高温堆肥的生物化学变化特征及植物抑制物质的降解规律

采用现场堆肥制作过程中生化指标检测及种子发芽实验方法，研究了高温堆肥的生化变化特征及植物抑制物质的降解规律。结果表明，在堆肥制作中，pH睡电导率较堆制前有所提高，且在持续高温阶段高于后熟化阶段；纤维分解酶始终保持旺盛的活性，堆制前、中、后期各出现一个峰；脲酶活性在堆制前期迅速上升，中后期基本趋于稳定；相反过氧化氢酶活性前期呈下降趋势，在中后期有所回升；在整个堆肥制作中，堆肥浸提液严重种子发芽，最终堆制结束时发芽率也没有明显的提高。     

油料作物和粮食作物种子中有机氯农药残留分析

为了调查作物种子中有机氯残留的现状和种子脂质含量与种子中有机氯残留的关系,本文通过GC-ECD对某农产品基地的油料作物花生、大豆、芝麻和粮食作物水稻、小麦、玉米种子中有机氯农药残留进行了分析.结果表明,对照WHO/FAO标准,6种作物种子中的滴滴涕(DDT)和六六六(HCH)残留均不超标;总DDT的残留范围是3.8～10.3 ng/g,残留顺序是花生>芝麻>大豆>玉米>小麦>水稻;总HCH的残留范围是4.3～10.7 ng/g,残留顺序是花生>玉米>芝麻>大豆>小麦>水稻.3种油料作物种子中的总DDT残留浓度显著高于3种粮食作物种子中的残留浓度,种子中的总DDT残留浓度与种子脂质含量的对数显著正相关.     

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。     

不同覆盖措施对鸡粪堆肥氨挥发的影响

采用箱式抽气法对不同鸡粪堆肥体系中氨气挥发释放速率及其影响因素进行了研究.结果表明,鸡粪堆肥的氨挥发强度在堆置后20d内最大.氨挥发速率最高达到0.28 g/(kg·h),覆盖粘土能有效抑制堆体的氨挥发.覆盖处理中铵态氮有累积的现象,铵态氮浓度最高达到6.68 g/kg,导致其pH值和电导率显著高于不覆盖处理.从全氮含量的变化来看,覆盖秸秆和篷布处理的氮素损失率分别为21-79%和19.78%,是对照处理的73.71%和66.91%,表现出良好的保氮效果.     

沸石作为添加剂对鸡粪高温堆肥氨挥发的影响

为分析沸石作为添加剂对畜禽粪便高温堆肥氨挥发的影响,以鸡粪和玉米秸秆为试验材料进行野外好氧堆制试验,监测堆肥过程中氨挥发及其影响因素的动态变化。结果表明：一定比例的沸石添加剂在堆肥起始2周内对抑制堆体氨挥发效果明显,氨挥发速率显著低于对照,堆肥至第12天,添加沸石处理累积氨挥发与对照相比减少44.2%;堆肥7周内,添加沸石处理累积减少氨挥发损失达26.9%;沸石添加剂主要通过吸附高温堆肥过程中过量的铵态氮达到减少氨挥发的效果;从温度、电导率等指标来看,沸石添加剂促进了高温发酵过程的进行,一定程度上有利于提高堆肥品质。     

降解菌对堆肥中多环芳烃降解作用的初步研究

通过在堆肥中加入经过驯化的降解菌这种土壤有机污染生物修复技术,以超声波提取－高效液相色谱（ＨＰＬＣ）分离测定的方法,对堆肥材料中多环芳烃的浓度变化进行监测,从而了解降解解菌对堆肥中多环芳烃的降解作用。实验结果表明,降解菌对堆肥中的多环芳烃有明显的降解作用。     

有机辅料对猪粪堆肥中氨气挥发的抑制效应及其影响因素分析

选取稻草、油菜秸秆和食用菌渣作为猪粪堆肥的有机辅料,研究三种堆肥体系中氨气挥发释放规律及其影响因素。结果表明,经过65 d的堆腐,稻草－猪粪、油菜秸秆－猪粪和菌渣－猪粪堆肥氨气挥发量分别为5.084、6.483和3.013 g/kg,是对照（纯猪粪）处理（7.836g/kg）的64.88%、82.74%和38.45%。从氨气的释放量和释放速率看,菌渣是一种较好的有机辅料。从氨气释放的时间变化特征看,稻草对猪粪堆肥氨气排放高峰期影响最为明显,主要表现为氨气前期猛烈释放且持续时间短,是猪粪快速腐熟技术优选的高效有机辅料。堆腐完成后,三种有机辅料均能减少水溶性NH4+-N的累积,增加水溶性NO3--N的含量,引起pH和EC值下降,提高堆肥全氮含量,促进堆肥有机物和粗纤维的降解,且以稻草和菌渣处理效果最为显著。     

沸石添加剂对污泥堆肥过程中的氨挥发及相关因素的影响

以污泥和秸秆为基本堆肥原料,向其中添加不同比例的沸石(5%和10%),采用密闭室动态吸收法,分析了污泥堆肥过程中的氨挥发速率以及氨挥发的相关影响因素。结果表明:堆肥中添加5%和10%的沸石,与对照相比显著降低了氨挥发累积速率27.9%和48.7%,并且延迟1 d出现氨挥发峰值。沸石添加剂对氨挥发影响因素温度、p H值、EC和NH4+-N均有显著影响,添加沸石缩短堆肥高温期3 d,降低堆肥中后期堆体温度(降幅为0.17~13.5℃),增加堆体0.09~0.22个p H单位,维持堆肥更低电导率(1 876.7~2 636.7μS·cm-1),降低堆体NH4+-N 9.07%~22.2%。污泥堆肥中添加沸石降低了氨挥发累积速率,保留了堆体中的有效氮,在堆肥工程中具有较为广阔的应用前景。     

土壤含水量和胡敏酸对有机氯农药降解的影响

尽管我国从1983年就开始禁用有机氯农药，但环境中仍有大量残留存在。土壤中污染物的残留是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果，其中降解是制约其残留量的关键过程。大量研究表明，影响土壤中农药降解的主要环境因素包括土壤有机质、土壤温度、土壤pH和土壤含水量等，因为这些因素显著影响着土壤微生物的数量和活性。微生物代谢所需的营养物质有一部分来自农药和土壤有机质，土壤中微生物对其降解起着重要作用。胡敏酸（HA）是土壤有机质的主要组分，因此以HA代表土壤有机质对农药降解的影响是合理的，也有很多关于HA对农药在土壤中吸附等环境行为影响的研究报道。     

草酸不同添加方式对堆肥氮素损失控制效果研究

为探索草酸不同添加方式对堆肥过程氨气减排和氮素保留效果,以鸡粪、玉米秸秆和尾菜为发酵原料,采用条垛式堆肥进行25 d的发酵试验。草酸添加方式为初始一次性添加(EA1)和堆肥过程多次喷淋添加(EA2),添加量为0.15 mol·kg-1(堆体鲜重)。结果表明:添加草酸在堆肥初期抑制了温度上升,但是增加了50℃以上高温天数。各处理氨气挥发速率均呈现先升后降的变化趋势,CK(不添加草酸)、EA1、EA2氨气累积挥发量分别为173.93、87.29、64.38 g·d.1·m.2,与CK相比,EA1和EA2处理氨气累积挥发量减少49.81%和62.99%。堆肥过程中各处理全氮含量均呈现逐渐上升的变化趋势,有机碳含量均呈现逐渐下降的变化趋势;添加草酸提高了堆肥结束后全氮和有机碳含量,EA1和EA2处理的全氮含量比CK分别提高了12.96%和18.22%;有机碳含量比CK分别提高了6.04%和11.28%。堆肥结束后各处理粪大肠菌群数和蛔虫卵死亡率均达到《有机肥料》(NY/T 525—2021)相关要求。从堆肥氨气减排效率、氮和有机碳保留效果综合分析,草酸多次喷淋添加优于初始一次性添加。本结论可为堆肥高效氨减排技术提供参考。     

翻堆与覆盖工艺对猪粪秸秆堆肥性质的影响

为了解翻堆与覆盖工艺对堆肥过程及堆肥理化性质的影响,开展了70天的猪粪、秸秆冬季室外半敞开式自然通风堆肥试验.试验共设计6个处理,分别为翻堆频率1周1次、2周1次、不翻堆.每个翻堆处理均设覆盖和不覆盖2种方式.经过对多个指标测定和方差分析,结果表明:翻堆工艺在加快堆体物料减量化(P=0.0001),加快堆体升温(P=0.0000)和有机质(TOM)降解(P=0.0080)方面影响极显著,并显著提高发芽率(GI) (P=0.0330),但同时导致氨气(NH3)的大量挥发,造成更多氮素(TN)损失(P=0.0190).不同翻堆频率的处理在物料减量化、pH值、电导率(EC)、有机质降解率和发芽率指数方面差异不显著,而翻堆1周1次极显著缩短高温期(P=0.0000),显著加速氨气排放(P=0.0190).覆盖可延长高温期(P=0.0001),当翻堆频率为2周1次和不翻堆时覆盖显著减少氨气挥发和氮素损失(P=0.0130),但同时减慢堆肥腐熟进程.综合考虑环境、经济因素后认为:不覆盖,翻堆频率为2周1次的条件下冬季室外自然通风堆肥效果最好.研究结果可为中小犁企业冬季堆肥化生产提供参考.     

微生物菌剂对小麦秸秆和尿素静态堆腐过程的影响(简报)

为了探讨微生物菌剂对小麦秸秆和尿素静态堆腐过程的影响机制,研究了在静态通气条件下,微生物菌剂对堆腐过程温度和水解酶活性的影响。结果表明,G+J（添加葡萄糖活化的微生物菌剂）、J（微生物菌剂）和CK（不加微生物菌剂）处理的最高温度分别为66 .0℃、67.1℃和59.5℃,整个堆腐过程温度高于50 ℃的时间为：G+J（240 h）＞J（120 h）＞CK（96 h）。G+J处理的纤维素酶活性峰值出现在第9 d,达到 334.37 mg/(g·d),J和CK酶活性峰值较G+J滞后3 d和6 d出现,酶活性峰值分别为271.59 mg/(g·d)和236.67 mg/(g·d);G+J处理蔗糖酶活性峰值是CK处理的2.53倍,J处理蔗糖酶活性是CK处理的2.33倍;随着堆腐时间的延长,23 d后各处理脲酶活性均小于 20.00 mg/(g·d)。相关性分析表明,3个处理的纤维素酶活性与温度负相关,但是不显著(P＞0.05);G+J处理的蔗糖酶活性与温度呈极显著负相关,J处理的蔗糖酶活性与温度呈显著性负相关;3个处理的脲酶活性与温度均达到显著或极显著负相关（P＜0.05,P＜0.01）。可见,复合微生物菌剂可以改变腐解过程中温度与水解酶活性。     

不同添加剂对厨余垃圾堆肥NH3和H2S排放的影响

近年来中国的城镇化率越来越高,生活垃圾产量也随之剧增,作为生活垃圾中的宝贵资源,厨余垃圾的堆肥化处理得到广泛关注。为了减少厨余垃圾在堆肥化利用过程中的臭气排放,该研究以纯厨余垃圾堆肥作为CK1,以添加15%玉米秸秆的厨余垃圾堆肥CK2,并在CK2的基础上选择吸附剂（活性炭+沸石,膨润土）、表面活性剂（β-环糊精,鼠李糖脂）、堆肥菌剂（城市固体垃圾专用菌（SUKAZYE-MW）,酵母菌）这3类材料作为添加剂,每种添加剂设置3个不同的添加量,以NH3和H2S作为监测物质,在实验室内使用广口瓶进行模拟堆肥,研究了不同添加量的各种添加剂对厨余垃圾堆肥过程中臭气减排效果的影响。研究结果表明,添加秸秆后可以减少NH3排放7%～23%,减少H2S排放38%～50%;在CK2的基础上添加2%的活性炭+沸石氨气控制效果最佳,与对照处理相比可分别使NH3的排放量再减少84%和79%,但2种吸附材料对H2S减排效果不佳;2种表面活性剂对NH3的减排效果均不明显,但添加1%的β-环糊精可以在CK2的基础上使H2S排放减少35%;与CK2相比添加0.4%的城市固体垃圾专用菌可以使NH3减排72%、H2S减排33%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中臭气减排材料的选择提供了参考。     

适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率

为摸索猪粪和菌渣堆肥生产有机肥技术,在自然发酵条件下,设计猪粪和菌渣9:1、8:2、7:3、6:44种不同比例(湿质量比)进行高温堆肥试验,研究了堆肥过程中温度、pH值、有机碳、发芽指数及养分氮、磷、钾的动态变化。结果表明,堆体温度在第3天即达50"C以上,保持高温25~32 d后开始下降,其中6:4处理高温期比9:1处理长7 d;4个处理pH值都呈先快速上升、之后下降并趋于稳定的趋势,pH值在6.83~8.62间变化;有机碳(质量分数)总体上呈下降之势,至堆肥结束4个处理分别下降了16_3%、14.5%、13.6%和11.9%,菌渣比例提高可减少堆体有机碳的损失:除6:4处理外,其他处理发芽指数分别于23、33和47 d达80%以上,同一时期菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强;氮磷钾总养分(质量分数)前期(约19 d)呈基本持平或少量下降,随后持续上升,堆肥结束4个处理分别为5.93%、5.57%、5.64%和5.13%。6:4处理氮磷钾总养分在堆肥大部分时期(45 d内)≤5.0%,其他处理在21~25 d后均≥5.0%。综合考虑堆肥质量和堆期等因素,利用猪粪和菌渣为原料规模化生产机肥,猪粪和菌渣适宜的比例为8:2。同时,因猪粪和菌渣C/N均较低,建议适当增加米糠等C/N高的添加料,进一步提高堆肥效率。     

国内外堆肥标准分析及其对中国的借鉴启示

中国农业废弃物产量巨大,堆肥是农业废弃物资源化利用的主要方式之一,也是养分和有机质回收到土壤中的方法。结合国内外堆肥标准制定情况,通过分析对比无害化指标、有机质、总养分、重金属、含水率等指标,指出中国存在就农业废弃物处理缺乏专业化堆肥及有机肥标准推进委员会、对堆肥产品中氮磷钾和有机质含量的最低限值较高及未建立堆肥标准体系等问题。建议国家组建堆肥标准制定专家委员会或堆肥协会,进一步规范有机肥生产运行管理,进一步修订有机肥、生物有机肥、沼肥等标准,建立完善的堆肥标准体系。     

堆高对生活垃圾中15 mm筛下物堆肥腐熟的影响

为了解小粒径生活垃圾的独立堆肥适宜性,并筛选最佳堆高,本文以北京市马家楼垃圾转运站筛分后的0～15 mm生活垃圾为研究对象,在南宫堆肥厂隧道发酵仓分别以2.5、2.0、1.5和1.0 m 4个堆高进行强制通风条件下密闭静态高温发酵对比试验。通过高温发酵（8 d）前后采样测定堆肥水浸提液的电导率（EC）、腐殖酸光学特性（E4/E6）、水溶性碳（WSC）质量分数、水溶性铵态氮（NH4+-N）质量分数和发芽率指数（GI）,堆肥固相碳氮比（C/N）和粪大肠菌值等腐熟度指标,并应用模糊评价法进行腐熟度评价。结果表明：0～15 mm粒径的生活垃圾可单独堆肥,且1.5和1.0 m 的2个堆体的腐熟程度最好,综合考虑后推荐在隧道发酵仓中采用1.5 m为最适宜堆高。     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响。该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1%、2%和3%的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分（Excitation Emission Matrix fluorescence spectra -Fluorescence Regional Integration, EEM-FRI）对堆肥腐熟度进行评估。结果表明,与对照组相比,黑曲霉接种量为2%可快速提高发酵温度,高温期提前1d出现,胡敏酸含量较初期增加49.94 g/kg,富里酸较初期减少37.51 g/kg,并提高了腐殖化水平。黑曲霉接种量为3%时种子发芽指数提高了2.38%,总磷含量增加了22.3%,纤维素和半纤维素降解率分别是对照组的1.36、1.42倍,更有利于堆肥的腐熟。通过EEM-FRI法发现添加黑曲霉可促进有机物降解,并促进了腐殖质物质的形成,加快了堆肥腐熟。相关性分析表明,添加黑曲霉后,发酵物料总磷含量与纤维素、胡敏酸以及富里酸类物质之间的相关性显著,说明黑曲霉促进了纤维素的降解以及腐殖质类物质的形成。综合考虑堆肥腐熟度和纤维素降解水平,建议牛粪堆肥中黑曲霉添加量为2%～3%。该研究可为利用黑曲霉促进牛粪堆肥腐熟,提高有机肥品质提供支持。     

农林废弃物对厨余垃圾堆肥腐殖化的影响与微生物驱动机制

高碳源农林辅料复配是实现厨余垃圾好氧堆肥促腐提质的关键技术,但不同辅料对厨余垃圾堆肥过程腐殖化的影响及其相应的微生物驱动机制仍不清楚,从而限制了对辅料的有效筛选与利用。为此,该研究选用园林废弃物、玉米秸秆和西瓜秧3种典型高碳源农林废弃物为辅料,探究其对厨余垃圾堆肥过程有机质腐殖化的调控效果与机制。研究结果表明：相较于园林废弃物和西瓜秧,添加15%玉米秸秆（湿质量）作为辅料,能够有效调节堆体物料结构,富集功能微生物,促进厨余垃圾堆肥产物腐熟度提升,种子发芽指数可达139%。具体而言,西瓜秧蛋白质含量较高,作为辅料能够在堆肥初期促进堆体快速升温,但不利于高温期延续,且产物腐殖化程度较低。相比之下,园林废弃物和玉米秸秆添加可以在高温期和降温腐熟期富集更多Ureibacillus、Bacillus Oceanobacillus和Flavobacterium等具有木聚糖降解和纤维素降解功能的细菌,促进有机质转化为多酚、氨基酸等腐殖质前驱物,进而推动稳定的腐殖酸生成。特别是玉米秸秆作为辅料时有效增加了具有木质纤维素降解功能的细菌,从而能够加速有机质的降解,促进腐殖化提升75%,研究结果为选取适宜的辅料强化厨余垃圾堆肥产品品质提供参考。