功能菌剂对堆肥中木质纤维素降解的影响

以鲜牛粪和稻草为材料进行好氧堆肥,主要研究了接种木质纤维素降解菌对堆肥过程中木质纤维素降解酶活性、木质纤维素降解菌数量动态及木质纤维素降解率变化的影响。结果表明,接菌处理使堆肥在第3 d进入高温期,并维持45℃以上高温长达20 d(自然堆肥为14 d)。接菌处理堆肥中的木质纤维素酶活性在各个时期均高于自然堆肥,其中羧甲基纤维素酶、滤纸酶和半纤维素木聚糖酶活性最大值分别为1 120、268、1 681 U/L,高出自然堆肥959、209、1 459 U/L;漆酶活性在第18和31 d出现两次峰值,分别为4 666和3 666 U/L,而自然堆肥的漆酶活性在第18 d出现一次明显峰值,仅为1 700 U/L。接菌处理的木质纤维素降解菌数量在堆肥各个时期均高于自然堆肥;堆肥结束时,接菌处理堆肥中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别高于自然堆肥14.33%、31.31%和19.57%。以上结果表明,加入木质纤维素降解菌可明显提高堆体温度,延长堆肥高温期,增加堆肥中木质纤维素降解菌数量,提高相关酶活性和木质纤维素降解率,可以考虑将其进一步应用于较大规模的牛粪堆肥处理或其他禽畜粪便的堆肥处理。     

堆体大小对猪粪堆肥影响和袋装堆肥的研究

研究了堆体大小对堆肥的影响以及堆制10 d的物料袋装堆肥的可行性。试验将猪粪和秸秆按一定比例混合均匀后分800 kg、400 kg和200 kg三种规格堆制40 d，另设800 kg组物料堆制10 d后转移分装到袋中继续堆制至40 d。每天上午、下午测定堆温，并于堆制第1、5、10、20、30和40 d取物料测定C/N比、水溶性碳、总腐殖质、氨态氮和硝态氮。结果表明，400 kg和800 kg组经40 d左右可以达到腐熟，而200 kg组不能完成彻底的有机质分解。与非袋装组比较，袋装堆肥堆制结束(40 d)物料的C/N比较低、腐殖质和氨态氮相近、水溶性碳和硝态氮较高。袋装法简单经济，占地少，便于畜牧场和农村推广应用。     

餐厨垃圾与麦秸混合堆肥中碳素物质变化规律研究

餐厨垃圾堆肥是实现营养物质资源良性循环的重要途径,为了研究不同季节环境条件下餐厨垃圾与小麦秸秆混合高温好氧堆肥过程中碳素物质变化规律,试验设定了具有中原地区季节代表性的3种环境温度在15、25、35℃条件下分别进行了为期21d的堆肥。结果表明,餐厨垃圾和麦秸混合堆肥在25。C和35℃条件下,堆体温度能满足堆肥产品无害化要求,而15℃时不能满足;35℃条件下的pH值在前期下降幅度最多,15℃条件下pH值则始终保持在6．0以下;在25℃和35℃条件下,TOC含量明显比15℃条件下下降幅度大,堆肥物料中的糖类物质很容易被微生物分解,经过10d95％以上的糖类物质就被分解,粗纤维降解率均达到60％以上,而在15℃条件下到堆肥结束时,仍有30％多的糖类没有被分解,粗纤维也只分解了27．57％。     

蔬菜秧与牛粪好氧堆肥试验研究

以蔬菜秧、牛粪和玉米秸秆为原料,在北京延庆县旧县镇延庆有机农业示范园内进行了为期60 d的高温好氧堆肥试验。初始堆肥混合物料的含水量为61.5%,C/N为21.3,采用翻堆机进行机械翻堆供氧。结果表明,该区蔬菜秧和牛粪的养分含量较高,重金属含量较低,但水分含量很高,C/N都很低,直接用采收后的蔬菜秧和牛粪混合堆肥,达不到堆肥的适宜条件,需添加C/N较高且水分含量较低的玉米秸秆,以实现堆肥的适宜条件。试验表明蔬菜秧和牛粪堆肥是可行的,能有效解决当地的农业废弃物处理问题和有机农业生产中的有机肥短缺问题。     

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。     

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。     

粉碎粒径对番茄和辣椒秸秆堆肥木质纤维素降解特征的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆在菜田就近进行好氧堆肥粉碎条件,研究了2种粉碎粒径（碾压粉碎2～5 cm、切割粉碎1～2 cm）对3种蔬菜秸秆（番茄、辣椒及二者混合秸秆）堆肥的木质纤维素降解特征的影响。结果表明,番茄、辣椒和混合秸秆在堆肥过程中木质纤维素组分降解率由高到底依次为半纤维素>纤维素>木质素,大粒径处理能够降低堆肥初始木质纤维素的含量,同时加快纤维素和半纤维素在堆肥后期的降解;小粒径处理则能够提高堆肥积温,促进木质素的降解。冗余分析表明,纤维素和半纤维素降解是促进全碳降解的关键因素。大粒径处理的3种秸秆初始全氮、全磷、全钾和腐植酸含量显著高于小粒径处理,且在堆肥结束时大粒径处理的氮、磷、钾总养分含量（8.03%）和腐植酸含量（12.15%）仍显著高于小粒径处理（6.88%、9.44%）。在生产中,蔬菜产地可选择秸秆还田机碾压粉碎至2～5 cm粒径或容重0.3 g/cm3下的粉碎粒径对茄果类蔬菜秸秆进行堆肥,有助于木质纤维素的降解和堆肥质量的提高。     

城市污泥与调理剂混合堆肥过程中有机质组分的变化

【目的】研究城市污泥堆肥过程中各项有机质组分及碳、 氮在堆肥过程中的形成与转化,以期改善堆肥的生物有效性,促进其土地利用。【方法】在工厂规模化下,以城市污泥、 蘑菇渣锯末以及返混料按照6∶3∶1的质量比混合形成堆肥物料,辅以强制通风措施和翻抛,进行为期18 d的高温堆肥试验。堆肥期间定期采样,测定指标包括温度、 C/N值、 pH、 含水率、 有机质降解率、 水溶性组分、 半纤维素、 纤维素和木质素,研究堆肥期间不同阶段堆肥物料中有机质组分的动态变化。【结果】堆体温度随着发酵时间的延长呈现先升高后降低的趋势,最高温度达到71.3℃; 含水率由60.7%降低到51.4%,pH呈现先升高后降低的趋势,总体处于6.0~7.5之间; 总有机碳含量持续下降,氮素含量表现为高温期持续下降随后呈上升的趋势; 初始阶段,堆肥物料中四种成分含量分布为: 水溶性组分纤维素半纤维素木质素,至堆肥结束变化为: 纤维素水溶性组分木质素半纤维素,经过堆肥之后水溶性组分及半纤维素含量分别由39.5%和20.1%下降为27.9%和14.4%,纤维素含量由初始的21.8%上升至29.5%,木质素含量相对稳定不变。物料经过堆肥化处理后达到腐熟标准,水溶性组分和半纤维素含量分别降低了38.6%和38.8%,纤维素和木质素含量在高温期分别降解了11.7%和18.5%; 物料总量降低了9.8%。水溶性组分的主要降解阶段为高温期,期间降解部分占总降解量的65.5%; 半纤维素的主要降解阶段为稳定期,稳定期降解部分占总降解量的69.1%,且有继续降解的趋势; 纤维素和木质素仅在高温期有少量降解; 氮素则表现为高温期铵态氮的损失及稳定期硝态氮的积累。【结论】堆肥化处理在实现污泥减量化基础上,污泥中有机质得到了稳定化,有利于城市污泥的土地利用。     

强化堆肥中木质纤维素降解的功能菌株筛选鉴定

采用多种筛选相结合的方法,从土壤、秸秆、牛粪等不同来源的样品中分离得到3株具有木质纤维素降解能力的细菌,其同时具有使堆肥快速升温和有效除臭潜力。经菌体形态观察、生理生化分析及16S r DNA鉴定,此3株细菌均属于Bacillus sp.。堆肥功能验证试验结果表明,添加此3株功能菌可使堆肥中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别比对照提高31.31%、19.57%和14.33%;堆肥结束时的发芽率达到93.3%,高出对照36.6%。此3株功能细菌具有很好的促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的能力,可以考虑将其应用于较大规模的牛粪或其他畜禽粪便的堆肥处理。     

木质纤维素降解菌剂DN-1促进堆肥腐熟度的评估

为提高堆肥中木质纤维素降解效率,促进堆肥腐熟进程,主要采用红外光谱法(FTIR),同时结合堆肥温度、种子发芽率及木质纤维素含量变化,研究了添加木质纤维素降解菌剂DN-1对堆肥腐熟的促进作用。结果表明,加入菌剂使堆肥在45℃以上高温期持续20 d,比自然堆肥高温期延长6 d;堆肥结束时,添加菌剂堆肥的种子发芽指数为93.3%,自然堆肥仅为56.7%;菌剂堆肥中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别为42.54%、62.57%和67.14%,分别高出自然堆肥14.33、31.31、19.57个百分点。红外光谱变化反映了堆肥过程中木质纤维素、多糖、脂肪和酰胺等成分的减少及芳香结构成分的增加,为菌剂DN-1促进堆肥中有机成分的转化和腐熟进程提供了有力的直接证据。菌剂DN-1具有很好地促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的潜力,可以将其进一步应用于较大规模的堆肥处理。     

番茄秸秆高温堆肥作为番茄育苗基质的循环利用研究

以番茄秸秆和牛粪为原料,进行了为期30 d的高温好氧堆肥,探讨番茄秸秆堆肥作为番茄育苗基质的可行性。结果表明,堆体温度55℃以上共计9 d,可有效杀灭致病菌;p H值在微碱性范围内呈先升高后下降的变化趋势;电导率在4~5 m S·cm-1的范围内,呈现先下降后上升的变化过程。堆肥30 d后,C/N由最初的25降低到20以下,发芽指数增加到61%,堆肥基本腐熟。番茄秸秆堆肥与蛭石混配后培育番茄幼苗,从株高、茎粗和壮苗指数等形态指标分析,番茄幼苗均生长良好。综合分析发芽率和壮苗指数等,堆肥与蛭石体积比为1∶4的混配基质育苗效果较好。     

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2 d。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,NH4＋-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A1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。     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

低温复合菌系对玉米秸秆与牛粪堆肥的影响

玉米秸秆与牛粪混合堆肥是实现秸秆与粪便资源化利用的有效途径之一。将本实验室筛选的一组低温复合菌系接入堆肥中,研究结果表明:在8℃低温条件下,秸秆用量大时升温快、温度高,处理1与处理2堆温在第4 d和第3 d分别为50.8和53.4℃,最高温度分别达到58.4、64.8℃,50℃以上持续了6 d,而不加复合菌系的对照,最高温度为40.9℃,未达到堆肥无害化要求。堆肥结束时,处理1、处理2和对照有机质含量较初始时分别下降了37.54%、33.58%、13.50%;全碳含量分别为26.05%、27.80%、36.55%,较初始分别下降了43.18%、41.54%和19.69%;C/N分别下降了42.83%、41.54%和14.95%;处理1处理2纤维素降解率分别达到37.54%、32.80%,较对照分别提高2.24倍、1.83倍。表明本实验室筛选的低温复合菌系能够使堆肥快速升温,缩短堆肥周期,促进堆肥的腐熟。     

两种微生物菌剂对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为主要原料,添加合适比例猪粪进行高温堆肥试验,研究了烟草废弃物堆肥体系中加入两种微生物菌剂（NNY、FB）后的温度、总氮（T-N）、NH4＋-N、C/N、种子发芽指数（GI）的动态变化及其对烟草废弃物堆肥产品品质的影响。结果表明,添加微生物菌剂缩短了烟草废弃物堆肥达到高温的时间,延长了高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH4＋-N和C/N比的降低速率,提高种子发芽指数（GI）,加快了烟草废弃物堆肥腐熟化进程。纯烟草废弃物单独堆肥,最高温度为43℃,GI最高为78.4%。添加微生物菌剂NNY、FB的堆肥处理都在堆肥2d后进入高温分解阶段（〉50℃）,高温持续时间分别为15、12d,较仅添加合适猪粪比例处理进入高温分解阶段时间提前2d,高温持续时间分别延长5、2d。至堆肥11d,添加微生物菌剂NNY和FB的堆肥处理种子发芽指数较纯烟草废弃物处理分别增加了185.5%和117.7%,较仅添加合适比例猪粪处理分别增加了41.4%和7.6%。添加NNY、FB微生物菌剂的处理可以显著增加烟草废弃物堆肥产品的N、P、K养分含量,降低堆肥容重,提高堆肥总孔隙度和持水孔隙度,改善了堆肥产品的品质。两种微生物菌剂对烟草废弃物高温腐熟效果较优。     

粪肥堆腐过程中尿囊素的变化及其影响因素

通过室内模拟和室外堆腐试验,研究了奶牛粪和鸡粪腐熟过程中尿囊素含量的变化规律,分析了高浓度尿素对奶牛粪中尿囊素形成和降解的影响。结果表明,奶牛粪肥的三种不同堆腐方式,因温度及通气状况不同,腐熟速度各异;粪肥腐熟过程中尿囊素的变化均呈抛物线型,但变化速度和幅度不同。粪肥的腐熟速度和粪肥种类影响堆腐过程中尿囊素的含量,粪肥腐熟速度越快,尿囊素含量变化越大;奶牛粪和鸡粪的尿囊素差异明显,堆腐过程中鸡粪的尿囊素含量始终高于奶牛粪。在嫌气条件下,给奶牛粪肥中加入高浓度尿素,能使粪肥中尿囊素含量显著提高,也可抑制和延缓尿囊素的降解。     

微生物菌剂对油枯堆肥过程中理化性质的影响研究

以油枯为基本原料,采用好氧堆肥方式进行堆肥试验,研究了添加4种不同微生物菌剂的条件下,油枯-稻壳-甘蔗渣堆肥体系中pH、C/N、水溶性NO3--N、水溶性NH4＋-N中的动态变化规律及菌剂对高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,添加菌剂能有效缩短堆肥到达高温的时间,延长高温分解阶段,加快物料水溶性NH4＋-N和C/N降低,pH和水溶性NO3--N含量升高,加快了油枯堆肥腐熟化进程。添加VT菌剂的堆肥处理相比其他在堆肥15d后最先进入高温分解阶段,高温持续时间为10d,提早5d腐熟,水溶性NO3--N含量从71.41mg.kg-1增加到887.4mg.kg-1,C/N的降低有效促进了NH4＋-N向NO3--N的转化,加快了油枯堆肥化进程,有助于提高堆肥腐熟化程度,说明添加VT菌剂的堆肥腐熟效果相对显著。     

不同处理对高含水率奶牛粪便好氧堆肥的影响

针对奶牛养殖场粪便含水率高,堆肥处理成本高的特点,采用以干燥玉米秸秆为调理剂,在较高初始含水率条件下（70%～80%）,进行了强制通风堆肥槽和翻转式堆肥仓的对比试验,并且探讨了晾晒脱水作为预处理对堆肥效果的影响。结果表明,各处理堆体升温迅速,且均在50℃以上维持8～12d,满足堆肥无害化的卫生标准（GB7959—1987）要求。至堆肥结束时,各处理含水率均降至40%以下,C/N均降至20以下,WSOC均低于16g·kg-1,NH4＋-N含量均低于0.4g·kg-1;除采用堆肥槽在初始含水率为65%下堆肥NH4＋-N/NO3--N〉3尚未腐熟完全外,其他处理NH4＋-N/NO3--N均小于0.5,腐熟情况较好;所有处理的GI均大于50%,其中采用堆肥槽在较高初始含水率堆肥和晾晒预处理后堆肥GI已达80%,基本消除了植物毒性。采用较为开放的堆肥槽时,以玉米秸秆作调理剂,在较高的初始含水率条件下堆肥效果更好;以晾晒脱水作为预处理后堆肥,可减少所需调理剂的用量,节约了堆肥的成本。     

The Effects of Goat Manure,Sewage Sludge And Effective Microorganisms on the Composting of Pine Bark

This study investigated the cocomposting of pine bark with goat manure or sewage sludge, with or without inoculated effective microorganisms (EM). Composting was done for 90 days and parameters monitored over this period included temperature, pH, electrical conductivity (EC), C/N ratio, inorganic N, as well as tannin content. Changes in temperature, pH and EC during composting were consistent with those generally observed with other composting systems. The parameters were influenced by the feedstock materials used but were not affected by inoculation with effective microorganisms. The highest temperature measured from pine bark-goat manure composts was 60°C but much lower maximum temperatures of 40°C and 30°C were observed for pine bark sewage sludge and pine bark alone composts, respectively. The C/N ratios of the composts decreased with composting time. Ammonium levels decreased while nitrate levels increased with composting time. Tannin levels generally decreased with composting time but the extent of decrease depended on the contents of the composting mixtures. The trends observed showed that temperature, pH, EC, C/N ratio, tannin levels, and inorganic NH₄-N and NO₃-N were reliable parameters for monitoring the co-composting of pine bark with goat manure or sewage sludge. The pine bark-goat manure compost had more desirable nutritional properties than the pine bark and pine bark-sewage sludge composts. It had high CEC, near neutral pH, low C/N ratio, and high amounts of inorganic N and bases (K, Ca, and Mg) while pine bark compost had the least amounts of nutrients, was acidic, and had high C/N ratio and low CEC. The final tannin content of the pine bark-goat manure compost was below the 20 g/kg upper threshold level for horticultural potting media, implying that its use as a growing medium would not cause toxicity to plants.     

Control of Composting Odor Using Biofiltration

While composting transforms manure wastes into useful fertilizer, it also produces odors during the decomposition process. Biofiltration is a desirable method to control composting odor. This study was conducted to investigate the efficiency of using compost as a biofilter. A mixture of cattle manure and fresh compost was composted in a bin equipped with a suction-type blower. The exhaust gas was filtered through the biofilter of fresh compost. The composting temperature affected the ammonia emission. When the composting temperature was relatively high, the highest ammonia emission appeared in two experiments. The biofiltering properties were investigated according to flow rates and filter depths for two different types of fresh composts (experiment I and II). At the flow rate of 30 L/min, ammonia removal rate was 80.5% for biofilter A(detention time 56.5 s) and 99.9% for biofilter B (detention time 113 s). At the flow rate of 50 L/min, the ammonia removal rate was 82.5% for biofilter A (detention time 33.9 s) and 97.4% for biofilter B (detention time 67.8). The fresh compost could be used as a biofilter medium for odor control during composting process. The moisture content(MC) of the biofilter material increased by absorbing moisture from the exhaust gas, while the pH was decreased due to the degradation of nitrogenous compounds. As the moisture in the exhaust gas increased the MC of the biofilter, there was no need to spray water to the biofilter medium to control moisture content. While the total nitrogen(T-N) of the biofilter increased by absorbing ammonia, the total carbon (T-C) remained unchanged resulting in decrease of the C/N ratio.