污泥堆肥过程中氮素损失机理及保氮技术

堆肥化是污泥处置中的一种有效的资源回用方法，但是在堆肥化过程中N的损失可大大降低堆肥的农用价值，进而限制了污泥堆肥的使用。本文对污泥堆肥化过程巾，N素的转变与损失机理采用生化反应电子计量学进行了探讨，并且讨论了固定N源、降低N素损失、提高堆肥农用价值的方法。     

蚕沙堆肥技术研究进展

堆肥处理是蚕沙无害化、资源化利用的一种主要方式。对蚕沙堆肥系统和影响堆肥的主要因素,即含水量、温度、通风供氧、C/N比、堆肥产品大小、pH值等进行了综述。     

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。     

秸秆不同用量对污泥堆肥保氮效果研究

通过对北京市城市生活污泥与不同量小麦秸秆进行混合堆肥,研究堆肥过程中N素损失的控制。结果表明,在堆体中添加小麦秸秆能够在堆肥初期很好的抑制NH3挥发;添加20%麦秸的处理堆体最高温度能够达到67℃,比对照处理(纯污泥)高16℃,在50℃以上维持7天,比对照处理长6天,完全达到无害化处理要求;而且,堆肥初期NH3挥发量为对照处理的1/5;NH4+-N最高含量和变化范围都小于对照处理;堆肥后全N损失仅为15.77%;经过50天的堆肥化处理,所有处理的物料变为疏松形态的灰黑色腐殖质,臭味消失,基本达到腐熟。     

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。     

土壤原位酶谱技术研究进展

陆地生态系统中,土壤酶活性是衡量土壤肥力生物功能的重要指标。然而,当前通用的土壤酶学技术存在诸多缺陷,导致测定结果不能准确反映土壤酶活性与分布在环境中的真实情况,限制了土壤酶学的发展和土壤生物过程的研究。原位酶谱技术是以荧光底物为基础的新兴酶学技术,该技术不需破坏性取样,操作简单,准确度高,能在nm到μm的尺度上反应土壤酶活性的空间联系变化,很大程度上克服了传统土壤酶学技术的不足,近年来在土壤酶学研究中越来越受重视。本文概述了原位酶谱技术的发展过程及其原理与操作,首次综述了原位酶谱技术在土壤元素循环中的应用和成果,并展望了该技术的优化方向,以及与其他分析化学、酶学、分子生物学技术耦合应用在土壤生物过程研究中的价值,以期推动该技术的成熟与推广。     

畜禽粪便堆肥高温保氮菌 Aliibacillus thermotolerans BM62的筛选及复壮

氨氧化细菌可以将 NH 3氧化成 NO 2-，从而减少堆肥过程中的氨挥发，是畜禽粪便堆肥中的理想保氮微生物。本实验在堆肥高温期样品中分离得到一株高温微好氧氨氧化细菌，经鉴定此菌株为芽孢杆菌科( Bacillaceae)的一个新属，命名为 Aliibacillus thermotoleransBM62。在后续研究中由于反复迭代等原因，发现其氨氧化能力有所衰退。菌株 BM62可适应堆肥高温阶段微好氧环境进行氨氧化作用，该特性使其在堆肥保氮中具有较高的理论研究价值和实际生产意义，因此对该菌株氨氧化能力的复壮研究十分必要。本实验以 Aliibacillus thermotolerans BM62为研究对象，以来源环境堆肥为基础，添加不同营养因子(牛肉膏、蛋白胨)作为复壮培养基，考察不同复壮载体对菌株复壮效果的影响。实验结果表明，菌株 BM62在不加任何外源有机物的堆肥原环境复壮培养基的复壮效果最佳，经复壮培养后，该菌株氨氧化活性为 34.7～ 36.5mg/L，与其退化前氨氧化能力(35.0mg/L)相当。     

垃圾填埋场渗滤液地下原位脱氮技术综述

氨氮是城市垃圾厌氧填埋过程中产生的常见的污染物。由于氨氮的持久性和生物毒性,生活垃圾填埋场渗滤液中氮的脱除已引起了人们的高度关注。文中结合国内外的研究现状的基础,论述了厌氧渗滤液回灌、强制通风好氧填埋、准好氧填埋和生物反应器填埋四种垃圾渗滤液原位脱氮处理技术的原理、技术特点、工程投资、运行成本以及处理效果等;指出了垃圾填埋场渗滤液原位脱氮技术的未来研究重点：填埋场内脱氮机理和脱氮速率的深入研究、工艺控制优化研究以及生物反应器填埋的实际应用设计研究。     

磁化水复合保氮剂对堆肥过程中氮素损失和微生物群落的影响

为了研究不同保氮剂对快速堆肥过程中氮素损失及微生物群落的影响,该研究以牛粪和秸秆为原料,进行了25 d的好氧堆肥试验。试验中设置了磁化水（T1）、磁化水复合生物炭（T2）、磁化水复合硫酸亚铁（T3）、磁化水复合巨大芽孢杆菌（T4）,不添加磁化水和保氮剂作为对照组（CK）。试验结果表明：与对照组相比,T1、T2、T3、T4均延长了堆肥的高温期,延长了4、5、2、4 d。T1、T2、T4的最高温较CK分别提高了3.5、8、0.5 ℃。从温度上来看,T1未进行二次腐熟,缩短了堆肥周期;各处理组的总氮含量较堆肥初始时提高了14.04%、18.89%、37.56%、36.27%、28.47%,总氨气排放量分别为8.12、4.37、6.60、7.32、3.95 g/d。与对照组相比,T1、T2、T3、T4均提高了堆肥的总氮含量,降低了总氨气排放量。T2总氮含量高于其他处理,T1总氨气排放量低于其他处理;与CK相比,T2促进了氮循环基因gdhA的绝对丰度,抑制了拟杆菌门的相对丰度,促进了氮素循环、堆肥进程。与CK相比T3促进了固氮基因nifH、氮循环基因gdhA的绝对丰度,促进了变形菌门的相对丰度,有利于氮素的循环;此外,结构方程显示,T2与NH₃ emission呈显著负效应,NH₃ emission与TN_loss呈显著正效应,解释了生物炭通过吸附NH₃,减少氮素损失。T3与pH呈显著负效应,pH与NH₃ emission呈显著正效应,NH₃ emission与TN_loss呈显著正效应,FeSO₄的加入降低了堆体的pH值,减少氨气的排放,进而减少氮素损失;综合堆肥过程中的温度、总氮含量、总氨气排放量、氮功能基因的绝对丰度、微生物的相对丰度以及结构方程模型分析,磁化水复合生物炭在快速堆肥过程中表现出最佳的保氮效果和理想的腐熟程度。     

中国稻田施氮技术研究进展

提高N肥利用率,加强稻田养分管理已经成为水稻生产中研究的热点。针对我国稻田N肥利用率低和N素损失严重的现状,综述了国内外提高稻田N肥利用率技术途径的研究进展,包括改进施肥方法(确定适宜施N量、N肥深施、前N后移、平衡施肥、有机与无机肥配施、水肥综合管理)、新型肥料的研制(硝化抑制剂、脲酶抑制剂、表面分子膜、缓控释肥)、计算机决策支持系统指导施肥和实时、实地N肥管理等。展望了今后需要加强研究的几方面工作。     

蚯蚓原位堆肥提升番茄连作土壤质量研究

[目的]连作障碍引起的土壤质量劣变是制约种植业可持续发展的瓶颈问题之一.已有研究表明蚯蚓腐熟粪肥能有效提升连作障碍土壤质量.本研究比较了蚯蚓原位腐熟粪肥和使用异地腐熟粪肥对提高土壤理化和生物学性状的效果,以提出高效可行的蚯蚓堆肥施用模式.[方法]田间试验在宁夏连续种植5年番茄的温室内进行,供试番茄品种为'粉宴1号'.试...     

堆肥在土壤改良中的研究进展

堆肥是目前广泛应用且能有效地处理城市生活垃圾和污泥的方法之一,堆肥技术已是近年来国内外较为广泛关注的热点。本文在对堆肥处理原理及其发展历史进行简要回顾的基础上,对堆肥产物作为土壤改良剂的研究应用方面进行了较为全面的分析和评述,并提出了目前存在的问题和相应的解决方法。     

堆肥过程中的微生物研究进展

堆肥是由群落结构演替非常迅速的多个微生物群体共同作用而实现固体废物资源化、无害化的动态过程.本文在综合国内外文献资料的基础上,结合本实验室的研究工作,从堆肥过程中微生物群落的演替、有机物降解菌的选育应用、变性梯度凝胶电泳(DGGE)在堆肥微生物研究中的应用等方面介绍了现代堆肥过程中微生物研究的进展及存在问题,并且指出堆肥过程中微生物菌系组成变化复杂和实验手段有限是限制本研究的主要因素,今后应重视利用分子生物学方法进行微生物的研究工作,并根据微生物之间的协同关系有目的地构建降解多种有机废弃物的高效稳定复合菌系,以适应复杂的堆肥环境.     

过磷酸钙在病死猪堆肥中保氮效果研究

为研究不同比例的过磷酸钙添加剂对病死猪堆肥过程中氮素转化和保氮效果的影响,本试验将病死猪尸体、水稻秸秆按一定比例混合后,设置未添加(CK)、添加5%(T1)和10%(T2)过磷酸钙3个处理,进行了为期30 d的堆肥发酵试验。结果表明,各堆体大于50℃的高温均能保持10 d以上,满足堆肥无害化的要求;添加初始物料鲜重的5%和10%的过磷酸钙对降低堆肥的p H值,增加堆肥的铵态氮、硝态氮、全氮含量均具有明显的效果。堆肥结束时,T1、T2处理的堆肥产品的总氮含量分别比对照高10.7%、10.1%,保氮效果显著。添加5%过磷酸钙处理的堆肥产品在第14 d时种子发芽指数达101.4%,高于对照,过磷酸钙促进了病死猪堆肥的快速腐熟。在病死猪堆肥中添加适量的过磷酸钙,可以降低堆体氮的损失,在堆肥工程中具有较广阔的应用前景。     

沸石保氮效果的试验

沸石是由三维网构SiAlO4四面体组成的硅铝酸盐类矿物，这些网构的孔隙中充满水分子和交换性阳离子。斜发沸石是这一组矿物中的一员，它的网构含有八氧环孔，具有很高的阳离子交换量，而且对NH4+有很强的亲合性和选择性，因而可以应用沸石作为土壤改良剂，以提高氮的利用率。     

冬小麦光谱氮营养诊断技术研究进展

为快速便携诊断冬小麦氮营养状况,概述了氮营养诊断的方法,着重介绍了冬小麦氮素光谱诊断技术原理及方法,提出光谱诊断冬小麦氮素营养具有无损快速便携的优势,有着广泛的研究和应用前景。     

膨润土保氮增产效果研究

通过油菜盆栽试验，研究了膨润土的保氮增产效果。膨润土用量在土重的0．5％范围内，随着用量增加，可明显减少氮素养分的淋溶损失，保氮能力增强，明显促进植株出苗和生长，提高作物产量。膨润土在砂质土壤上的最佳经济施用量为土壤重量的5％。     

氢氧化镁和磷酸混合添加剂在模拟堆肥中的保氮效果研究及其经济效益分析(简报)

通过模拟堆肥试验,研究了3种配比的氢氧化镁、磷酸和水的混合物在不同添加量时的氨氮固定效果和效益.结果表明,试验所有配比氢氧化镁与磷酸混合物都适合作为堆肥化过程中的氮素损失原位固定剂,氮素固定效果随混合物中的磷酸含量和混合物投加量的增加而增加.固定率最低达73.1%,最高可达97%以上;固定剂的养分提升效应和经济效益分析表明,质量比为Mg(OH)2:H3PO4:H2O=2.6:17.7:79.7的添加剂可以产生较好的养分提升效应,但只有在添加量小的情况下可产生正的经济效益;Mg(OH)2:H3PO4:H2O=2.7:9.2:88.1的添加剂养分增加量最小,但每种添加量都可以产生正的经济效益;质量比为Mg(OH)2:H3PO4:H20=2.7:13.85:83.8的添加剂的效果居于前两者之间.综上分析,该研究筛选出的几种固定剂效果较好,在实际应用时,应根据堆肥化不同阶段的氮素变化规律选用不同的固定剂会产生更佳的效果.