沼液堆肥化与牛粪堆肥化的发酵特性及腐熟进程

为评价沼液作为堆肥含氮添加剂的应用效果,开发沼液的处理应用技术,以牛粪树叶堆肥为对照,将沼液和树叶混合堆制发酵,探讨其发酵特性与腐熟进程。研究结果表明,环境温度一直在10℃以下,沼液堆肥化和牛粪堆肥化均能经历35d以上的堆温超过50℃的高温发酵;而沼液堆肥化超过50℃的高温期持续时间比牛粪堆肥化少8d;经60d的发酵沼液堆肥化的半纤维素含量从发酵初期的12.14%下降到6.53%,纤维素含量由20.5%下降到9.8%;而牛粪堆肥化的半纤维素含量从12.8%下降到9.56%,纤维素含量由21.5%下降到15.9%。可见沼液堆肥化的分解更彻底。从C/N、温度、可溶性糖含量、含水量、种子发芽指数综合评价两种堆肥的腐熟度,沼液堆肥化进入腐熟状态约经30d,而牛粪堆肥化进入腐熟约需45d。     

污泥堆肥化技术研究进展

70年代以来,污泥堆肥化技术在国内外进展较快。本文针对堆肥化发酵工艺和堆肥化技术措施两方面的进展情况作了重点概述和讨论。文章最后对堆肥化应用前景提出了初步设想。     

有机固体废弃物的堆肥化处理与资源化利用

随着人口的持续增长、工农业生产的飞速发展以及社会生活的不断进步,各种废弃物的排放量也日益增加,严重威胁着人类的生存环境和质量。本文从节约资源、保护环境的角度,探讨了有机固体废弃物的堆肥化处理技术以及堆肥的农业利用优势和限制因素。     

青藏高原高寒牧区家畜粪便堆肥化处理技术研究

堆肥化处理是有效利用青藏高原高寒牧区牲畜粪便、减轻环境影响的可行途径。本文针对高寒牧区低温和劳动力资源缺乏的问题,研究了一种静态通气方式和保温措施对堆腐效果的影响。静态通气通过埋植于堆体中的通气管实现,而保温通过堆体外的双层塑料膜的温室效应实现。实验结果表明,埋入通气管与翻堆相比可以显著提高堆体内部和堆体外层的温度,有效加快腐熟速度,减少堆腐过程中养分的损失,降低劳动力投入,可以作为高寒牧区替代翻堆的更好通气手段。双层保温膜与单层膜相比能够有效辅助通气管维持堆体高温。堆肥原料中添加磷肥虽然可提高堆腐温度,但同时也增加了堆腐过程中有机质和氮素的损失,需要根据当地实际情况选用。     

北京养殖鸡舍发酵床废弃垫料资源化利用评价

发酵床养殖技术是基于控制畜禽粪便排放与污染而发展起来的一种新型养殖技术。通过对不同养殖场发酵床废弃垫料理化性质进行测定,判断其是否能够直接作为有机肥料施用到土壤中。结果表明,废弃垫料中富含有机质、全氮、全磷、全钾等营养元素。其中有机质43.19%~53.95%,全氮2.28%~2.66%,全磷(P2O5)2.36%~2.70%,全钾(K2O)2.80%~3.62%,均符合国家有机肥料农业行业标准(NY 525—2012)。但废弃垫料中p H值为8.03~8.93,EC为3 679~4 310μS/cm,大肠杆菌数量在48.00×104~52.00×104cfu/g之间,沙门氏菌数量在18.33×102~38.33×102cfu/g之间,种子发芽率指数为15.88%~31.52%。在废弃垫料资源化利用方面,发酵床废弃垫料虽具有有机肥料的基本性质,但是其p H值偏碱性,盐分含量偏高,存在使我国北方土壤碱化、土壤盐渍化风险;大肠杆菌严重超标,具有生物安全隐患;种子发芽率指数低,说明废弃垫料中存在抑制种子萌发的毒素。因此施用前必须对养殖发酵床废弃垫料进行无害化处理。     

畜禽废弃物的强制通风静态堆肥化处理及其生物学效应

以畜禽饲养排放的鸡粪、牛粪为义莪,以玉米糖和璃米秸秆短节作调理和膨胀剂,研究了畜禽废弃物的强制通风静态堆肥化处理及其生物学效应。结果表明,在通气量为０．３ｍ＾３／ｍｉｎ、水分含量为５５０～６５０ｇ／ｋｇ时,堆肥化过程中的氮素损失随起始堆料的Ｃ／Ｎ升高而降低,胡敏酸含量的增加幅度高于富里酸,腐熟堆肥的ＮＨ４－Ｎ含量小于０．４ｇ／ｋｇ,ＷＳＣ含量小于６．５ｇ／ｋｇ,ＣＥＣ大于１１０ｃｍｏｌ／ｋｇ．ＯＭ     

发酵床养猪废弃垫料的资源化利用评价

发酵床养殖技术是基于控制畜禽粪尿排放与污染的一种新型生态养殖模式,但其有机废弃物的处理和应用值得进一步研究.本文测定了我国山东、吉林两省5个发酵床养猪场的废弃垫料的有机质、氮、磷、钾、重金属元素、抗生素和盐分含量以及有害微生物数量.结果表明,废弃垫料中富含有机质、氮、磷、钾等营养元素.其中有机质含量为42.62％～54.12％,全氮1.54％～2.12％,全磷(P2O5)2.24％～5.55％,全钾(K2O)0.57％～2.15％;Cu、Zn、Cr、As、Ni、Pb、Cd、Hg等8种重金属元素含量均符合国家有机肥料农业行业标准(NY 525-2012)和城镇垃圾农用控制标准(GB 8172-1987)的限量标准;土霉素(Oxytetracycline,OTC)、四环素(Tetracycline,TC)、金霉素(Chlortetracycline,CTC)等四环素类抗生素含量低,环境风险小;蛔虫卵和大肠杆菌含量均超过NY 525-2012和GB 8172-1987的规定限值,蛔虫卵死亡率范围为90％～94％,总大肠杆菌的数量范围为1.29×105～2.24×106cfus/g;垫料盐分含量达到22.11～45.71g/kg.评价结论:发酵床废弃垫料具有有机肥料的基本性质,但是盐分含量偏高;肠道寄生虫卵严重超标,具有生物安全隐患,施用前必须对其进行无害化处理.     

猪发酵床不同垫料中、累积规律

为研究在发酵床养猪过程中不同组成垫料的As、Hg累积规律,本文以木屑、稻壳和秸秆为原料,配制成3种垫料处理,分别为木屑（S）、木屑+稻壳（SR）和木屑+稻壳+秸秆段（SRS）,在一年半的时间里,测定了4批育肥猪养殖结束时不同层次垫料中As、Hg含量,分析了长期使用后不同发酵床垫料中As、Hg累积情况,为发酵床废弃垫料的后续农用提供理论依据。结果表明,随着猪养殖批次的延长,3种处理及其不同层次垫料As、Hg含量均存在不同程度增加。4批猪养殖结束时,As累积量最大的是SRS处理的发酵床,为1921.7 mg·栏-1,Hg累积量最大的也是SRS处理的发酵床,为21.1 mg·栏-1。S、SR、SRS处理的As、Hg含量分别为2.921、2.190、2.621 mg·kg-1和0.048、0.036、0.042 mg·kg-1,均符合《农业行业标准有机肥料》（NY 525—2012）、《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332—2006）的标准限值。     

棉隆消毒改善发酵床垫料基质连茬栽培西瓜的效果研究

以发酵床垫料为主要原料的复合基质作为栽培基质,采用槽式栽培方式,研究连茬种植西瓜效果、种后基质理化和微生物学性状的变化特征以及棉隆消毒后旧基质连茬种植西瓜效果。结果表明:种完1茬西瓜的旧基质继续种植西瓜会出现再植障碍,整个生育期枯萎病发病率可达35%;种植西瓜对基质中尖孢镰刀菌数量影响显著,连续种植2茬西瓜后,基质中尖孢镰刀菌数量可从0升高至8.0×10~3cfu·g~(-1)基质;种完1茬西瓜的旧基质经棉隆消毒处理后,真菌和尖孢镰刀菌数量均显著减少,且继续种植西瓜后其产量和单果重与新配基质相比均无显著差异。     

发酵床养猪垫料的养分转化与植物毒性研究

发酵床养殖技术也被称为原位堆肥技术,是一种值得推荐的控制畜场粪便排放与污染的生态养殖模式。本研究检测了发酵床的水分、温度和pH值变化以及在连续饲养两批猪后垫料中碳、氮和磷的组成与含量变化情况及其对植物毒性的强弱。结果表明,发酵床使用期间水分为58%-61%,垫料内部温度维持在40-55℃;在连续饲养两批猪后,垫料的pH值升高至8.16,氮、磷含量显著提高,铵态氮、亚硝态氮和硝态氮浓度显著升高,C/N比由养猪前的84∶1下降至31∶1,N/P比由2.8∶1下降至1.26∶1;垫料中的总铜浓度由7mg·kg^-1升高至89mg·kg^-1。以白菜种子作发芽试验考察废弃垫料的植物毒性,其相对发芽率为86.67%,相对根长为132.95%,发芽指数（Germination Index,GI）为115.23%,说明饲养了两批肥猪的发酵床垫料无植物毒性作用,对根的生长有促进作用,可作为有机肥还田。     

城市固体废弃物堆有肥化处理的影响因素

城市固体废弃物的堆肥化处理已经成为各国直来越重视的方法。堆肥化处理是通过控制堆腐过程条件，使废弃物在短时间内最有效地达到稳定，杀灭病原菌，使产品可以安全地使用。本地堆肥的原理及基本机理进行了介绍，同时对堆肥过程的重要参数进行了综述。     

利用有效微生物菌群进行鸡粪处理的研究

在实验室和生产场地进行了有效微生物菌群处理鸡粪的试验研究，结果表明，有效微生物菌群能大幅度减少鸡粪臭味、氨味，使鸡粪保存较多有效养分和具有较高生活活性，肥效好、有效微生物菌群处理鸡粪的适宜发酵条件为：采用自研有效微生物菌群，发酵鸡粪含水量50％，有效微生物菌群的发酵浓度3．5％－5．0％，发酵温度25℃以上，发酵时间3－7d。     

养猪发酵床不同发酵程度垫料微生物群落结构特征的PLFA分析

发酵床养猪是一种新型的养殖技术,可有效缓解养猪的环境污染问题,微生物在其中起关键作用。为明确养猪发酵床发酵过程微生物群落的变化规律,为发酵床的科学管理提供依据,本研究采用磷脂脂肪酸生物标记（phospholipid fatty acids,PLFA）法分析养猪发酵床不同发酵等级垫料的微生物群落结构特征。采用色差法将垫料分为3个发酵程度等级：1级、2级和3级,采集不同发酵等级表层（0~15 cm）和里层（30~45 cm）垫料样本,测定各样本的PLFA。结果表明,共检测到61种PLFA,发酵2级垫料的PLFA种类最多,发酵3级垫料的PLFA种类最少。在各垫料中,PLFA分布量均表现为细菌 > 真菌 > 放线菌。指示细菌、真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌（G⁺）、革兰氏阴性细菌（G^-）的PLFA及总PLFA在各发酵等级表层垫料的分布量均显著大于其在里层垫料的分布量,最大值出现在发酵1级表层垫料中。与对照（未发酵垫料）相比,发酵垫料总PLFA含量均显著增加（P<0.05）。发酵3级表层垫料的真菌/细菌值最大,发酵2级表层垫料的G⁺/G^-值最大。多样性分析表明,Shannon指数和Pielou指数最大值出现在发酵2级垫料中,而Simpson指数最大值出现在发酵3级表层垫料中。聚类分析表明,当欧氏距离为233.15时,可将不同发酵等级垫料聚为3个类群,同一发酵级别的垫料聚在相同类群中;主成分分析表明,发酵1级表层和里层垫料单独归一类群,其他发酵等级垫料和对照垫料归另一类群中。综上,不同发酵等级垫料的微生物种群结构不同,发酵1级表层垫料微生物分布量最大,发酵2级垫料的微生物种类最多,相同发酵级别表层和里层垫料微生物群落结构相似。     

猪发酵床废弃垫料不同配比基质对辣椒生长及品质的影响

以第一代猪发酵床废弃垫料基质(WD)为主要原料,通过添加蛭石和醋糟中的一种或两种进行基质配比,测定了不同复配基质的理化性质(容重、总孔隙度、水气比、pH、EC、全氮、碱解氮、有机质等),研究了不同基质对辣椒的植株生长、光合作用、产量及果实品质的影响。结果表明:T8处理(WD︰醋糟︰蛭石=9︰2︰6)的物理性质均在理想基质范围内;T7(WD︰醋糟︰蛭石=9︰4︰4)、T8、和T9(WD︰蛭石=9︰5)处理的全氮、碱解氮、速效钾含量较低,全磷、速效磷含量较高,pH较高,EC值较低;T7、T8和T9处理的辣椒植株株高、茎粗显著高于其他的处理;T8处理的辣椒叶片光合作用最强,叶绿素含量最高,且显著高于CK;T8处理的辣椒植株产量最高,其次为T4(WD︰醋糟=5︰2)处理,T4、T8处理分别较CK产量提高7.74%、11.14%;T7和T8处理辣椒的可溶性固形物含量相对较低,但其Vc、可溶性蛋白和可溶性糖含量相对较高。综合考虑,生产上推荐使用T8处理作为辣椒生长的有机栽培基质。     

猪舍不同发酵床垫料氨挥发与氧化亚氮排放特征

为了探明发酵床养猪过程中的氨挥发与氧化亚氮排放特征,分别选取3种不同原料的发酵床:稻壳+锯木屑(FD)、稻壳+菌糠(FJ)、稻壳+酒糟(FW)作为研究对象,采用静态箱法收集气体,对1个养猪周期内(140 d)的氨挥发和氧化亚氮排放量进行测定。结果表明,3种垫料的氨挥发高峰期呈现出一定的时间顺序:FW主要出现在饲养前期,FJ出现在前中期,而FD则集中在饲养中后期。3种垫料的氨挥发总量具有显著性差异,FW发酵床在整个养殖周期内的氨挥发总量最大,为9.06 kg;其次是FJ,氨挥发总量达到4.83 kg。3种发酵床垫料的氧化亚氮排放规律具有一致性,即排放高峰期主要集中在饲养中后期;其排放总量同样具有显著性差异,同氨挥发总量一样,FW的氧化亚氮排放总量最高,达到2.06 kg;其次是FJ,氧化亚氮排放总量为1.74 kg。通过物质流分析发现,以氨气和氧化亚氮转化损失的氮量占氮素总损失量的23%~36%,说明气体转化是发酵床养猪过程中氮素的主要损失途径之一。     

养猪发酵床垫料有机肥对辣椒产量及土壤微生物多样性的影响

随着环保压力的日益增加和农户环保意识的逐渐增强,发酵床养猪技术逐渐被农户接受,但是发酵床熟化垫料再利用难,而限制了发酵床养猪技术的推广。本研究将两种发酵床熟化垫料分别进行高温堆肥形成有机肥,总养分(氮、磷、钾)含量均超过50g/kg,重金属和粪大肠杆菌含量均未超标,蛔虫卵死亡率95%以上,完全可以作为成熟的有机肥产品。试验表明,在等氮量施用条件下,发酵床熟化垫料有机肥施用后青椒产量也能达到化肥和常规有机肥的产量,并能提高青椒品质,改善土壤肥力,提高土壤中矿质态氮的效果。PCR-DGGE结果表明,细菌群落结构分为三大类,对照(CK)和化肥(CF)处理群落结构相似,常规猪粪有机肥(POF)单独一类,两种发酵床熟化垫料有机肥(FOF和ROF)群落结构相似,结果表明施肥能够改变土壤中微生物多样性,施用有机肥(POF、FOF、ROF)对土壤微生物多样性改变的效果比化肥(CF)大;不同来源的有机肥(POF和FOF、ROF)对土壤中微生物区系改变方向不一样,来源接近的有机肥(FOF和ROF)对土壤微生物区系改变方向接近。     

发酵床垫料栽培基质重复利用对辣椒生长和基质性状的影响

以发酵床垫料为主要原料的有机基质作为栽培基质,采用槽式栽培方式,研究其在辣椒种植上的应用效果以及种植不同茬次辣椒后基质理化和微生物学性状的变化情况;并研究该有机基质的重复利用效果。结果表明:基质栽培的辣椒与土壤对照相比,在株高、根长、整株鲜重和产量方面均无显著差异,且用完1茬的旧基质继续种植第2茬辣椒不影响其产量。种植第1茬辣椒后对基质理化性状影响最大,其中,EC值、速效氮和速效钾含量与新基质相比变化最为显著,分别降低了81.17%、92.15%和85.16%,种植2茬辣椒后基质理化性状与1茬时相比变化不显著。Real-Time PCR结果表明:连续种植2茬辣椒对基质中细菌数量影响不大,而真菌数量1茬后显著降低,2茬后真菌数量与1茬时相比差异不显著。PCR-DGGE结果表明种植第1茬辣椒明显改变了基质中细菌和真菌群落结构,并能明显提高真菌的群落多样性,但种植第2茬辣椒对基质中细菌和真菌多样性影响较小,细菌和真菌群落结构与1茬时相比变化不大。     

发酵床垫料中微生物16S rDNA PCR反应条件的建立与优化

为探讨发酵床垫料中微生物16S rDNA基因扩增实验中诸多因素对实验结果的影响,采用单因素法对16S rDNA基因扩增时PCR反应体系中的5个潜在因素(Mg2+、dNTP、引物、Taq酶、模板DNA)5水平上进行优化实验,并进一步优化了反应程序中的退火温度、循环次数。结果表明:25μL的最佳反应体系为:10×PCR buffer 2.5μL、MgCl22.0 mmol·L-1、dNTP 0.2 mmol·L-1、引物0.2μmol·L-1、Taq DNA聚合酶0.5 U、模板DNA 50 ng;最佳反应程序为:在94℃下进行4 min预变性;随后循环扩增25个循环(包括94℃变性45 s,53.7℃退火30 s,72℃延伸90 s);最后在72℃下延伸10 min。     

牛粪再生垫料生产过程中物料特性及致病菌变化

不同垫料生产方式因工艺差异导致垫料存在生物安全隐患,不利于垫料技术的推广,滚筒发酵具有高温、快速等优势,探讨其垫料生产过程的致病菌变化特征,可为解决产业问题提供支持。该研究以滚筒好氧发酵生产牛粪再生垫料过程为研究对象,采用平板培养法对夏季和冬季垫料生产过程中滚筒不同位置处奶牛乳房炎主要致病菌(大肠杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌和克雷伯氏菌)数量进行检测,同时检测了物料的理化特性,并进一步探究了影响奶牛乳房炎致病菌变化的主要因素。结果表明,夏、冬季滚筒发酵生产牛粪再生垫料过程中筒仓内温度较稳定,滚筒内部温度可维持在55℃以上;成品垫料的含水率均低于45%;链球菌和克雷伯氏菌在垫料成品中均未检出,夏季垫料成品中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌检测数量高于冬季;Pearson相关性分析结果表明,在选取的理化指标中影响致病菌数量变化的最主要因素为滚筒温度,其次为总碳。该研究为滚筒发酵生产牛粪再生垫料技术的应用及推广提供支撑。