     

牛粪堆肥化中氮素形态与微生物生理群的动态变化和耦合关系

在强制通风静态垛装置中研究了牛粪堆肥化中氮素形态和微生物生理群的动态变化。在堆制的56d里,根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,测定各种氮素组分的含量和氮素微生物生理群的数量。结果表明,堆肥过程中,总氮减少了21．6％;有机氮是堆肥中的主要氮素形态,其含量降低了19．1％;氨基酸态氮和氨态氮的含量分别降低了20．9％和86．4％,在有机氮和总氮中的比例分别降低了2．2％和5．2％;氨基糖态氮和硝态氮含量分别增加了147％和79％,在有机氮和总氮中的比例分别增加了2倍和1．3倍。氨气的挥发占总损失的63％,高温期的释放量占总挥发量的69％。堆肥中氨化细菌数量较高,在高温期大幅度增加,其数量变化与堆肥中氨气和氨态氮含量都呈极显著正相关关系。在堆肥过程中,硝化细菌数量总体较小,在降温期增加幅度较大;反硝化细菌数量逐渐增加,堆制结束时达到堆肥初期的2．45倍;固氮菌数量总体增加1．8倍,其中降温期数量较多。堆肥过程中存在的反硝化作用,是氮素损失的另一个重要原因。     

板栗苞和牛粪混合堆肥的物质变化特性研究

以板栗苞和牛粪为原料,在北京市密云板栗生态同中进行了为期40d的高温好氧堆肥。板栗苞取自密云水库库区板栗生态园,牛粪取自周边养牛场的奶牛粪便,初始混合物料C／N为25～30,含水量在55％-60％,采用人工翻堆的方法进行通风。结果表明,由于板栗苞与牛粪都是木质纤维素含量较高的物料,所以在堆制结束时,堆肥中的粗纤维含量仍有10．11％,整个过程中粗纤维降解率为57．25％。水溶性硝态氮在堆肥过程中总体呈上升趋势,而铵态氮损失比较严重,比初始物料减少了33．30％。在堆肥结束时,C／N基本稳定在20左右。在堆制20d后,发芽指数（GI）已上升到了80％以上。说明板栗苞和牛粪堆肥40d后基本可以达到腐熟,但堆肥巾仍残存部分有彤的板栗苞,需进一步采取措施促进板栗苞中木质纤维素的降解。     

稻秸蚯蚓堆制后的物理、化学及微生物特性变化

利用水稻秸秆与畜禽粪便（牛粪、猪粪和鸡粪）等干重混合物（RCD、RPM、RCE）接种蚯蚓（Eisenia foetida）进行堆制,研究堆肥产物的物理、化学及微生物特性变化。结果表明,蚯蚓堆制30 d后,稻秸牛粪、稻秸猪粪堆肥产物MBC含量显著下降; 3种稻秸粪便混合物经蚯蚓堆制后,堆肥产物微生物代谢熵、脱氢酶和碱性磷酸酶活性增加,尤以RCD的变化明显。稻秸牛粪、稻秸猪粪及稻秸鸡粪混合物经蚯蚓堆制后,总固形物平均重量损失分别增加6.45%、4.22%和3.82%; pH值均降低,其中RCD显著降低。蚯蚓堆制有助于提高堆肥产物全氮、全磷和全钾含量,同时使碳氮比降低。水稻秸秆混入部分畜禽粪便经蚯蚓堆制可减少堆肥时间并提高堆肥质量,混入的粪便以牛粪最好,猪粪次之,鸡粪最差。     

施用牛粪对土壤-油菜系统氮素组分的影响

大理是我国南方地区发展奶业最早的地区之一,伴随着奶牛养殖业的快速发展,奶牛粪便已成为洱海流域农业面源污染的重要来源。通过在洱海流域内设置2年田间定位试验,研究施用牛粪对土壤-油菜系统氮素转化的影响,为洱海流域畜禽粪便资源化还田利用提供理论依据。在大理洱海流域水稻-油菜水旱轮作模式下,设置不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、化肥与牛粪配施(NPK+S)、牛粪施用(2S)、倍增牛粪施用(4S)五种处理的田间小区试验,研究施用牛粪对油菜季土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、可溶性有机氮(DON)、微生物量氮(SMB-N)和全氮(TN)的影响,及对油菜地上部氮素养分吸收利用的情况。施用牛粪处理的土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮含量均低于化肥单施处理,微生物量氮高于化肥单施处理,施用牛粪可减控土壤可溶性氮素流失,提高土壤微生物氮库容量,但不同牛粪施用量处理间差异较小,牛粪与化肥配施效果最好,牛粪施用对提高和保持土壤全氮含量的效果随时间延长,其效果显著,相比CK提高土壤全氮含量8.74%~13.69%,相比NPK提高9.53%~14.53%。牛粪施用处理相比化肥单施能提高油菜籽粒的吸氮量,提高幅度达8.51%~17.96%,倍增牛粪施用相比牛粪施用未能提高油菜籽粒吸氮量,仅提高油菜秸秆的吸氮量。综合土壤肥力和油菜产量,洱海流域油菜季较优施肥方式是牛粪与化肥配施,能提高油菜氮收获指数,促进氮养分向油菜籽粒转移,增加经济产量,同时能提高和保持土壤微生物量氮和全氮含量,增强土壤供氮能力。     

脲酶抑制剂NBPT对鸡粪好氧堆肥的保氮效果

利用堆肥反应器, 以鸡粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥, 在堆肥中添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT, 研究其对堆肥氮素转化的影响及保氮效果。结果表明: 添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT对堆肥进程中温度无显著影响, 在堆肥的高温阶段可有效控制堆料pH的升高, 在堆肥高温前期的0~10 d可有效降低堆肥的脲酶活性, 在堆肥中后期10~25 d明显提高全氮含量。堆肥25 d后, 添加0.04 mL·kg^-1、0.08 mL·kg^-1、0.16 mL·kg^-1脲酶抑制剂NBPT分别比CK减少氮素损失6.61%、4.89%和13.51%。堆肥过程中, 堆料铵态氮含量呈升-降-升-降的双峰趋势, 且大部分时间CK处理的铵态氮含量高于添加脲酶抑制剂NBPT处理, 且CK处理铵态氮的两次升高速度均高于添加脲酶抑制剂NBPT处理。在堆肥的升温和高温期硝态氮含量不稳定, 但堆肥结束时, 各添加脲酶抑制剂NBPT处理的硝态氮含量显著高于CK处理。本试验结果表明, 在堆肥过程中添加脲酶抑制剂NBPT可延缓鸡粪中的尿素态氮向铵态氮的转化, 增加堆肥成品中的硝态氮含量。在畜禽粪好氧堆肥中加入脲酶抑制NBPT可起到一定的保氮作用。     

不同来源农业废弃物堆肥进程与产品肥效研究

评价不同来源农业废弃物的堆肥效率与产品肥效,为高品质有机肥生产提供依据。采用室外堆肥的试验方法,选取6种动物源粪便与7种植物源农业废弃物为原料,设置13个堆肥处理,比较不同堆肥原料堆肥过程中温度、pH、C/N、腐殖酸、养分等指标差异及其堆肥产品对小白菜生长的影响。结果表明,动物源和植物源材料质量比7∶3,C/N为25∶1,含水率55%～60%的条件下进行好氧发酵堆肥,45天后各处理均可达到腐熟要求。其中TOP4(花生麸)和TOM1(牛粪)处理在腐熟过程中温度上升最快,TOP1(豆粕)、TOP3(菜籽饼)、TOM1(牛粪)、TOM3(兔粪)处理C/N最低,腐熟最彻底;TOP1、TOP4、TOM3、TOM5(鸡粪)处理全氮、碱解氮及硝铵态氮含量最高,氮磷钾总养分含量达8.9%以上。不同堆肥产品的盆栽试验发现,P4、P5和M2、M3、M4处理与CF(等氮量化肥)处理相比均显著提升小白菜品质,并降低硝酸盐含量,M5(鸡粪)在显著提升小白菜可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C的同时大大增加植株中硝酸盐含量。综上,花生麸和兔粪作为堆肥原料,其腐熟效率快且养分含量高,堆肥产品显著促进了小白菜的生长。     

污泥堆肥过程中生物酶活性与理化因子关系分析

以污泥和稻草为原料,采用强制通风静态好氧系统与人工翻堆相结合的模式进行堆肥,测定堆肥过程各阶段纤维素酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶的活性和pH值、全氮、氨态氮、硝态氮、全磷、速效磷、有机质的含量,并进行了相关分析和主成分分析。结果表明,堆体内不同高度的温度有着不同的变化趋势,堆肥初始阶段,堆体中层温度高于上层温度,随后上层温度逐渐高于中层温度。经过40d的堆肥化处理,堆肥产品达到腐熟标准,生物酶活性与堆肥理化因子呈现较好的相关性,说明生物酶活性可以表征堆肥肥力状况,生物酶活性还可以用来指示堆肥碳、氮、磷素转化情况,主成分分析显示脲酶、酸性、碱性和中性磷酸酶4类酶的活性在评价堆肥肥力中起主要作用。因此,生物酶活性可以作为堆肥肥力指标。     

不同调理剂对牛粪好氧堆肥的影响

养殖业的发展造成了周边环境的严重污染。好氧堆肥技术是处理固体有机废弃物的一种有效方法。该文利用自制发酵箱进行了牛粪与不同调理剂-玉米芯、玉米秸秆和稻草的混合好氧堆肥试验。试验结果表明，当堆肥底料的初始碳氮比为27：1，初始含水率为65%时，玉米芯、玉米秸杆和稻草均可作为调理剂与牛粪进行好氧堆肥，且可达到无害化要求。而采用粒径大、多孔、疏松的玉米芯作为调理剂，有利于通风供氧，堆体升温和降温均较快，高温持续时间长，堆料腐熟快，有利于加快堆肥的进程。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

水分含量对水葫芦渣堆肥进程及温室气体排放的影响

水葫芦经挤压处理后,容积减小、干物质含量提高,利于堆肥生产,但目前缺乏相关堆肥条件的研究。本文通过水稻秸秆与水葫芦渣以不同比例混合来调节堆体水分,探讨在65%、70%、75%、80%水分条件下堆肥效果及环境影响,以获得堆肥的最优水分条件。本试验为静态堆肥,动态监测堆体温度、pH值、碳氮养分和温室气体。结果表明,水分对堆体pH、胡敏酸(堆肥7 d)、富里酸无显著影响,对温度、水溶性碳、胡敏酸(堆肥50 d)、凯氏氮、硝态氮、铵态氮影响显著。其中75%水分处理升温能力最佳,堆肥6 d即达最高堆温(53.4℃);50 d时其凯氏氮、硝态氮、铵态氮显著高于65%和70%的水分处理(P<0.05);75%水分处理堆肥50 d与7 d相比,凯氏氮降低最多(21.1%),硝态氮增加最多(434%),铵态氮降低幅度最小(14.1%)。水分对CH4的产生无显著影响;但高水分促进CO2和N2O排放,75%水分处理的CO2排放能量最高,是其他处理的1.9~2.5倍,80%水分处理的N2O排放通量最高,是其他处理的3.9~23.1倍。综合考虑,水稻秸秆与水葫芦渣混合堆肥,堆体水分为75%较为适宜,能兼顾堆肥效率、品质和环境效益。     

低温下复合发酵剂对牛粪与鸡粪混合堆肥有机氮变化的影响

从低温条件下牛粪、鸡粪混合堆肥过程中有机氮组分变化入手,研究接种不同的复合发酵剂对堆肥有机氮素形态转化的影响.结果表明,各处理全氮、酸水解有机氮、氨基酸态氮含量均呈先降低后升高的趋势;堆肥结束时接种复合发酵剂的处理全氮量较不接种的对照提高30.81%;接种含纤维素分解菌发酵剂的处理全氮量较接种复合发酵剂的处理提高6.54%.表明接种含纤维素分解菌的复合发酵剂能有效减少堆肥氮损失,提高产品肥效.     

不同有机物及其堆肥与化肥配施对小麦生长及氮素吸收的影响

采用15N示踪技术,选用水稻土和灰潮土在宜兴进行小麦盆栽试验,研究了稻草、猪粪及其堆肥与化肥配施对作物生长及氮素吸收的影响。结果表明,在水稻土和灰潮土上,不同有机物及其堆肥与化肥配施分别比单施化肥增产4.46%～24.82%和1.01%～20.53%,稻草堆肥和猪粪堆肥配施化肥处理籽粒产量分别高于稻草和猪粪直接与化肥配施处理。稻草和猪粪堆肥后更利于作物吸收氮素,增加植物体内15N累积。两种土壤上15N回收率表现为相同配比的堆肥处理未堆肥处理单施化肥处理。随着小麦生育期的推进,土壤微生物量氮和矿质态氮含量均呈下降趋势,稻草和猪粪处理的微生量氮含量始终高于稻草堆肥和猪粪堆肥处理。有机无机肥配施处理土壤矿质态氮在小麦生育前期低于单施化肥,成熟期则高于单施化肥。整个生育期中,稻草堆肥和猪粪堆肥处理土壤矿质态氮含量分别高于稻草和猪粪处理。因此,有机物堆肥后与化肥配施更有利于提高产量,促进作物对氮素的吸收利用。     

碳氮比对叶菜废弃物好氧堆肥效果的影响

为提高叶菜废弃物好氧发酵效率和堆肥质量,研究不同物料配比对叶菜废弃物好氧堆肥效果的影响,确定叶菜废弃物好氧堆肥的最佳碳氮比(C/N),以叶菜废弃物为主料,玉米秸秆、玉米秸秆+ 牛粪为辅料进行好氧发酵,调节初始C/N 为15、20、25,以pH、电导率、有机质、全氮、全磷、全钾以及种子发芽指数来评价好氧堆肥腐熟度及堆肥质量,筛选出叶菜废弃物好氧堆肥的最佳C/N。结果表明:B1 处理(C/N 为20,底料为叶菜废弃物+ 玉米秸秆)种子发芽指数为115.30%,B2 处理(C/N 为20,底料为叶菜废弃物+ 玉米秸秆+ 牛粪)种子发芽指数为126.77%,其堆肥物料腐熟程度最高,腐熟效果最好,B1 处理有机质分解率最高(22.71%),全效养分含量最高(6.4%),全氮、全磷、全钾含量分别增加了26.61%、62.17%、57.23%。综合来看,叶菜废弃物和玉米秸秆联合好氧发酵的C/N 为20 时堆肥效果最好,堆肥底料中添加适量牛粪可以提高堆体物料腐熟程度。     

不同促腐菌剂对有机废弃物堆肥效果的研究

为了促进当地农业有机废弃物资源的循环利用,以牛粪、鸡粪、食用菌渣为堆肥原料并协调碳氮比为30∶1,添加不同的微生物菌剂进行堆肥,研究堆肥过程中的温度、pH值、全氮、铵态氮、硝态氮和发芽指数的变化趋势,比较不同菌剂处理在堆肥前后养分含量的差异。结果表明,枯草芽孢菌剂和EM菌剂处理堆肥初期升温快,发酵基和速腐剂处理堆肥初期升温相对缓慢;枯草芽孢菌剂处理高温阶段温度基本上维持在70℃上下,堆肥前后氮素损失率最大为33.18%,发芽指数最低,而EM菌剂处理的高温阶段温度维持在55~68℃,氮素损失率最小为10.73%,发芽指数在堆肥21 d为51.55%,达到了基本腐熟,堆肥35 d为84.27%,达到了完全腐熟,堆肥腐熟快于其他处理。因此,在利用牛粪等有机废弃物进行高温好氧堆肥过程中,需要选择具有多种微生物能够相互协调作用并适应高温堆肥的菌剂,并且菌剂用量适宜,以达到减少氮素损失,提高堆肥的效果。     

不同发酵菌剂对树叶基质的堆腐效果

2018年7—9月,在塔里木大学园艺实验站以秋季落叶为原材料,加入10%腐熟牛粪,再加入不同发酵菌剂进行堆腐发酵,对照不加菌剂,研究不同菌剂对树叶温度、理化性质、养分含量、堆腐效果的影响。结果表明,四个处理经高温堆腐发酵后均能达到有机物堆腐发酵腐熟标准;ZT菌剂、强兴菌剂和堆肥菌剂均能够提高堆体起始温度,可缩短堆腐时间;三种菌剂对树叶堆体前期温度影响大,后期温度影响较小;堆肥菌剂对树叶基物理性质无明显影响;ZT菌剂和强兴菌剂均能较大程度改善树叶基理化性质;ZT菌剂和强兴菌剂处理的树叶堆腐发酵效果最佳,其中"树叶+10%腐熟牛粪+强兴堆肥发酵菌剂"处理后的树叶基质基本符合蔬菜育苗基质农业行业标准(NY/T2118-2012)要求,对"树叶+10%腐熟牛粪+ZT秸秆腐熟菌剂"堆腐发酵后的树叶基适当降低其EC值也符合蔬菜育苗基质要求。