粪肥中铜锌的形态分布及其竞争研究

选取铜锌比差异较大的不同鸡粪进行腐解试验,研究了腐解过程铜锌的形态变化以及各形态的Cu/Zn比值.结果表明,随着粪肥腐解的进行,粪肥中Cu、Zn的含量升高.在铜锌的各形态分布中,Cu以有机态和氧化结合态为主,分别占粪肥全铜量的37.3%、51.0%;而Zn以碳酸盐结合态和氧化物结合态为主,分别占全锌量的38.6%、40.0%.随着粪肥腐解进行,Cu元素的有机结合态所占全铜的比例进一步增多,氧化结合态所占比例下降,可交换态铜所占比例有一定降低;Zn元素基本相反,有机结合态锌占全锌比例下降,而氧化态所占比例上升.和粪肥样品总的Cu/Zn相比,有机结合态的Cu/Zn比值升高,碳酸盐结合态的Cu/Zn比值降低,说明铜与有机质的结合竞争强,而锌对碳酸盐的结合竞争强.各形态的Cu/Zn比与粪肥样品中的Cu/Zn比呈显著或极显著正相关(腐解30 d时残渣态除外),表明铜锌对不同形态的竞争,不仅与离子本身特性有关,还受到离子浓度和数量的影响.     

粪肥腐解过程中铜与腐殖物质结合状况及其与铜淋失的关系

【目的】探讨粪肥腐解过程铜与腐殖物质(HS)结合状况及其与铜淋失的关系。【方法】采用H2O、NaOH和NaOH+Na4P2O7连续浸提粪肥腐解过程中不同类型腐殖物质结合态铜(HS-Cu),检测其含量的变化,并采用淋溶试验,研究粪肥中铜的淋失特征。【结果】水溶性HS-Cu平均占粪肥全铜的6%、自由态铜离子平均占粪肥全铜的5%。随粪肥腐解的进行,HS-Cu和自由态铜离子占全铜的比例均呈先升高后降低的变化趋势;NaOH溶性HS-Cu含量平均占全铜总量的27.8%,在腐解的前35 d呈增大趋势,随后无明显变化;NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu含量平均占全铜总量的20%,随腐解进行其所占比例逐渐增加。H2O溶性HS-Cu以富里酸结合态铜(FA-Cu)为主;NaOH溶性HS-Cu在腐解的前50 d以FA-Cu为主,50 d以后则以HA-Cu为主;NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu在腐解的前28 d以FA-Cu为主,28 d以后以HA-Cu为主。粪肥中铜淋失量在腐解35 d以前随腐解的进行逐渐增加,35 d以后又有所降低。铜淋失量平均占全铜量的20%左右。各阶段的淋失铜量与NaOH和H2O溶性HS-Cu、有机碳呈显著正相关,也与H2O溶性总铜呈显著正相关;而与NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu和有机碳以及H2O溶性自由态铜离子相关性不显著。【结论】在粪肥腐解过程中,NaOH溶性和H2O溶性HS-Cu含量可以作为评价粪肥中铜淋失的指标。     

植物残体腐解过程中的能态变化特征

M.M.KOHOHOBa指出,在研究进入土壤中的植物残体及其腐殖化有关的许多问题中,不应忘记具有理论和实践意义的腐殖质形成过程的能量问题。虽然一些学者在这方面进行了研究,但对于腐殖化过程中的能量变化现象,还存在一些不同意见。本文采用恒容燃烧热作为表征不同腐解时期腐解物能态的指标,着重从能态角度研究了植物残体腐解过程中的动态变化规律和特点。1 供试材料与测试方法 在粉碎并通过1mm筛孔的玉米秸秆样品中拌入尿素(其中Ⅰ期试验重复1,各处理未加尿素)。将样品装入砂滤管,埋入试验地(红油土)两个重复(1,2)的不同施肥处理小区(表1)中。定期取各小区砂滤管中的混合样品作为供试材料。试验分两期进行,Ⅰ期为1982年10月～1984年5月;Ⅱ期为1983年10月～1984年6月。     

不同价态金属阳离子对椴木屑腐解期间腐殖质组成的动态影响

【目的】研究不同价态金属阳离子对天然富含木质素的椴木屑在腐解期间腐殖质组成的影响,明确各金属阳离子对椴木屑腐殖化进程的贡献,为以木质素为主要成分的农业固体废弃物的资源化利用提供参考。【方法】采用室内恒温培养法,以富含木质素的椴木屑为供试材料,在培养体系中分别添加0.5 mol/L K⁺、Mn²⁺和Fe³⁺,以不添加任何金属阳离子为对照(CK),于28 ℃恒温好氧培养90 d,分别在培养0,45和90 d时取样,分析椴木屑腐解期间总有机碳（TOC）、水溶性物质碳含量（C_WSS）、可提取腐殖酸碳含量（C_HE）、胡敏酸（HA）碱溶液色调系数（Δlg K）、胡富比（胡敏酸与富里酸碳含量之比,C_HA/C_FA）和胡敏素碳含量（C_Hu）的变化。【结果】①随着培养时间的延长,不同处理的TOC含量均表现为先升高后下降的变化规律;培养结束（90 d）时与CK相比,Mn²⁺和Fe³⁺处理的TOC含量均显著下降,其中Mn²⁺处理的TOC含量下降幅度较大。②随着培养时间的延长,各处理C_WSS先降低后升高,最终表现为K⁺和Fe³⁺能够促进WSS的积累,而Mn²⁺更易促进WSS的消耗。③与其他处理相比,添加Fe³⁺不仅减缓了C_HE的下降,而且在整个培养期间使C_HE维持在最高水平。④与培养0 d相比,培养结束时,Fe³⁺和K⁺处理的HA碱溶液Δlg K均下降,而Mn²⁺处理的HA碱溶液Δlg K则增加;Fe³⁺和Mn²⁺处理的C_HA/C_FA分别降低了13.1%和6.7%,K⁺处理的C_HA/C_FA无显著变化;Fe³⁺、Mn²⁺、K⁺和CK处理的C_Hu分别下降了37.9%,14.6%,11.2%和21.5%,其中Fe³⁺更有利于促进Hu的矿化分解。【结论】相比于K⁺和Mn²⁺,Fe³⁺可有效促进椴木屑的分解并释放WSS,在促进Hu矿化的同时还能减缓HE的下降。     

秸秆腐解过程中结构的变化特征

应用尼龙网袋法和傅里叶变换红外光谱分析,研究玉米和大豆秸秆在3种不同试验地(葡萄园、桃园、农田)腐解过程中的结构变化特征,为秸秆还田措施提供理论依据。结果表明,玉米和大豆秸秆的官能团组成具有相似之处,但在3400、1640、1400~1460、1310、1000~1100 cm~(-1)处的吸收峰强度不同,稳定成分存在差异。腐解前后作物秸秆红外光谱吸收峰强度有所改变,随着腐解时间的增加,羟基、酰胺基、甲基、亚甲基和次甲基的含量逐渐降低,羧基增多,有机酸形成,碳水化合物、酰胺类化合物、糖类等逐渐分解。易分解的化合物(如脂肪族结构、酰胺类化合物和糖类)可直接进行分解,部分芳香类等难分解化合物则先分解为羧酸酯类(1725~1735 cm~(-1))、脂肪族类(1450~1460 cm~(-1))等中间产物后再进行分解。1560~1732 cm~(-1)处的肩峰与作物残体中有机酸有关。尿素对玉米秸秆的腐解具有促进作用,且与1310 cm~(-1)处的吸收峰变化有关。作物秸秆还田之后,会向腐植酸方向腐解,其结构变化在不同土地利用类型和干湿处理之间无明显区别(P0.05),与还田作物秸秆种类以及N含量有关。     

有机残体（苜蓿）腐解过程中腐解物能态的研究

将粉碎的苜蓿样装砂滤管埋入不同施肥处理的长期定位试验地，分期取出腐解物样品，并将其进行组分分离，测定燃烧热值，以探讨苜蓿样腐解过程中的能态变化特点及各组分对腐解过程中腐解物总热值的影响，结果表明：苜蓿样腐解过程中腐解物的能态变化可分为波动起伏（第１～７月）、急剧下降（第８，９月）和趋于平稳（第９月以后）３个阶段；纤维素、半纤维素及木质素类物质是影响腐解物热值的主要因素；腐解前期腐解物的能态与土壤肥力呈反相关。     

猪粪堆制过程中铅、镉、铜、锌的变化

对猪粪在高温好氧堆制过程中铅、镉、铜、锌全量以及相对含量随时间的变化进行了深入研究.结果表明:猪粪中铅、镉、铜、锌总浓度随着堆腐时间的延长呈不断增加趋势;铅、镉、铜、锌的相对含量呈现先增加后下降的趋势;堆腐温度和pH是影响DTPA-Pb、Cd、Cu和Zn的相对含量变化的主要因素.     

烤烟叶片成熟过程中锰锌铜含量的变化

田间条件下对烤烟下、中、上3个部位叶片成熟过程中锰、锌、铜3个微量元素含量的变化进行了分析。结果表明:随着烟叶部位的上升,叶片中铜含量表现为逐渐上升的变化规律;随着移栽后天数的增加,新鲜烟叶中锰含量呈现逐渐降低的变化规律。3个烟叶部位之间锰和锌含量差异极显著,铜含量差异显著;不同移栽后天数之间锰含量差异极显著,而锌、铜含量差异不显著。移栽后天数与烟叶锰含量之间呈显著负相关,与锌、铜含量之间的相关性不显著;烟叶中锰、锌、铜含量之间的相关性均不显著。     

吉林省中部不同亚类、不同母质黑土中铜、锌的分布变化规律

通过野外调查采样、室内化学分析及仪器分析等方法,在对土壤基本性质分析测定的基础上,重点研究了吉林中部不同亚类黑土(3个亚类,5个剖面)2种微量元素的含量及垂直分布规律,分析了成土母质、成土过程、成土环境及土壤性质对各微量元素含量及分布的影响。结果表明:红土母质中全锌含量均高于黄土母质,全铜在不同亚类、不同母质黑土中含量分布变异较小;有效铜在典型黑土中有微弱的表聚现象,在草甸黑土中有明显的淀积特征,在白浆化黑土中有生物富集和淋溶淀积的特征。全锌在各剖面中的变化差异不大,典型黑土和草甸黑土中表现出明显的表聚特征,在白浆化黑土中表现出明显的淋溶淀积特征;有效锌与有机质间呈显著正相关。     

芋根江蓠和异枝江蓠早期腐解过程及其氮磷释放规律的研究

对芋根江蓠(Gracilaria blodgettii)和异枝江蓠(Gracilaria bailinae)进行了为期12 d的腐解过程比较研究。结果表明:(1)实验结束时,芋根江蓠、异枝江蓠腐解的时间分别为10 d、8 d,藻体失重率分别为22.52%、8.50%,2种江蓠均处于腐解早期阶段,腐解过程分先快后慢两个阶段,芋根江蓠腐解速率大于异枝江蓠。在腐解过程中芋根江蓠藻体丙二醛(MDA)含量大于异枝江蓠,但超氧化物歧化酶(SOD)活性小于异枝江蓠,说明芋根江蓠膜系统受损程度较大,对逆境胁迫的抗氧化能力较弱。(2)腐解过程中,营养盐释放规律为:TNTP,氮磷释放不同步,磷释放滞后;其中TN释放量为:芋根江蓠异枝江蓠;TP释放量为:芋根江蓠异枝江蓠。腐解水体中TN、TP含量为:芋根江蓠异枝江蓠。(3)芋根江蓠藻体含水率、C/N初始值高于异枝江蓠,前者分别为95%、52.11,后者为91%、24.01。综上所述,芋根江蓠腐解的时间较长,藻体失重率和分解速率较大,抗氧化能力较弱,TN释放量较多,所以芋根江蓠腐解的程度比异枝江蓠大;2种江蓠氮磷含量、抗氧化能力、藻体含水率和C/N不同可能是导致藻体腐解、氮磷释放差异的原因。     

猪粪堆肥化处理的物质变化及腐熟度评价

研究了初始C／N（mC/mN)分别为29和16的2种不同条件对猪粪堆肥化处理的物质变化和腐熟度的影响，结果表明：水溶性有机C／N、固相C／N、水溶性有机碳及水溶性NH4^ -N浓度均随着堆肥化的进行而降低。种子发芽指数的评价结果表明：初始C／N为29时，猪粪经过49d的堆肥后达到成熟，而C／N为16的处理则需要63d以上才能达到腐熟要求。过高的盐分含量是导致低C／N条件下堆肥产品植物毒性较高的原因之一。考虑到堆肥腐熟度受多方面化学因素的影响，建议以种子发芽指数作为有机固体废物堆肥腐熟度的评价指标。     

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56 d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索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.     

不同化学添加剂对猪粪堆肥中氮素损失的控制

以氢氧化镁+磷酸、磷酸、磷酸二氢钾+氯化镁和磷酸二氧钙+氯化镁为固氮添加剂,以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高温好氧堆肥试验,研究了不同化学添加剂对猪粪堆肥过程中的保氮效果.结果表明,化学添加剂可以显著降低堆肥化过程中氨气的排放率.氢氧化镁+磷酸、磷酸、磷酸二氢钾+氯化镁和磷酸二氢钙+氯化镁的氮素...     

不同通风方式对猪粪高温堆肥氮素和碳素变化的影响

采用单一机械翻堆、强制通风与机械翻堆相结合和单一强制通风3种通风方式,研究不同的通风方式对猪粪堆肥过程中的温度、T—N、NH4^ —N、NO3^-—N、T—C、水溶性C(DOC)和固相C／N比随时间的变化规律。结果发现,强制通风与机械翻堆相结合的方式是最佳的通风方式,它可以加快堆肥温度升高,促进NH4^ —N向NO3^-—N的转化,有利于水溶性C(DOC)的分解和固相C／N的降低,从而加快堆肥的腐熟。     

Changes in Phosphorus Fractions and Nitrogen Forms During Composting of Pig Manure with Rice Straw

The study was conducted to reveal P fractions and N forms changing characters during composting of pig manure with rice straw.During composting,the NH 4 ＋-N concentration decreased and reached at a relatively low value（〈400 mg kg-1） in the final compost,while the NO 3--N concentration increased.Total N losses mainly occurred during thermophilic phase due to the high temperature,the high NH 4 ＋-N concentration and the increase of pH value.Labile inorganic P was dominated in the pig manure and initial compost mixture.During composting,the proportion of labile inorganic P of total extracted P decreased,while the proportion of Fe＋Al-bound P,Ca＋Mg-bound P and residual P increased.The evolutions of the proportion of labile inorganic P,Fe＋Al-bound P and Ca＋Mg-bound P were well correlated with the changes of pH value,organic matter and C/N ratio.Therefore,composting could increase the concentration of N and P and decrease the presence of NH 4 ＋-N and labile P fractions which might cause environmental issues following land application.     

鸡粪好氧堆肥腐熟度的研究

[目的]测定、评价鸡粪好氧堆肥腐熟度,为堆肥生产提供参考。[方法]采用自制的简易发酵罐,实验室模拟鸡粪便好氧堆肥发酵,测定堆肥不同时段具有实用意义的腐熟度和粪便无害化标准的各项指标,并对堆肥腐熟情况进行分析与评价。[结果]好氧堆肥温度最高达50～55℃以上并持续5～7 d,pH的变化范围为7.3～8.6,含水率基本维持在60%左右,有机质含量由最初的86.2%降至63.9%,C/N由最初的24.7降至堆肥12 d 20.0、0,种子发芽指数在堆肥第10天达80%以上,粪大肠菌值由0.001升至0.173,蛔虫卵的死亡率在第7天左右达95%以上。[结论]堆肥过程中的温度、pH、含水率、有机质含量、C/N、种子发芽指数、粪大肠菌值及蛔虫卵的死亡率等指标均达到鸡粪好氧堆肥腐熟度的要求,保证了堆肥的充分腐熟。     

鸡粪与油菜秸秆高温堆肥中营养元素变化的研究

以鸡粪和油菜秸秆为原料,采用人工好氧翻堆方式进行高温堆肥试验,研究堆肥制作过程中养分的变化规律.结果表明,堆肥过程中pH值在堆肥前期上升而后期下降;氨态氮、硝态氮、总氮相对含量在堆肥前期下降,后期上升;有效磷在堆肥前期略上升而后期略下降;总钾量呈不断上升趋势;腐植酸总量随发酵时间延长而下降.鸡粪和油菜秸秆堆肥时间在30 d左右为宜.     

畜禽粪便堆肥前期理化及微生物性状研究

分别以鸡粪、猪粪、牛粪为原料进行堆肥试验,研究三种畜禽粪便堆肥启动期和高温期理化和可培养微生物数量及脱氢酶、蛋白酶和纤维素酶活性等指标变化规律,为筛选合适的微生物菌剂维持堆肥高温提供理论依据.结果表明,将新鲜的鸡粪、猪粪、牛粪含水量调节到55%左右,堆肥温度在2 d内均可升至50 ℃以上, 并维持此温度的时间均超过5 d,达到堆肥无害化的卫生标准.堆肥前期,三种堆肥的细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌数量变化趋势相同,表现为嗜温性微生物数量先升高再降低;嗜热菌数量随温度上升而增加.牛粪堆肥中真菌、嗜热放线菌及纤维素分解菌的数量显著高于鸡粪和猪粪(P≤0.05).三种堆肥的脱氢酶活性先上升后下降;蛋白酶活性随堆肥温度的升高而上升;猪粪和牛粪堆肥纤维素酶活性呈波动上升趋势,鸡粪堆肥则呈先上升后下降趋势.三种堆肥的温度与嗜热纤维素分解菌数量呈显著正相关(P≤0.05).     

鸡粪堆肥过程中四环素类抗生素及抗性细菌的消减研究

通过实验研究了堆肥生产过程中,菌剂添加对鸡粪高温堆肥中四环素类抗生素(四环素和土霉素)降解、四环素抗性细菌和致病菌(大肠菌群和沙门氏菌)的影响。结果表明,菌剂添加可以提高鸡粪堆肥的高温期温度,促进肥料腐熟,并且能够提高土霉素的降解速率。实验组原料中76μg·kg-1的土霉素经过高温堆肥得到有效去除,而不接种菌剂的对照组中土霉素没有明显去除;原料中沙门氏菌在堆肥起始阶段(8 d)就能够杀灭,而大肠菌群一直持续检出,直到堆肥末期(47 d)才小于2 lg CFU·g-1。抗四环素细菌在堆肥过程中的数量总体呈下降趋势,堆肥成品分别比原料减少1.41 lg CFU·g-1(实验组)和1.60 lg CFU·g-1(对照组),抗性细菌占总菌数的比例呈现先上升再下降的趋势,最终比例分别为4.00%(实验组)和1.17%(对照组),均高于原料的抗性菌比例(0.40%和0.39%)。     

不同腐熟剂对牛粪好氧堆肥的影响

[目的]研究不同腐熟剂对牛粪好氧堆肥的影响.[方法]分别向鲜牛粪中添加一定量的菌剂、秸秆、蚯蚓,以牛粪自然堆肥为对照,通过在堆肥过程中对温度、pH值、含水量、微生物总数以及表观特征的动态测定[结果]接种微生物菌剂能明显促进堆体内好氧发酵,提高堆体升温速度,加快堆肥进程.其中加菌剂的处理堆温比对照高16.6℃,使堆肥高温期提前4 d出现.但加秸秆的处理最高堆温未达到50℃,整个堆肥未达到腐熟.加野生蚯蚓的处理在堆肥第3 d所有蚯蚓死亡,说明野生蚯蚓不适合牛粪堆肥.[结论]整个堆肥全过程中加菌剂的处理微生物总数最大.这些表明向牛粪中添加一定量的菌剂可加快堆肥进程,缩短堆肥周期.