堆肥反应器中硫磺对牛粪好氧堆肥的保氮效果研究

利用堆肥反应器严格控制堆肥条件,以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,在堆肥过程中添加硫磺粉,研究硫磺对堆肥温度、pH、氮素转化、硫素转化和保氮效果的影响。结果表明,堆肥中添加0.5%硫磺粉（T1）对堆肥温度没有显著影响,高温期（≥50℃）维持5.5 d; 而添加1.0%硫磺粉(T2)能快速升温,但堆肥高温期维持时间4.6 d。添加不同量的硫磺粉均能显著降低堆肥pH,与CK比较差异显著。添加硫磺粉能大幅度增加铵态氮含量,至堆肥结束时,T1和T2处理铵态氮含量分别是CK处理的15倍和24倍,差异极显著; 还增加了堆肥有效硫含量,至堆肥结束T1和T2有效硫含量分别较堆肥初始增加35.7%和77.1%。整个堆肥过程总氮（TN）含量呈增加的趋势,堆肥结束时CK、T1和T2处理的TN含量分别达15.8、16.5和16.9 g/kg,T1和T2分别比CK处理增加4.4%和7.0%。说明在牛粪好氧堆肥中添加0.5%或1.0%硫磺粉,均可起到一定的保氮作用,可大幅度提高堆肥铵态氮和有效硫的含量,改善了堆肥养分品质; 而且添加1.0%硫磺粉效果好于0.5%硫磺粉。但是添加1.0%硫磺粉缩短了堆肥高温期,降低了种子发芽指数,不利于堆肥的无害化进程。     

基于EDEM的分仓立式好氧堆肥反应器设计与试验

针对好氧堆肥周期长、腐熟均一化程度低以及反应器利用效率低等问题,该研究设计了一种单层发酵室有效容积为120 L、3层相互独立的好氧堆肥反应器,可对堆肥过程的各阶段进行控制且缩短堆肥周期,实现连续进出料堆肥。利用ANSYS对搅拌系统校核分析,搅拌轴的最大应力为75.288MPa,最大变形为3.680mm,强度符合设计要求;应用EDEM和Fluent仿真分析,结果表明：搅拌轴转速为20 r/min时,反应器下料率为98.14%,反应器曝气时混合物料的气体体积分数均在90%以上,下料及曝气效果良好。采用鸡粪与玉米秸秆1:4（干质量比）混合原料进行堆肥试验,结果表明：对于连续投放的3个批次物料,同一层物料温度差异不显著（P>0.05）,且高温期温度高于50℃的时间分别为9、7和5 d,达到无害化要求;3个批次物料的pH值均在8.0～9.0之间,电导率均在2.0～3.0m S/cm之间,各层之间差异显著（P<0.05）,各批次物料间差异不显著（P>0.05）。堆肥结束后,种子发芽率均大于100%,挥发性固体降解率分别为14.99%、16.03%和13.24%,各批次堆肥产品性质...     

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。     

基于通风频率控制的好氧堆肥评价指标优化研究

采用自动控制的精细化通风系统实现城市污泥减量化、无害化的处理,研究以城市污泥与蘑菇渣为原料,在SIEMENS-PLC自控一体化发酵桶内设计2组处理进行静态好氧堆肥试验,通过改变不同阶段的通风速率和单位时间内通风频率,分析其对堆肥过程的影响。结果表明,在初始堆肥混料含水率为60%±2%时,从氧气消耗、含水量、电导率、种子发芽指数、全氮损失和氨气累积排放量来看,处理1(阶段速率0.1、0.4、0.6、0.3、0.6m~3/h,通风单次15 min/h)堆肥效果较好;综合分析指标间的相关性,确定了第一层级指标(温度、含水量、电导率、pH值)用于简便快速的产业化腐熟度判定。     

农村户用厕污堆肥反应器设计与试验

针对农村户用厕所环境条件差、厕污处理困难等问题,该研究研制了一种具有负压抽吸进料-螺旋盘管曝气-膜辅助加热功能的110 L农村户用厕污堆肥反应器。根据工程热力学和生物学原理,设计了厕污负压抽吸进料机构、螺旋盘管曝气系统和膜辅助加热机构等关键部件,集成反应器控制单元,并开展反应器性能试验。试验结果表明：堆肥高温期（50 ℃）维持5 d,连续发酵15 d后,蛔虫卵死亡率达到100%,大肠菌值检测为46个/g（≤100个/g）,种子发芽指数为88.4%,满足《粪便无害化卫生标准》要求。该研究可为农村户用厕污无害化处理及肥料化利用提供装备支撑。     

基于温度-时间的好氧堆肥通风控制系统的设计与运行效果

通风控制是强制通风静态好氧堆肥系统的技术关键。本研究开发了基于温度-时间的工业控制计算机好氧堆肥通风控制系统(TTime)，并实现了软硬件的配套。该文详细阐述了系统的设计思路、研究方法、功能和实现过程。运行试验表明，系统运行稳定、可靠，能保证堆肥过程的顺利进行，同时，加强了畜禽场废弃物堆肥过程的在线监控，降低了堆肥系统的运行费用，适合在大中型畜禽场推广应用。     

不同调理剂对猪粪好氧堆肥效果的影响

分别以木屑、药渣、菇渣、砻糠灰作为猪粪堆肥的调理剂,研究其在堆肥过程中温度、含水率、pH、EC和主要营养元素N、P、K的动态变化。结果表明,在整个堆制过程中,4个处理的堆温变化明显呈现出升温期、高温期和降温期3个阶段,其中,木屑处理堆体升温最快,且高温持续时间最长,砻糠灰处理高温持续时间最短;与初始值相比,堆肥后每个处理pH均有所上升,其中菇渣处理上升幅度最大,达0.9个单位;堆制过程中,4个处理有机质总体呈现下降的规律;堆肥后药渣处理的TN和TP含量最高;堆肥后砻糠灰处理的TK含量最高;堆肥后4个处理的pH和EC值都在腐熟堆肥的适宜范围之内,从N+P2O5+K2O总养分和保氮角度来看,应选药渣作调理剂,从提高堆肥TK含量来看,应选砻糠灰作调理剂。     

不同通风量对猪粪好氧堆肥效果的影响

该文以玉米秸和稻壳混合作为调理剂进行猪粪好氧堆肥,研究不同通风量对堆肥效果的影响。试验设3个处理,通风量分别为0.5、0.3和0m3/min,通风时间根据堆体温度调整,测定了堆体温度和堆料水分、pH值、有机质含量、总氮含量和C/N。结果表明,通风能有效保证堆料升温和高温期的维持,而且能够抑制堆肥过程中堆料pH值的上升,有利于有机质的降解和C/N的降低,通风量为0.3m3/min时,综合效果较理想。结果提示,以玉米秸和稻壳混合作为调理剂,初始C/N为30︰1,含水率为62%左右时,适当通风能够满足猪粪腐熟的需要。     

复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用

试验研究复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用结果表明,污泥高温好氧堆肥中接种复合微生物菌剂对缩短达到高温期的时间以及增加堆体中细菌、真菌、放线菌数量效果不显著,但接种复合微生物菌剂处理高温持续时间相对较长,且提前3d达到腐熟。     

粪便好氧堆肥过程中温度对有机物的降解和氮的保持特性影响

研究堆肥过程温度对有机物的降解,尤其是氮的迁移转化的影响,对于提高堆肥效率和保持更多的氮在产物中具有重要意义。本研究采用密闭式好氧堆肥反应器,模拟高温(60℃)和中温(35℃)两种典型的堆肥温度,以新鲜锯末为空白载体,在含水率60%以及连续强制供气的条件下,进行了为期两周的试验,评估温度对于粪便中有机物的降解和氮的迁移转化的影响。结果表明,粪便中有机物(固体中的有机物,总有机碳、化学需氧量)高温去除率70%,比中温的63%高出11%;且堆肥腐熟期高温(6～8 d)比中温(10～11 d)缩短约4 d。总氮的损失高温(17%)比中温(31.4%)减少了约50%。高温下氮的损失发生在堆肥反应的第1 d,由无机氮的迅速减少造成,有机氮几乎未变。中温下氮的损失在堆肥反应的前4 d,由无机氮和有机氮共同参与。研究表明,温度对堆肥具有显著的影响,控制合适的堆肥温度不仅可以加快有机物的腐熟,提高效率,还可以减少氮的损失,提高产物的肥效。     

河道淤泥和堆肥蛭石混合发酵制备基质及其育苗效果

农村河道清淤产生的淤泥,体量大、有机物浓度高,处置不当会造成二次污染。现代农业的工厂化育苗需求大量的营养土,就地取土导致耕地退化。该研究利用功能微生物发酵淤泥制备育苗基质,研究不同菌株发酵基质的物理和生物学性状,基质培育西瓜苗的生长、生理参数和抗逆性能。结果表明:微生物处理均能够提升淤泥基质物理和生物学性能,同时能够提升育苗质量。其中Trichoderma harzianum T83(T83)、Bacillus amyloliquefaciens IAE(BIAE)菌株发酵基质性能最好。相较于对照处理基质的最大持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度,T83处理分别增加了64.25%、52.65%、45.05%、56.11%;BIAE处理分别增加了101.17%、45.43%、61.43%、38.14%。相较于对照处理西瓜苗的株高、鲜质量、干质量、叶绿素含量、根系活力、根际真菌、细菌数量,T83处理分别增加了66.85%、52.07%、72.16%、43.13%、54.93%、110.62倍、1.63倍;BIAE处理分别增加了80.40%、57.34%、82.37%、54.88%、46.40%、67.26%、2.60倍、2.94倍。T83和BIAE处理西瓜苗叶片过氧化氢酶和超氧化物歧化酶酶活显著增加,根系丙二醛含量显著降低。真菌菌株T. harzianum T83和细菌菌株B. amyloliquefaciens IAE发酵淤泥,能够显著提升其农用品质,为淤泥高附加值化农用提供一条可行的途径。     

超高温预处理装置及其促进鸡粪稻秸好氧堆肥腐熟效果

为提高畜禽粪便堆肥效率和质量,设计了一种超高温预处理好氧堆肥工艺,并以鸡粪和稻秸为原料,进行了为期62 d的堆肥试验。设置了3个处理,即:高温好氧堆肥(CK);超高温(85℃)预处理4 h+高温好氧堆肥(HPC);超高温(85℃)预处理4 h+接种0.5%新鲜鸡粪+高温好氧堆肥(I-HPC)。监测了堆体的温度、含水率、pH值等参数的变化情况,并以C/N、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、铵态氮、硝态氮、腐殖化指数(humification index,HI)、种子发芽指数(germination index,GI)为指标评价了堆肥腐熟度和质量。结果表明,与CK相比,超高温预处理可以提高后续堆料升温速率和最高温度、延长高温期天数、缩短堆肥周期,I-HPC、HPC的最高温度比CK分别高出13.6、12.8℃,≥50℃的天数分别比CK多3、2 d。但与HPC相比,接种新鲜鸡粪并没有加快后续堆肥进程。超高温预处理后,物料容重由0.81 g/cm~3下降为0.72 g/cm~3、pH值下降了1~2;而DOC质量分数由106 g/kg上升到124 g/kg;总挥发性脂肪酸(total volatile fatty acids,TVFAs)、NH_4~+-N质量分数分别为预处理前的3.2倍、2.45倍。HPC、I-HPC堆体有机质降解速率常数分别为0.0501、0.0534 d-1,比CK(0.00143 d-1)大,因此,HPC、I-HPC堆肥产品的TOC质量分数(182.1、192.1 g/kg)分别比CK(205.3 g/kg)低;TN质量分数(19.70、21.28 g/kg)比CK(17.96 g/kg)高;腐殖化指数(0.77、0.71)比CK(0.64)高。但HPC、I-HPC堆肥产品之间TN质量分数、腐殖化指数无显著差异。因此,超高温预处理好氧堆肥法能明显缩短堆肥周期、提高堆肥产品质量,具有较大的应用潜力。     

叶轮中心淹没深度对特低扬程下立式泵装置流道水力性能的影响

为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证。研究结果表明：叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92%,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致。研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据。     

揉碎玉米秸秆螺旋输送性能试验分析

针对螺旋输送装置输送农业纤维物料功耗大、生产率低、效率低等问题,该文分析了螺旋输送装置的输送性能指标和螺旋叶片受力,找出了影响叶片受力的主要因素。利用自行研制的压力测试系统和功耗测试系统对螺旋叶片受到的压力和输送装置的功耗进行了测试。针对螺旋叶片所受压力、输送功耗、生产率和输送效率等输送性能指标,研究了螺距、螺旋轴转速和喂入量对输送性能的影响。结果表明,在喂入量70 kg/min、螺旋轴转速58 r/min、螺距160～300 mm的范围内,当螺距250 mm时平均输送功耗最低,为294.63 W;螺距为300 mm时输送效率和生产率最高,分别为90%和58 kg/min。在螺距250 mm、喂入量70 kg/min、转速58～148 r/min的范围内,当转速117 r/min时生产率最高,为65 kg/min。在螺距250 mm、螺旋轴转速117 r/min、喂入量10～70 kg/min的范围内,当喂入量70 kg/min时生产率最高,为42 kg/min。该研究为研制适合输送农业纤维物料的螺旋输送装置提供了参考。     

双层膜锑pH电极及其测试仪的研制与应用

pH值是工农业生产、医学检验和环境保护等领域十分重要的化学参数。针对目前农业生产中玻璃电极及其测试仪存在影响因素多、测量误差大等不足,依据锑pH电极敏感机理和全氟磺酸树脂(Nafion)修饰膜选择性透过特性,应用16位低功耗微控制器(单片机)凌阳SPCE061A研制一种经双层膜修饰锑pH测试仪。通过对电极性能测定试验和pH测试仪土壤pH检测试验,结果表明:在pH值为1～12,电极输出电势E与pH值线性度好,相关系数R2为0.997,具有响应快、回差小、抗干扰能力强等优点;pH测试仪在测定土壤浑浊液pH值时,误差绝对值小于0.075,相对误差绝对值小于1.342%,在工农业生产中具有广阔应用前景。     

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。     

Preparation of nitrogen and phosphorus-enriched paddy straw compost and its effect on yield and nutrient uptake by wheat (Triticum aestivum L.)

Summary A nutrient-rich compost from paddy straw was prepared using urea and Mussoorie rock phosphate for N and P enrichment respectively. Inorganic N was partly conserved in the compost by the addition of pyrite. Citric-acid-soluble P also increased with the addition of pyrite. Compost containing about 1.6% total N and 3.3% total P was found to be a good source of P for a wheat crop and also supplied a significant amount of N to the plants.     

高寒地区有窗式和开放式牦牛舍设计及应用效果

牦牛冬季舍饲是提高增质量速度、加快出栏的重要措施,故该研究内容是在四川省红原县设计有窗式和开放式牦牛舍、建设后投入生产,比较2种牛舍的使用效果。有窗牦牛舍长度63 m、跨度9 m、檐高3.2 m。牛舍南偏东15?,南侧设置屋顶采光带与通长窗,北侧间隔设置窗户,屋檐下通长设置通气缝。开放牦牛舍样式与有窗舍基本相同,南侧无墙,牦牛可通往运动场。牛舍建成后按试验要求饲养牦牛,对2类牦牛舍环境和生产指标进行测定,结果表明:2种舍温度分别为4.17和0.02℃,湿度分别为43.25%和30.94%,CO2分别为1 313和669 mg/m3,以上指标差异显著(P0.05);NH3分别为0.55和0.59 mg/m3(P0.05),风速分别为0.30和0.06 m/s(P0.05)。2种舍牦牛日增质量分别为0.30和-0.06 kg/(d·头)(P0.01);采食量分别为4.04和3.96 kg/(头·d)(P0.05)。有窗舍比开放舍每头牦牛平均多收益216.35元/月(P0.01)。可见,有窗舍比开放舍牛舍环境温度高、牦牛增质量速度快,更具有经济可行性。     

高产、优质、多抗晚籼杂交稻新组合博优679选育与应用

用适应性强的本地(合浦)野生稻和IR 2061、IR 661等育种材料,通过单交、复交,多世代、多株系的系谱选育,选育成一系列优良株系。用博A等不育系对所选育出的优良株系进行测交,其中第679株系与博A配组最好,定名为博优679。该组合于2003年和2004年参加广西区试和生产试验,增产显著,米质优,抗性好;2005年1月通过广西农作物品种审定委员会审定,并被指定为广西主导品种之一,现正在广西、广东、海南等地大面积推广。     

Bio-active compost from pea plant enriched with chicken manure and oilseed rape cake and its effect on yields and nutrient recovery efficiencies of wheat and rice

Two factorial pot experiments were conducted to evaluate the effect of biodecomposer (BD) and nutrient supplemented compost of pea residue on wheat and rice. Compost was prepared with green pea plant residue (PP), in the presence or absence of BD, without or with dried chicken manure (CM) and/or oilseed rape cake (RC). We assessed the effect of compost on yields and nutrient recovery efficiencies of both crops. Results revealed that BD reduced composting duration and enriched compost with N, P and K. Composts with CM and CM plus RC increased grain yields of wheat and rice. The composts increased grains of wheat and rice nearly 5 and 1.6 times, respectively, above the control. Nitrogen, P and K recovery efficiencies were positively correlated with yields, suggesting that supplementation in composting with CM or CM plus RC enabled effective accumulation of the nutrients, resulting in higher yield. Moreover, BD increased 9.4% of wheat and 6.9% of rice grains. So, composting of PP, in the presence of BD, with CM or CM plus RC is recommend for a pea-wheat-rice cropping system to improve soil fertility and effectiveness of pea on the system.