玉米秸秆添加对果蔬废弃物沼渣堆肥效果的影响

为实现果蔬废弃物沼渣的无害化处理和资源化利用,文章以果蔬废弃物沼渣为原料,添加不同比例的玉米秸秆进行堆肥试验,对物料堆肥过程的温度、含水率、有机质等指标进行测定和分析,探讨不同配比条件下堆肥的腐熟速度及预期肥效。结果表明,添加玉米秸秆的果蔬废弃物沼渣均能顺利进行好氧堆肥,能够满足无害化卫生要求,30 d堆肥结束后的堆体含水率低于40%,有机质损失率最高为23. 17%,均达到腐熟或充分腐熟程度,养分,pH值,重金属等产品质量指标均能满足有机肥料标准的要求,其中沼渣与秸秆的最佳混配比为2∶1。整体来说,添加玉米秸秆有利于加快果蔬废弃物沼渣堆肥进入高温发酵期的速度,加快堆肥的腐熟,提高沼渣堆肥产品质量。     

不同配比玉米秸秆调理剂对沼渣堆肥性能的影响

为探索抗生素菌渣的无害化、资源化和高附加值处理途径，防止二次污染，以来源于青霉素菌渣的厌氧发酵沼渣为主要原料、玉米秸秆作为调理剂进行好氧堆肥研究，考察添加不同比例玉米秸秆对沼渣好氧堆肥温度、pH值、EC、氨氮、GI等腐熟效果的影响，对堆肥结束之后产品的酶活、营养成分等进行分析，并通过盆栽实验验证堆肥产品的应用效果。试验结果表明添加43%的玉米秸秆作为调理剂与沼渣进行混合堆肥，堆体升温迅速最高达61.25℃,高温期(≥55℃)持续5～6天，堆肥结束时GI值最高达到107.75%。以玉米秸秆作为调理剂时，还可调节堆肥体系的pH值，提高纤维素酶和蔗糖酶活性，促进腐殖质的形成，有效改善堆肥质量。应用效果表明该堆肥产品能够有效促进白三叶生长，株高和根长分别显著提高了26.32%、39.64%,同时显著增加植株叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量，较不施肥增幅分别为12.67%、24.31%和10.50%,效果优于同施用量(10%)市售有机肥。试验结论表明添加适当比例的玉米秸秆作为调理剂可显著提高源于青霉素菌渣的沼渣堆肥腐熟效果，提高堆肥产品品质，明显促进植株生长。该结果可为源于青霉素菌渣的沼渣堆肥过...     

沼渣与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥的腐殖化进程研究

为探究不同沼渣联合堆肥的腐殖化进程,以污泥沼渣、秸秆沼渣和醋糟为主要原料分别与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥,进行堆肥过程中酶活性变化及堆肥前后腐殖化特征变化的表征。研究结果表明:秸秆沼渣堆肥过程中脱氢酶和脲酶活性随着堆肥进行呈先增加后降低的趋势,且保持较高的多酚氧化酶、纤维素酶活性,加速了有机物的分解和腐殖化;相比秸秆沼渣和醋糟,污泥沼渣在堆肥结束时脱氢酶和脲酶活性依然较高,分别为19. 25μg/(g·h)、6. 22 mg/(g·d),表明还存在部分不稳定有机物。经过30 d堆肥后,沼渣逐渐腐殖化,腐殖酸的分子量分别由堆肥前的2 024、3 284、2 090 Da变为堆肥后的2 061、3 929、3 990 Da。综上,基于多元参数表征能够为沼渣的高效资源化及其产品应用提供理论依据。     

沼渣对稻田甲烷排放量的影响

通过稻田生产性对比试验研究了4种沼渣(分别以猪粪、鸡粪、马粪和人粪尿为主要发酵原料)、尿素和堆肥施用对稻田甲烷排放量的影响。测得前3种沼渣处理的稻田甲烷平均排放通量(3.92～7.76mg/(m~2·h))显著低于施堆肥的稻田(10.16mg/(m~2·h)),说明这3种沼渣作稻田肥料有显著控制甲烷排放量的作用,而且水稻产量也是前者(542.7～459.3千克/亩)高于施化肥(448.0千克/亩)和堆肥(455.1千克/亩)的处理。马粪沼渣处理的稻田甲烷排放量(10.02mg/(m~2·h))不显著高于施化肥(8.81mg/(m~2·h))和不显著低于施堆肥的处理,表现为生长后期排放量较高。此外,观察到一季稻田甲烷排放最高峰值集中在分蘖盛期至拔节期之间,可选作控制稻田甲烷排放总量的关键时期。     

鸡粪沼渣好氧堆肥颗粒尺度下氧气渗透深度表征

利用傅里叶变换显微红外光谱技术对鸡粪沼渣好氧堆肥颗粒尺度下氧气渗透深度进行了量化表征。用于表征鸡粪沼渣颗粒氧气渗透深度的显微红外透射光谱法的光谱采集范围为750~4 000 cm~(-1),光谱分辨率16 cm~(-1),像素点尺寸6.25μm×6.25μm,扫描次数8次。鸡粪沼渣好氧堆肥样品经冷冻干燥处理后,应采用石蜡切片技术制成12μm薄片,选取2 856 cm~(-1)和1 640 cm~(-1)代表脂肪类化合物,1 568 cm~(-1)和3 001 cm~(-1)代表芳香族化合物作为氧气渗透深度边界判定特征波长,且氧气渗透深度终点定义为差分曲线迅速下降处。鸡粪沼渣颗粒氧气渗透深度较小,介于7~20μm范围内动态变化,其符合指数关系式。研究结果表明,采用傅里叶显微红外透射光谱法判定好氧堆肥颗粒氧气渗透深度具有可行性,但应根据不同物料特性,选用适用的方法和技术参数。     

添加剂对猪粪好氧堆肥过程锌和铜形态的影响

以猪粪和秸秆为原料,分别添加干物质质量分数10%的果渣、过磷酸钙和生物炭进行46 d好氧堆肥。研究了添加剂对堆肥过程重金属Zn和Cu形态的影响。结果表明：3种添加剂中果渣和生物炭较快进入高温期,结束时电导率（EC）分别为 4.2、5.4和2.8 mS/cm。相比对照,添加剂处理降低了氮素质量分数损失分别为55.3%、54.4%和58.6%,均具有显著的保氮效果。添加剂处理的DTPA-Zn在总质量中所占比例下降幅度分别为 3.9%、5.8%和5.7%,DTPA-Cu的下降幅度分别为 11.0%、12.0%和12.3%,差异不显著。堆肥前、后,Sposito形态分析表明,各处理的Zn形态均以SP3和SP4为主,达到74.5%~87.4%;Cu形态以SP2和SP4为主,达到69.0%~80.9%。过磷酸钙和生物炭处理SP1形态Zn下降幅度大于果渣。3种添加剂处理SP1形态Cu比例均有所下降,其中过磷酸钙下降最显著。     

微生物及C∕N比对果桑枝条堆肥腐熟的影响

以较大质量堆体（500 kg）为对象,探讨微生物及C/N比对果桑枝条堆肥腐熟效果的影响。以桑枝条和鸡粪为原料,调整堆体的C/N比为20∶1、25∶1和30∶1,分别搅拌4%、4%和6%的微生物,研究微生物及C/N比对桑枝条堆肥腐熟效率及肥力的影响。结果显示,微生物接种量为6%,C/N比为30∶1的1号堆腐熟效率最高、效果最好。在堆肥过程中,保持45℃以上的时间15d,可有效降解难降解的有机物。堆肥结束后,C/N比降至11.73∶1,可溶性腐殖质和总养分的增幅及其含量的积累均最高,发芽指数达到133.91%,T值为0.39。通过分析可知,C/N比是影响桑枝条堆肥腐熟效率的重要因素,适宜的C/N比有利于微生物的分解活动和肥力的增加;增加微生物接种量,能够提高其腐熟效率。      

堆肥过程中水溶性有机物常规荧光与固体表面荧光光谱比较

为研究固体表面荧光表征堆肥有机质结构及物质转化特征的可行性,采集堆肥原样,提取水溶性有机物,分别对两者的含碳量及前者的固体表面荧光和后者的常规荧光光谱进行分析。结果显示：堆肥过程中,水溶性有机物占总堆肥有机物的比例不断下降,第40天降至5.1 g/kg。堆肥进行时,水溶性有机物的发射、激发光谱及同步荧光光谱中的类腐殖质荧光的强度均不断增强,而堆肥原样的激发、发射和同步3种扫描形式的固体表面荧光却不断降低。3种荧光光谱中,堆肥原样和水溶性有机物的同步荧光光谱在常规荧光光谱和固体表面荧光中都出现了类蛋白和类腐     

秸秆沼渣中重金属的安全风险分析

通过对沼渣中重金属进行含量和风险分析,以期达到评价沼渣的农用安全性的目的。研究了不同混合比例的秸秆和牛粪原料中温厌氧发酵过程中,进料类型、物料比例、预处理方式等对沼渣内重金属含量产生的影响。在不同类型的出料沼渣中重金属最高含量为:Cd 0.796 mg·kg-1,Cr 55.4 mg·kg-1,Pb 13.1 mg·kg-1,Hg 2.02mg·kg-1,As 23.8 mg·kg-1。沼渣基本符合我国《城镇垃圾农用控制标准》,但是Cu和Zn含量较高;重金属风险评价显示,沼渣农用存在着金属积累的风险,需处理后再农用。     

以核桃青皮为主要原料的有机肥发酵工艺研究

将核桃青皮通过堆肥化处理是一种良好的林业废弃物循环利用方式,但是核桃青皮含有多种抗菌成分,造成堆肥过程不易启动和控制。实验共设4个堆肥处理,进行堆肥腐熟试验,比较堆肥过程中pH值、含水率、温度的变化、种子发芽率、大肠杆菌菌落数和蛔虫卵的变化。结果表明,实验组A₃(60%的核桃青皮+30%的食用菌渣+10%的草木灰)处理堆肥效果最好,pH值稳定在6.0左右,含水率50%～55%,堆肥温度维持较高,种子发芽指数达93.27%,腐熟程度高。直至堆肥结束,4个处理的蛔虫卵的死亡率为100%,大肠杆菌菌落数都显著降低。     

堆肥过程中低C/N对氮素变化影响的研究

以鸡粪、城市生活垃圾和秸秆为原料,在C/N比分别为15,20和25的情况下进行堆肥,并根据氮素的变化研究在低C/N情况下进行堆肥的可能性。在3个处理中,C/N均降低,C/N25降低明显;总氮浓度降低,C/N15在堆肥结束时总氮浓度最高;NH4 -N浓度在高温期最高,NO3--N在高温期后浓度开始增加;低C/N堆肥初始阶段,C/N越低,堆肥产品速效氮含量越高。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响,并提出合理进气量的加气灌溉方式,设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验,观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况,微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性,且随着进气量的增加改善效果逐渐增强,当进气量为0.9L/min时,土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%;进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育,缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题,促进水稻根系良好生长,利于水稻光合作用的有效性,促进干物质积累,从而提高水稻产量,微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响,推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

金针菇菌渣堆肥生产有机肥的研究北大核心

食用菌菌渣的资源化利用可以减少其对环境造成的污染。堆肥是食用菌菌渣资源化利用的有效方法。本文在微生物强化(M)和自然条件(CK)下对金针菇菌渣进行堆肥,研究堆肥过程中的有机质、电导率(EC),N,P,K及有效N,P,K的变化。结果表明微生物强化堆肥效果优于自然条件的堆肥效果。接种复合菌剂的处理M1(菌剂+猪粪)及M2(菌剂+硫酸铵)可使堆内温度迅速上升至50℃,而CK条件下最高温度只有42°C。经过35 d堆肥,接种菌剂处理的M1和M2的总养分,有机质含量,p H值和外观形态等指标均达到有机肥料的标准(NY525-2002)。从外观形态、发酵温度、持续时间及有机肥养分含量看,M1处理的菌渣腐熟效果最佳,而自然条件堆肥CK的菌渣尚未腐熟。     

免耕与秸秆还田对直播稻产量及水分利用的影响

于2017—2018年连续2年设置了翻耕+秸秆不还田(CT+NS)、翻耕+秸秆还田(CT+S)、免耕+秸秆不还田(NT+NS)、免耕+秸秆还田(NT+S)4种处理,研究免耕与秸秆还田对直播水稻的产量及水分利用的影响.试验结果表明,NT+S下直播水稻的产量为9.08~9.63 t/hm²,与CT+NS和CT+S的差异不具有统计学意义,而较NT+NS显著增加了10.05%~13.36%.与CT+S相比,NT+S的需水量显著下降了5.17%~7.24%,达到555.0~576.7 mm.2年间均以NT+S的水分生产率最高,分别为1.63和1.67 kg/m³,较NT+NS显著增长了12.90%和11.56%.与NT+S相比,CT+S的水分生产率无显著变化;CT+NS的水生产率在2017年显著低于NT+S,而在2018年差异不具有统计学意义.     

沼渣对土壤理化性质和糜子品质的影响

为研究不同比例的沼渣添加量对土壤理化性质和作物糜子品质的影响,笔者考察沼渣用于有机肥的可行性,为以后沼渣的资源利用方面提供参考。文章以内蒙古托克托县野外大田为试验样地,采用鲁如坤所著土壤农业化学分析方法测定土壤理化指标,参照国家食品标准测量作物糜子品质的各项指标。结果表明,添加沼渣后土壤的水分呈现递增的趋势;CH1的速效磷和速效氮变化显著,分别增加了115.37%和28.59%;CH6的有机质增多了51.31%。同时,添加沼渣后作物糜子的品质有明显提升。在生产品质中地上部生长量和地下部生长量提升显著,分别增长了78.78%和87.5%;而在营养品质中CH2中的水分和总糖的含量增长了22.26%和44.81%,CH6的灰分达到108.7%,CH1脂肪增长24.89%,直链淀粉增加18.89%,CH4支链淀粉提升16.37%。添加沼渣后使得土壤肥力增强,同时对提高糜子品质方面效果显著,说明沼渣可用于有机肥,并得出最适糜子生长的沼渣添加量,为今后糜子产量的增幅奠定了基础。     

秸秆还田与氮肥运筹对水稻产量及氮素利用的影响

【目的】明确秸秆还田条件下水稻生产合理的氮肥运筹模式,为实现水稻可持续生产提供技术支撑。【方法】以水稻品种吉粳88为试验材料,采用裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(S0);副区为氮肥运筹处理,在总施纯氮量为200 kg/hm~2下,设置基肥、分蘖肥、穗肥质量比分别为7∶2∶1(N1)、6∶3∶1(N2)、5∶3∶2(N3)、4∶3∶3(N4)4种氮肥运筹比例,以不施氮肥为对照(CK),研究了秸秆还田与氮肥运筹对群体干物质积累量、水稻产量及产量构成因素及氮素利用效率的影响。【结果】秸秆还田结合适宜的氮肥运筹能够有效增加水稻产量。在秸秆还田条件下,随着基肥占总施氮量比例的降低,水稻产量呈现逐渐降低趋势,N1处理下水稻每穗粒数显著提高,增加有效穗数和结实率,提高水稻产量,且其产量最高比秸秆不还田条件下产量最高的N3处理高7.50%。在同一氮肥运筹模式下,秸秆还田处理水稻分蘖至拔节阶段的群体干物质积累量均低于不还田处理,拔节至抽穗阶段的群体干物质积累量均高于不还田处理,而在抽穗至成熟阶段,只有高基肥处理(N1、N2)的阶段干物质积累量高于不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随基肥占总施氮质量比例的降低,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈逐渐降低趋势,N1处理水稻群体干物质积累量最高。秸秆还田处理的平均氮素积累总量高于秸秆不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随着基肥所占总施氮量比例的降低,氮肥利用效率呈逐渐降低趋势,N1处理氮肥表观利用率、农学利用率和偏生产力最高。【结论】在秸秆还田为8.0 t/hm~2条件下,氮肥运筹以基肥、蘖肥、穗肥质量比为7∶2∶1时能够有效增加各时期的干物质积累量,提高氮肥利用率及水稻产量,为最佳氮肥运筹比例。     

添加木醋液和生物炭对堆肥重金属钝化的影响

腐殖质(HS)是有机肥养分质量的重要指标。在堆肥过程中,生物炭和棉秆木醋液的添加会导致堆体内部环境发生变化,但HS的化学性质变化尚不明确。本研究利用火焰原子吸收仪检测了重金属(HMs)(例如Pb、Cr、Cd、Ni)的形态,运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法和三维激发发射矩阵荧光光谱(3D-EEM)方法以多个角度表征HS与HMs的络合物。同时,采用数理统计、相关性分析和冗余分析(Redundancy analyses, RDA)比较了试验组的腐熟指标(温度、pH值)、腐殖化能力(HS、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏酸与富里酸之比(H/F))、官能团等。研究结果显示,木醋液处理能使堆肥腐殖化程度相对较高,且位于波数876～835 cm^-1的峰值明显增强表明芳香结构在不断累积,H/F最终均达到2.3以上。T1处理组生物炭处理的HS含量位于T4和T3处理组之间,H/F最终达到3.67。T1处理组对Cr钝化过程,交换态最终钝化比例至2%。T4处理组在Pb钝化过程中,最终残渣态的比例高达68%。Cd受T4处理组影响较大,最终表现为氧化态分别向交换态、还原态、残渣态转...     

玉米秸秆沼渣土壤保水剂制备与性能表征

以玉米秸秆沼渣为试验原料,采用硝酸-乙醇法提纯、丙烯酸为接枝单体、过硫酸钾为自由基引发剂、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在微波加热条件下,通过接枝聚合反应制备沼渣纤维素土壤保水剂,并对合成产物的吸液倍率、保水性能、红外光谱和表面形态进行表征。结果表明,单体丙烯酸与秸秆沼渣纤维素的质量比为7,中和度为70.0%,引发剂与单体质量比为2.0%,交联剂与单体质量比为0.1%,合成的秸秆纤维素保水剂具有较高的吸水倍率。红外吸收光谱中,沼渣纤维素保水剂在波数1 200 cm~(-1)出现了丙烯酸的C—O伸缩峰,在波数1 350 cm~(-1)附近出现了丙烯酸的O—H弯曲振动区。中和后的—COO-削弱了丙烯酸中的C=O,使C=O的吸收峰在波数1 557.98 cm~(-1)处出现,表明接枝成功。利用玉米秸秆沼渣中的纤维素进行接枝改性制备土壤保水剂,是实现农业废弃物资源化高效利用的一种新方法。     

酿酒废糟厌氧干发酵残渣好氧堆肥工艺研究

酿酒废糟是我国白酒生产过程中产生的固体废弃物,由于其高含水率和高有机质等特点,易于腐败变质而不易保存。为促进酿酒废糟资源化利用,采用厌氧干发酵从废糟中回收生物质能,但过程会产生大量的消化残渣难以利用。该研究以厌氧干发酵过程产生的消化残渣为主料并添加辅料(废糟、成熟堆肥和木屑)调节含水率至60%后进行好氧堆肥,评价将其转化为有机肥或土壤改良剂的可行性。好氧堆肥过程共持续37 d,结果表明,pH值由堆肥初始的微酸性快速转变为碱性,之后逐渐下降至中性;电导率从2.64 mS·cm~(-1)逐渐升高至3.05 mS·cm~(-1);水溶性有机碳在堆肥初始阶段快速下降,腐熟后的堆肥水溶性有机碳浓度仅为2,416.50 mg·kg~(-1)(干重);由于堆肥过程硝化作用的增强和NH_3的挥发,NH~+_4浓度不断下降,NO~-_3浓度逐渐增加,堆肥结束时NH~+_4/NO~-_3为0.247;有机物降解主要发生在堆肥过程的初始阶段,堆肥结束时有机物降解率达到20.82%,C/N降至14.87;成熟堆肥的种子发芽指数高达100.89%。和堆肥成熟度推荐指标相比,酿酒废糟厌氧干发酵残渣好氧堆肥能够在较短的时间内达到腐熟。     

添加矿物质对猪粪好氧堆肥中有机物降解的影响

为了探讨添加矿物材料对猪粪堆肥过程中有机物动态变化的影响,通过好氧堆肥的方式向猪粪和玉米秸秆粉混合物料中添加干质量分数为2.5%的粉煤灰、膨润土和风化煤等矿物质,用化学分析和红外光谱技术相结合的方法,对90 d好氧高温堆肥过程中有机质的动态变化特征进行了研究。结果表明:添加粉煤灰、风化煤或膨润土对猪粪堆肥的堆体温度变化均无明显影响,堆体温度能迅速升至近70℃,并维持在55℃以上超过7 d,达到高温堆肥的温度要求;随着堆肥时间的延长,各处理中总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSC)含量均呈现出逐渐降低最后趋于相对稳定的趋势,但添加粉煤灰、风化煤和膨润土处理,能促进有机质的降解,促进能力依次为粉煤灰、膨润土、风化煤;添加粉煤灰、风化煤和膨润土等矿物质有利于猪粪堆肥的腐殖化过程进行,堆肥过程的雪里蕻种子萌发指数(GI)与WSC显著负相关、GI与胡敏酸的百分比(PHA)和腐殖酸聚合度(DP)显著正相关;红外光谱数据显示,在好氧堆肥过程中,含有—OH、—CH3和—CH2基团的化合物相对减少,而含有—CO、C—O—C、—COO基团和含芳香环类物质的含量逐渐增加,堆肥有机质降解可持续至60 d以后;添加粉煤灰、风化煤和膨润土会影响堆肥初期GI增加,但经过90 d好氧堆肥后,雪里蕻种子的GI均能大于0.5,所有堆肥处理均基本达到腐熟水平。