不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥的影响

为筛选出适宜生物质基质牛粪腐熟的微生物菌剂,采用好氧堆肥的试验方式,通过测定堆料温度、含水量、pH、种子发芽指数、全氮、全磷、全钾等指标及牛粪堆腐效果,对比3种微生物菌剂对牛粪好氧发酵的作用。结果表明:用菌剂3处理肥堆温度高发酵快,较CK提前5d达到最高温度,同时堆料pH值最低,总有机碳降解最快,种子发芽指数较CK提前20d符合堆肥标准(GI80%),腐熟后含水量最低。综合以上各项指标分析认为,甘肃省科学院生物所研发的菌剂3对牛粪的堆肥效果最好。     

两种添加剂对猪粪玉米秸秆堆肥氮素转化和堆肥质量的影响

鲜猪粪和玉米秸秆以鲜重65∶10的比例,分别添加5%的果园土壤和5%的炉渣作为添加剂,在强制通风静态垛堆肥反应器中进行了堆肥化试验。在堆制的44 d里,根据堆温变化分6次采样分析堆肥中各种氮素、有机碳含量和其他性质指标。结果表明:土壤和炉渣的加入对堆温影响不大;但可以降低堆肥高温期水溶性氨氮的浓度,减少氨气的排放,有利于后期有机氮的形成。对照、添加土壤和加炉渣处理在堆制期间有机氮含量的增加幅度分别为:47.4%、56.8%和74.6%;而总氮的增加幅度分别为:46.4%、46.0%和45.3%;堆肥后期有硝态氮的淋失。有机碳的降解率分别为30.7%、29.5%和28.2%;堆肥后期各处理的粪大肠菌值均大于0.111,达到堆肥卫生学标准;且堆制结束时,堆肥的碳氮比在10~13之间,pH值在6~9之间。     

两种添加剂对牛粪堆肥中氮转化及相关微生物的影响

采用强制通风静态堆肥装置研究了添加木霉和鸡粪对牛粪高温堆肥过程中氮素形态及其相关微生物的影响。结果表明:加入木霉和鸡粪均使堆体高温期延长,高温期pH增加幅度减小。对照、加木霉和加鸡粪处理中高温期氨气释放量最高分别为413、197和216 mg/(kg.d);加木霉使高温期的氨态氮最高含量比对照低18.0%,加鸡粪使高温期氨态氮最高含量比对照多10.5%;在高温期,加木霉和加鸡粪处理中硝态氮最高含量分别是对照的1.85倍和1.71倍;堆肥结束时,对照中有机氮含量比初始减少19.1%、总氮含量减少21.6%,加木霉和加鸡粪处理中有机氮含量分别比初始增加4.5%和2.2%、总氮含量分别增加1.7%和5.5%,加木霉和鸡粪均有利于氨基糖态氮和氨基酸态氮的积累,有利于有机氮的形成和保留。整个堆肥过程中氨化细菌数量最大,氨化细菌和硝化细菌数量在加木霉和加鸡粪处理中均比对照多;高温阶段,反硝化细菌数量在加木霉处理中较对照多,固氮菌在加鸡粪处理中较对照多;降温阶段,固氮菌数在加木霉处理中较对照多。     

粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中铜锌化学形态的变化

以猪粪为堆肥原材料,以玉米秸秆粉为调理剂,并添加干质量比为0％、2.5％、5.0％、7.5％和10％的粉煤灰进行90d好氧堆肥,研究了不同用量粉煤灰对猪粪堆肥过程中Cu、Zn总量、有效态含量、化学形态和雪里蕻种子发芽的影响.结果表明:随着堆肥时间的延长,堆体Cu和Zn总量的浓度水平逐渐增加,但DTPA提取态Cu和Zn在其总量浓度水平中所占的比例则逐渐降低,且以添加5％粉煤灰最为明显.Sposito法形态分析显示,堆体中Cu的各种形态比例为Cu-NaOH＞ Cu-HNO3＞ Cu-EDTA＞ Cu-Residue＞ Cu-KNO3＞ Cu-H2O,Zn各种形态比例为Zn-HNO3＞ Zn-EDTA＞ Zn-NaOH＞ Zn-Residue＞ Zn-KNO3＞ Zn-H2O,随着堆肥时间的延长,Cu-KNO3、Cu-H2O、Zn-KNO3和Zn-H2O在总量中所占的比例则逐渐降低,但Cu和Zn的不同形态所占比例在不同处理之间差异不大.雪里蕻种子萌发指数表明,增加粉煤灰用量会对雪里蕻种子萌发产生抑制,尤其是当粉煤灰用量超过5％时更是如此.研究认为,虽然猪粪和粉煤灰好氧混堆可以降低Cu、Zn的生物有效性,但考虑到粉煤灰对雪里蕻种子萌发产生抑制,添加5％粉煤灰是较合适的添加比例.     

不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

为探讨不同畜禽粪便（牛粪和羊粪）为主料,添加不同作物秸秆（玉米秸秆和小麦秸秆）为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律,采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合（T1：牛粪+玉米秸秆;T2：牛粪+小麦秸秆;T3：羊粪+玉米秸秆;T4：羊粪+小麦秸秆）在堆肥过程中总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的含量变化规律。结果表明：所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降,至堆肥结束时T1~T4处理的TOC含量分别下降了22.1%、21.5%、23.6、23.7%;DOC含量也随堆肥过程的推进而降低,至堆肥第15天时降低至最低,T1~T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg^-1和4.93 g·kg^-1,但不同处理的变化规律明显不同：以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化,而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值,至堆肥第15天时T1~T4处理的降幅分别为32.4%、36.5%、51.8%和39.3%;总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天,第15天时达到最高值,最高值分别为25.5%、22.5%、29.8%和30.0%,整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理（P＜0.05）。随堆肥过程的推进,游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低,堆肥结束时降幅为7.6%~18.0%; HA含量逐渐增加,至堆肥结束时增幅为65.4%~197.8%,堆肥过程提高了胡敏酸态碳。T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理。FA含量随堆肥进程推进逐渐下降,至堆肥结束时降幅为44.9%~54.9%。羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因,在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳。     

C/N比对好氧堆肥中NH3挥发损失和含氮有机物转化的影响

利用牛粪和不同比例玉米秸秆的混合,设置5个不同C/N比处理(T1=15、T2=20、T3=25、T4=30、T5=35),研究其对条垛式好氧堆肥过程中的NH₃挥发损失和含氮有机物转化的影响。结果表明:在肥堆前24 d有11.1%～23.1%的总氮损失,堆体C/N比越低,总氮损失率越高。堆肥结束时,T1～T5处理的总氮损失率为10.1%～24.1%,其中由NH₃挥发造成的氮损失占总氮损失的30.9%～40.5%。堆肥过程的NH₃挥发主要发生在升温期和高温期,此期的NH₃挥发量占总挥发量的95%以上,是总氮损失的主要途径。堆肥前6 d各处理堆体铵态氮积累并达到最高值,导致pH值迅速升高,是造成堆肥NH₃挥发的直接原因。堆体C/N比越低,pH值越高,NH₃挥发量越大,由此造成的氮损失占总氮损失的比例越大。堆肥材料总氮的90%以上为有机氮,其降解主要发生在堆肥前24 d,堆体初始C/N比越低,有机氮矿化越快。不同有机氮组分的降解速率不同,以氨基酸态氮和酰胺态氮的降...     

屠宰场废弃物堆肥对苜蓿生长和碱化土壤肥力指标的影响

对屠宰场猪、牛、羊废弃物堆肥施入退化土壤后作物生理指标、土壤肥力指标和微生物区系变化进行系统研究。结果表明：施用废弃物堆肥明显提高了苜蓿出苗率,并缩短了出苗时间,但不同种类、不同施用量（22．5 t·hm－2、30．0 t·hm－2和37．5 t·hm－2）废弃物提高的幅度不同。苜蓿鲜生物量随着废弃物施用量的增大而增加,其中羊废弃物施用量为37．5 t· hm－2的处理最大,为11．95 g · plant－1,不施用废弃物的处理鲜生物量最小,其最大值为10．26 g·plant－1;施用猪废弃物30．0 t·hm－2的处理其干生物量最高（3．91 g·plant－1）。施用屠宰场废弃物堆肥后土壤有机质及养分都有不同程度的增加,如10月中旬土壤有机质和速效钾含量增幅略低,分别为9．92％～27．12％和5．77％～34．03％,碱解氮和速效磷增幅分别为11．79％～47．66％和16．92％～44．97％。猪废弃物施用量为37．5 t·hm－2的处理细菌数量在8月底达到3．98×107 cfu·g－1,羊和牛废弃物相同时期相同用量条件下细菌数量相近,一般废弃物施用量越大土壤中细菌、真菌和放线菌数量也越多。     

不同秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质的影响

在甘肃省张掖市甘州区甘浚镇巴吉村连续15 a种植制种玉米基地上,进行了小麦、玉米、蚕豆、豌豆、油菜籽和葵花秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质影响的研究。结果表明：6种发酵秸秆还田后制种玉米田0～20 cm土层容重排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜豌豆秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆,孔隙度、水稳性团聚体和总持水量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞豌豆秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆。制种玉米田pH值排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆＜豌豆秸秆,CEC、有机质、速效氮磷钾、微生物数量、酶活性和制种玉米产量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,碱解氮分别增加0.87%、3.51%、6.23%、8.07%和9.93%,速效磷分别增加2.20%、2.51%、6.45%、6.67%和7.57% ,速效钾分别增加1.98%、3.12%、4.59%、6.12%和6.40%,细菌数量分别增加3.66%、4.70%、11.03%、14.29%和19.54%,放线菌数量分别增加7.28%、8.87%、17.55%、27.01%和36.42%,蔗糖酶活性分别提高0.74%、3.70%、6.56% 、12.16%和13.41%,脲酶活性分别提高6.59% 、10.23%、16.16%、25.97%和30.20%, 磷酸酶活性分别提高3.67% 、5.16% 、7.62% 、8.26%和10.88%, 多酚氧化酶活性分别提高4.35% 、9.09%、30.91%、41.18%和50.00%,制种玉米产量分别增加2.03% 、3.17%、5.33%、6.36%和8.49%。 制种玉米可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞油菜籽秸秆＞葵花秸秆＞豌豆秸秆＞蚕豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、油菜籽秸秆、葵花秸秆、豌豆秸秆和蚕豆秸秆比较,可溶性糖含量分别增加2.02%、7.75%、13.25%、18.52%和23.10%,淀粉含量分别增加2.05%、3.11%、6.28%、10.70%和14.13%,粗蛋白含量分别增加1.01%、5.11%、12.56%、13.41%和16.77%。施肥利润和肥料投资效率排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,制种玉米施肥利润分别增加 0.09、0.16、0.25 、0.31、0.40万元·hm^-2,肥料投资效率分别增加0.17、0.40、0.58 、0.77、0.97元·元^-1。因此,在玉米制种基地上推广小麦秸秆发酵还田,有利于解决土壤肥力质量下降、制种玉米产量和品质低而不稳的问题。     

基于计划行为理论的农户农业废弃物循环利用意愿与行为研究——以农作物秸秆循环利用为例

基于湖北省400户农户调查数据,从计划行为理论视角构建解释农户农业废弃物循环利用决策框架,采用二元Logistic回归模型,探讨农户农业废弃物循环利用的内在机制。研究表明:农户农业废弃物循环利用意愿与行为存在显著性差异,农户对农业废弃物循环技术的认知对二者都存在显著性影响;个人特征、外界推动力是影响农户废弃物循环利用行为的主要因素。以上研究结论为政府制定有效措施将农户废弃物循环利用意愿转化为行为提供了理论和政策启示。     

牲畜粪便和秸秆混合厌氧发酵的试验研究

以猪粪和麦秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,研究了在物料浓度一定的情况下,不同接种物浓度对反应器启动、pH值、COD、产气量及产气速度的影响。结果表明:接种量高的厌氧反应系统甲烷菌群和产酸菌群会较快地达到平衡,维持系统的pH值在有利于甲烷菌生长的范围内。在物料浓度(6%)一定的条件下,随着接种物浓度的增加,COD去除率、产气速率和产气量增加,但当原料接种量高于30%的试验组启动时间相同,产气量增加不再明显。发酵原料的接种量等于30%为最佳,此时,既不浪费接种物和运行费用,又可以有效地产气。该项研究对牲畜粪便和秸秆资源化利用提供了有益的参考。     

旱地夏闲期秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦水分利用及养分吸收的影响

以夏季裸地休闲为对照,研究了免耕条件下小麦秸秆覆盖和种植豆科绿肥及二者混合对旱地冬小麦产量、作物水分利用、氮磷钾养分吸收的影响。结果表明,秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响,但秸秆覆盖作物耗水量较对照增加10 mm,种植绿肥则减少11 mm,水分利用效率却无显著变化;夏闲期种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥使小麦籽粒吸氮量分别降低6.0%和6.6%,差异显著,吸磷量降低5.9%和6.2%,籽粒吸钾量降低了7.9%和7.9%。可见,一年的秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦产量没有显著影响,但秸秆覆盖使小麦生育期耗水量增加而种植绿肥使之降低,种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥使小麦对氮磷钾养分吸收有所降低。     

牛粪厌氧发酵产气动力学与加热策略研究

以牛粪为研究对象,开展不同温度(15℃～35℃)及有机负荷(0.5～6.0 g·L^-1·d^-1)条件下沼气产气率研究,构建半连续式沼气发酵产气动力学模型。结果显示,模型对牛粪的容积产气率有较好的拟合度,在15℃、20℃、25℃、30℃和35℃下的最大容积产气率(R_pmax)分别为20.18、54.45、73.86、143.90、146.35 mL·L^-1·d^-1。通过R_pmax-θ公式计算得到的不同温度区间内温度活性系数θ值分别为1.22(15℃～20℃)、1.06(20℃～25℃)、1.14(25℃～30℃)、1.00(30℃～35℃),相比其它温度区域,15℃～20℃范围内牛粪产气速率对温度的敏感性最大。能量投入与产出估算结果表明,低浓度条件下的牛粪沼气工程(总固体浓度TS约1%)在我国南方冬季不适合额外增温,其热损失以及原料加热至理想温度所需求的热量远大于产能。     

不同处理条件下生猪屠宰场废弃物堆肥基本性质及微生物区系变化研究

本研究旨在分析生猪屠宰场废弃物高温堆肥过程中其基本性质和微生物特性的动态变化规律,探讨添加不同微生物菌剂对屠宰场废弃物堆肥进程的影响.试验结果表明:屠宰场废弃物堆肥温度、种子发芽指数(GI)、草籽灭活率、卫生指标和微生物数量的变化规律与动物粪便高温堆肥规律基本相同,但所用时间略长,pH在升温阶段大幅度升高,然后持平,最后略有降低.在堆肥过程中,微生物数量总的趋势是细菌的数量最多,放线菌次之,真菌的数量最少.向堆肥中添加微生物菌剂可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期.其中添加微生物菌剂3的堆肥,各项指标变化相对较快,综合判定添加菌剂3的堆肥效果最好.     

农田尾菜发酵过程中农药残留变化特征

基于尾菜中存在农药残留的现状,以设施农业尾菜黄瓜秧为研究对象,采用气相色谱法和超高效液相色谱-串联质谱法检测了尾菜黄瓜秧在静态好氧发酵过程中多菌灵、吡虫啉、哒螨灵等50种农药残留的动态变化,并分析发酵重要影响因子堆高对农药残留消解的影响。结果表明:在尾菜黄瓜秧中共检测出腐霉利、多菌灵、嘧菌酯、苯醚甲环唑、烯酰吗啉、虫螨腈、吡虫啉、啶虫脒和哒螨灵9种农药残留,其中多菌灵平均残留量最高,达11.2 mg/kg,其他8种农药平均残留量在0.042~0.89 mg/kg之间。在发酵的24 d中,不同堆高条件下9种农药的消解规律均符合一级反应动力学方程,但不同农药半衰期差异较大,其中吡虫啉的平均半衰期最长,为28.9 d,多菌灵的平均半衰期最短,为10.2 d;不同堆高处理中农药的消解速率也有差异,总体上在2.5 m堆高下各农药的消解率最高、半衰期最短。本研究结果可为尾菜发酵参数优化、农业废弃物的高效资源化利用以及研发基于尾菜发酵产物的有机蔬菜专用有机肥提供理论支撑。     

屠宰场羊废弃物堆肥基本性质及微生物区系变化

于2011年夏季对屠宰场羊废弃物堆肥过程中基本性质和微生物区系的动态变化规律进行了研究,同时探讨了添加不同微生物菌剂对废弃物堆肥进程的影响.结果表明:随着堆肥进程的推进,屠宰场羊废弃物堆肥温度先升高后降低,种子发芽指数和草籽灭活率一直呈增加趋势,大肠菌群的最可能数和蛔虫卵死亡率则呈下降趋势.堆肥pH值在快速升温阶段大幅度升高(平均上升了1.75),然后持平,最后略有降低(pH值平均为8.20).在堆肥过程中,开始升温阶段3种微生物数量均有增加,但细菌增速最大,从平均2.42亿CFU·g-1增加到5.16亿CFU·g-1,放线菌和真菌缓慢增加;到快速升温阶段放线菌和真菌增幅变大,细菌数量急剧减少;真菌数量较放线菌数量变化缓慢.向堆肥中添加微生物菌剂可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期.添加微生物菌剂4(北京产)的堆肥各项指标变化相对较快,综合判定添加菌剂4的堆肥效果最佳.     

沼液预处理对小麦秸秆厌氧发酵产气特性的影响

以沼液预处理0、3、6、9 d的小麦秸秆为原料,以未经处理的小麦秸秆作为对照进行厌氧发酵,同时还研究了发酵液的pH值、挥发性脂肪酸(VFA)和总碱度的变化.结果表明,预处理后小麦秸秆的碳氮比下降到20～30:1;与对照相比,预处理后的小麦秸秆产气速率显著增大,产气高峰出现时间提前;随着预处理时间(0、3、6、9 d)的...