猪粪好氧堆肥条件的研究

本试验研究了在不同的调理剂、通气方式、碳氮比和添加剂等条件下猪粪堆肥的腐熟进程。结果表明：稻草比稻壳更有利于猪粪的堆肥腐熟;机械通风同人工翻堆相比,各项指标无显著差异(P＜0.05),而堆制结束后物理性状要比人工翻堆试验组差;高C/N有利于堆肥的升温及腐殖化过程,对堆肥进程无影响,但稻草加入量大会增加堆肥的成本;除臭剂及菌剂的加入对堆肥的大多数化学性状影响不大,但可明显改善堆肥腐熟后的物理性状并减少臭味。除稻壳试验组外,其它各组在第五周即可达到腐熟的要求。     

猪粪好氧堆肥对缺锌土壤种植大豆的影响研究

以Zn含量较高的猪粪为原料进行了90d好氧堆肥,以采自陕西省永寿县养马庄的典型缺锌土壤为供试土样,通过大豆盆栽试验研究了该有机肥对大豆生长的影响,并以污染指数评价法和地积累指数评价了施用该有机肥对土壤中重金属的累积环境风险。结果表明：经过90d的高温好氧堆制,获得了氮磷钾丰富的堆肥产品,且堆肥中未检测出Ni、Cd、Cr、Pb、Hg和As等有害重金属,仅含Cu256.3mg.kg-1、Zn474.4mg.kg-1。与对照相比,随着有机肥施用量的增加,大豆生物量和产量逐渐增加,并在肥土比10%时达到最高,大豆产量比对照提高了206.7%,大豆根系重量提高了94.2%,大豆茎叶（含荚壳）提高了94.0%;大豆籽粒中Zn含量则随着有机肥施用量的增加而逐渐增加,并在40%时籽粒Zn含量高达49.33mg.kg-1;施用堆肥后,土壤EC、Zn和Cu全量、Zn和Cu有效量均随着堆肥使用量的增加而增加,而土壤pH则随着堆肥比例的增加,从8.46逐渐降低到7.44。污染指数评价法和地积累指数评价法表明,当茬堆肥施用量不超过5%时,不会对该缺锌土壤造成重金属污染。研究显示,适量施用该堆肥能显著促进大豆的茎叶和根系生长,同时提高籽粒产量和籽粒中的Zn含量。对于供试缺锌土壤,施用该富锌有机肥可以明显补充土壤锌。     

起爆剂促进猪粪堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了有机肥起爆菌剂对猪粪堆肥腐熟效率的影响。通过工厂试验,以猪粪为原料,稻壳为辅料,设置对照Z1和接种起爆剂处理Z2,研究堆肥过程中不同堆体的温度、pH、EC、C/N和养分等理化指标的变化及堆体腐熟效率的差异。对照Z1与处理Z2的堆体温度在高于55℃的时间均持续了18 d以上,Z2处理的升温速率和温度最高值均高于对照Z1;两堆体的pH和EC值变化无显著差异,至堆肥结束,堆体Z1的pH稳定在7.45左右,Z2的pH稳定在7.25左右;堆体Z1和Z2的C/N分别下降了46.39%和51.33%,全碳含量分别下降了43.18%和47.34%,全氮含量分别上升了5.94%和9.28%;Z1和Z2的NH_4~+-N和NO_3~–-N具有类似的变化趋势;至第28天,Z2的发芽指数已达100%,说明肥料已完全腐熟,而Z1此时的发芽指数仅为85%;堆肥结束时,Z1和Z2的最终总养分含量(N、P2O5、K_2O)分别达51.63 g/kg和52.67 g/kg。结果表明接种有机肥起爆剂能够有效加快堆肥腐熟。     

不同填充料对猪粪堆肥腐熟过程的影响

采用稻草、木屑、粉煤灰、树叶为猪粪堆肥的填充料，研究了不同填充料与猪粪混合堆肥的温度、总氮、NH4^ —N、NO3^-—N、水溶性有机碳(DOC)和种子发芽系数随时间的变化规律。结果发现，稻草在堆肥过程中很容易腐烂和结块，不宜单独用作猪粪堆肥的填充料；稻草 粉煤灰或树叶 木屑作为填充料加入猪粪混合堆肥中可改善堆肥物料的物理性质，减少物料的结块现象，促进NH4^-—N向NO3^-——N转化，有利于水溶有机碳的分解，提高种子发芽率，促进堆肥的腐熟。     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

添加苹果渣对猪粪好氧堆肥理化性状的影响

用猪粪等原料作堆肥底物,并分别添加质量分数为0%、5%、10%、20%的苹果渣以及1%的柠檬酸作添加剂,记作CK、AP1、AP2、AP3、N。采用自行设计的强制通风静态垛堆肥反应器,进行为期30 d的好氧混合堆肥。根据苹果渣与猪粪混合堆肥过程中各养分变化来研究苹果渣对堆肥效果的影响及其保氮效果,为猪粪有机肥的规模化生产提供理论支持,实现农业资源的可持续化。结果表明:各试验堆肥均达到无害化和腐熟化的要求;各处理全P和全K含量总体呈上升趋势,但添加20%的果渣处理不利于P含量的积累;苹果渣中的果酸可以降低堆肥的pH值,从而减少NH_4~+-N向氨气的转化,降低氮素损耗起到保氮效果;添加10%的苹果渣处理的全氮含量最高,保氮效果最好,添加5%的苹果渣处理对NH_4~+-N的积累最好;苹果渣作为猪粪好氧堆肥调理剂可以提高堆肥效果,实现农业资源的可持续化。     

木本泥炭添加比例对猪粪堆肥腐熟度和污染及温室气体排放的影响

针对当前猪粪好氧堆肥过程中存在的腐熟度低、氮素损失严重、污染气体排放量大等问题,该研究以木本泥炭作为添加剂与猪粪进行联合堆肥,研究了不同木本泥炭添加量(添加比例依次为占物料湿基质量的5%、10%、15%和20%的4个处理)对猪粪好氧堆肥产品腐熟度和堆肥过程中CH4、NH3和H2S等污染气体排放变化的影响。结果表明:在猪粪堆肥中添加木本泥炭作为调理材料,堆体可成功启动升温,在第2~4天堆体可进入高温期,并持续7 d以上,达到无害化卫生标准;经28 d好氧堆肥以后,堆肥产品p H值为8.0左右,电导率值为1.47~1.82 m S/cm,发芽指数均大于80%,达到腐熟标准;木本泥炭添加量增加至15%以上时,有机质分解程度高,物料干质量降解率达22%左右,28 d堆体含水率下降35%左右,CH4、NH3和H2S排放量分别减少82.12%~89.48%、53.47%~63.31%、50.98%~62.76%,总温室气体排放当量减少70.34%~83.26%,堆体总氮损失减少率达44%~63%,保氮效果显著。因此,建议木本泥炭用作猪粪堆肥添加剂的最优添加量为15%~20%(以物料总湿重计)。     

我国猪粪中四环素类抗生素残留及好氧堆肥消减研究进展

我国是世界生猪养殖第一大国,四环素类抗生素在生猪养殖中普遍使用,其中大量以原体或代谢物形式排出体外,对生态环境和人体健康产生极大风险.通过梳理国内相关研究结果,综述了猪粪中四环素类抗生素残留水平及其对土壤和作物的污染风险,分析了好氧堆肥技术对猪粪中四环素类抗生素的消减效率及其影响因素,提出了未来需要重点研究的方向.结果...     

C/N对蓝藻好氧堆肥腐熟及无害化进程的影响

为探索和优化脱水蓝藻藻泥好氧堆肥无害化处理工艺参数,利用堆肥反应器,研究了C/N分别为5（T1）、15（T2）和25（T3）的处理对蓝藻藻泥腐熟进程及微囊藻毒素（MC）降解速率的影响。结果表明,堆肥过程中各处理间的pH、总碳量及其形态、总氮量及其形态、总磷含量、总钾含量、种子发芽指数差异显著。与蓝藻自然堆置相比,添加辅料增加堆体C/N可提高蓝藻的腐熟速度。堆肥35d后,T2和T3处理的堆肥成品均已满足有机肥行业标准,种子发芽指数均高于80%;但MC-LR和MC-RR仍有较大的降解潜力,从无害化的角度考虑,蓝藻高温堆肥时间不应少于50d。C/N过高增加了氮素的损失,如何进一步降低氮素的损失,提高堆肥过程中MC的降解将是今后蓝藻堆肥研究的重点。     

不同填充料对猪粪堆肥腐熟过程的影响

采用稻草、木屑、粉煤灰、树叶为猪粪堆肥的填充料,研究了不同填充料与猪粪混合堆肥的温度、总氮、NH4 N、NO3- N、水溶性有机碳(DOC)和种子发芽系数随时间的变化规律。结果发现,稻草在堆肥过程中很容易腐烂和结块,不宜单独用作猪粪堆肥的填充料;稻草 粉煤灰或树叶 木屑作为填充料加入猪粪混合堆肥中可改善堆肥物料的物理性质,减少物料的结块现象,促进NH4 N向NO3- N转化,有利于水溶有机碳的分解,提高种子发芽率,促进堆肥的腐熟。     

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH₄⁺-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen, DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30～40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH₄⁺-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪...     

风干预处理对堆肥腐熟度及臭气排放量的影响

该研究以风干猪粪堆肥为处理,以新鲜猪粪堆肥为对照,在秸秆调理相同C/N基础上,对两个处理腐熟度和臭气排放进行比较分析。从温度、p H值、电导率和发芽率来看,利用新鲜猪粪和风干猪粪堆肥所得的产品均能达到腐熟和无害化标准;在硫化氢、羰基硫、二硫化碳、甲硫醚、乙硫醚、二甲二硫、甲硫醇和乙硫醇几种含硫臭气中,甲硫醚和二甲二硫占96%以上;风干猪粪堆肥比新鲜猪粪堆肥少排放71.09%的氨气,66.11%的甲硫醚和9.66%的二甲二硫。在不考虑风干环节存在的问题条件下,与新鲜猪粪堆肥相比,风干猪粪堆肥堆肥时间短,在堆肥品质提高的基础上,堆肥产品产量增加60%。通过降低水分和体积风干猪粪运输成本降低1/3,且对环境影响小,是远距离资源化处理畜禽粪便的较好途径。     

接种微生物菌剂对猪粪堆肥的效果研究

研究了接种微生物菌剂对猪粪堆肥的效果。结果表明,添加菌剂堆肥温度第4 d达到50℃,50℃以上持续时间达10 d,第25 d粪大肠菌群值减少到102个/g,种子发芽指数达89%,NH4 -N含量为64.9 mg/kg,C/N下降为18.6∶1,上述指标均达到腐熟要求;对照堆肥温度第7 d达到50℃,50℃以上持续时间为4 d,第25 d粪大肠菌群值为9.6×103个/g,NH4 -N含量为916 mg/kg,C/N为21.0∶1,种子发芽指数为46.5%,均未达到腐熟要求。说明接种微生物菌剂能明显加速堆肥的腐熟进程。     

添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥效果的影响

为明确添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥启动期和高温期微生物数量及酶活性变化规律,探讨微生物影响堆肥温度的机制,揭示影响畜禽粪便堆肥持续高温的主要微生物,该研究比较了猪粪自然堆肥与添加腐熟猪粪(质量分数3%)堆肥过程中有机质降解及嗜温、嗜热微生物数量和脱氢酶、蛋白酶、纤维素酶活性变化特征。结果表明,24 h内添加腐熟猪粪堆肥温度比自然堆肥高出5℃,但高温期平均温度较自然堆肥低8℃,高温（＞50℃）期比自然堆肥短4 d。自然堆肥和添加腐熟猪粪堆肥嗜温菌数量先高后低,嗜热菌数量随着温度的升高而上升。添加腐熟猪粪堆肥升温期嗜温、嗜热细菌和纤维素降解菌增殖速度较快,且数量分别比自然堆肥高出12.2%、152.6%、60.3%。添加腐熟猪粪堆肥脱氢酶、纤维素酶活性高峰提前,并使蛋白酶活性增加4.9%。但高温期后,嗜热纤维素降解菌数量比自然堆肥少22.5%,纤维素酶活性及有机质损失率也分别比对照低25.8%、6.1%。以上结果表明,在猪粪高温好氧堆肥中添加腐熟猪粪可以加快堆肥初期升温速度,但由于高温期嗜热纤维素降解菌数量减少,纤维素酶活性降低,不能促进猪粪堆肥持续高温。该研究为猪粪堆肥菌剂的筛选及适宜的接种时间提供依据。     

含水率对羊粪堆肥腐熟度及污染气体排放的影响

为了优化羊粪好氧堆肥的工艺条件,研究初始含水率对羊粪堆肥腐熟度及污染气体排放的影响。该研究以高湿新鲜羊粪为堆肥原料（含水率为75%）,添加玉米秸秆调节初始物料含水率分别为70%、65%、60%和55%,堆肥在60 L密闭发酵罐中共持续35 d。结果表明：75%含水率羊粪堆体单独不能顺利启动升温,且在试验期间释放了大量的甲烷和氧化亚氮等温室气体,在所有处理中产生的总温室效应最大（41.4 g/kg）。玉米秸秆与羊粪联合均能成功启动堆肥过程,且堆肥产品均可以达到无害化卫生要求和腐熟标准。其中初始含水率为65%时,堆体不仅高温期持续时间长,且有机质降解程度高,物料干质量降解率达45%,同时比其他处理可降低4.81%～16.99%的总氮损失和7.56%～48.62%的总温室气体排放量。因此,在羊粪和玉米秸秆联合堆肥时,初始含水率65%左右为最佳条件。     

接种菌剂对猪粪高温堆肥中酶活性的影响

在静态通气条件下,以猪粪为原料,以小麦秸秆作为调节物质,分别用接种复合微生物和常规堆肥两个处理研究了高温堆肥过程中酶活性的变化特征,并对其与堆料E4/E6和电导率（EC）的相互关系进行了探讨。结果表明,接种菌剂堆肥显著地提高了堆料的温度,延长了高温腐解期,有效地提高了猪粪堆肥过程中各种酶的活性和峰值。酶活性的大小因酶种类和堆肥时期的不同而各异;纤维素酶和蔗糖酶在高温期的活性高,在低温期急速下降;脲酶和多酚氧化酶活性峰值出现在堆肥后期低温阶段;脱氢酶活性峰值出现在堆肥中期,过氧化氢酶活性在整个堆肥过程中呈持续下降的趋势。接种菌剂处理和CK处理堆肥期间的EC值均与纤维素酶和脱氢酶活性呈显著的正相关（p＜0.01）;E4/E6与过氧化氢酶活性成显著正相关（p＜0.01）,说明酶活性大小是反映堆肥过程中矿质化过程和腐殖化过程生物化学进程的很好指标。     

碳氮比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放的影响

为确定鸡粪堆肥最优碳氮比（C/N比）,该研究以新鲜鸡粪为堆肥原料,添加玉米秸秆调节初始C/N比为14、18和22进行好氧堆肥,研究不同C/N比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放（NH3和H2S）的影响。结果表明：C/N比为14的处理堆肥产品未腐熟,C/N比为18和22的处理均达到腐熟。C/N比为18的处理NH3累积排放量和总氮（TN）损失率最高;C/N比为18～22时,C/N比越高,NH3累积排放量和TN损失率越低。C/N比为14的处理H2S累积排放量和总硫（TS）损失率最高;C/N比为18和22的2个处理,H2S累积排放量显著降低,且无显著差异。此外,C/N比为18处理的微生物群落多样性在整个堆肥过程中显著高于C/N比为14和22处理。堆肥的理化指标、臭气排放与微生物群落之间的相关性分析表明,高温、高pH值和缺氧环境会增加Firmicutes丰度,进而促进NH3和H2S的排放,相反地,低温、低pH和氧气充足的环境更有利于Actinobacteria增殖,有利于减少NH3和H2S的排放。综合考虑堆肥产品腐熟度和臭气减排效果,建议低C/N比鸡粪堆肥的初始C/N比为18～22。当秸秆资源不足时,建议初始C/N比为18;秸秆资源充足时,建议初始C/N比为22。     

通风方式对猪粪堆肥主要臭气物质控制的影响研究

为控制堆肥过程中产生的臭气,开展了3种不同通风方式下的猪粪和秸秆堆肥试验,通过连续监测堆肥过程中氨气、硫化氢、总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOCs)和二甲二硫、二甲三硫排放浓度的变化,优化堆肥通风方式。研究表明,在鼓风5 min间隔30 min、鼓风5 min间隔15 min和连续通风下,硫化氢和TVOCs的最大排放质量浓度和体积分数分别为29.4、18.9和10.3 mg/m~3以及420.3×10~(-6)、382.7×10~(-6)和326.5×10~(-6),每千克干物料硫化氢和TVOCs累积排放量分别为14.3、13.5、31.5 mg/kg以及1.26、2.00和6.08 L/kg;二甲二硫和二甲三硫的最大排放质量浓度分别为1 730.1、3 646.2和3 971.8 ng/L以及991.4、6 678.8和1 883.4 ng/L,每千克干物料中二甲二硫和二甲三硫的累积排放量分别为1.5、4.3和10.6 mg/kg以及0.37、4.37和4.94 mg/kg,增加通风频次有助于降低硫化氢和TVOCs的最高排放浓度,但会增加堆肥过程中硫化氢、TVOCs以及二甲二硫和二甲三硫的累积排放量,增加环境危害程度。该试验以降低臭气累积排放量为工艺优化目标,发现通风5min,间隔30min是最佳通风方式。研究结果可为有机肥生产过程中臭气的控制提供参考依据。