小麦秸秆与牛粪堆肥最佳模式筛选

为宝鸡市小麦秸秆和牛粪废弃物的高效合理利用提供参考,设计纯牛粪2 m³+腐熟剂20 kg+红糖2 kg(处理1)、纯牛粪2 m³+小麦秸秆200 kg+腐熟剂20 kg+红糖2 kg(处理2)、纯牛粪2 m³+小麦秸秆400 kg+腐熟剂20 kg+红糖2 kg(处理3)、纯牛粪(处理4,CK)4个堆肥处理,考察不同堆肥处理的营养成分变化及发酵速度,找出其堆肥化利用的最佳模式。结果表明：纯牛粪2 m³+小麦秸秆200 kg+腐熟剂20 kg+红糖2 kg的总养分、氮、五氧化二磷含量均最高,分别为5.76%、1.84%、1.40%,容重较低,为354 g/L,其他指标均符合国家标准。利用该模式进行有机肥堆沤,对于改善人居环境,改良土壤、减少化肥和农药施用,促进农业绿色健康发展有重要意义。     

牛粪和农作物秸秆堆肥参数关系研究

堆肥是处理畜禽粪污、农作物秸秆等农业废弃物的传统技术之一,但目前关于堆肥参数之间的关系尚缺乏系统研究。因此,以牛粪为主要堆肥物料,研究了含水率(WC)、碳氮比(C/N)以及农作物秸秆种类对堆肥过程中的堆肥物理化学性质的影响,并对各参数之间的内在关系进行了系统研究。结果表明,N25处理(堆肥物料为牛粪和玉米秸秆,碳氮比为25∶1,含水率为65%)在堆肥初期的有机物降解速率高。N30处理(堆肥物料为牛粪和玉米秸秆,碳氮比为30∶1,含水率为65%)在堆肥初期升温速度快,初期之后更容易保持高温。有机物降解速率(R)与堆肥时间(t)和可挥发有机物(VS)在α=0.01水平上显著相关,与堆肥含水率(WC)、堆体温度(T)、电导率(EC)和有机物降解速率(R_d)在α=0.05水平上显著相关。有机物降解速率与其他参数之间符合公式R=0.533 31t-0.133 08WC-1.763 22VS-16.591 39pH-0.008 03EC+5.409 73R_d+0.533 1T+313.008 4。该研究可为寒区畜禽粪污堆肥进程的判定提供一定的参考。     

芋头秸秆与牛粪高温堆肥的试验研究

通过堆肥培养试验研究了芋头秸秆和牛粪堆肥过程中温度、pH值和营养元素的变化,并与玉米秸秆和牛粪堆肥进行比较,确定芋头秸秆和牛粪堆肥的可行性。结果表明,随着堆肥的进行,芋头秸秆堆肥与玉米秸秆堆肥处理的堆体温度维持在50～60℃以上高温期均超过5～7 d,达到了《粪便无害化卫生标准》(GB7959—1987)的要求;pH值分别达到8.21、8.27,符合腐熟堆肥pH值在8.0～9.0的标准;速效氮含量降低,速效磷和速效钾含量增加,芋头秸秆处理的速效钾含量显著高于玉米秸秆的处理;种子发芽指数随着堆制时间延长而增加,堆制28 d后超过70%。采用芋头秸秆的堆肥处理与采用玉米秸秆的堆肥处理间没有显著差异,芋头秸是一种较好的填充料,可以应用于高温堆肥。     

不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温堆肥的影响

研究了牛粪与玉米秸杆不同配比(体积比)条件下对高温堆肥的影响.结果表明:牛粪与玉米秸秆以3∶7配比效果最佳,堆肥升温快,2 d达到55℃,高温维持时间为16 d,达到了快速腐熟的目的;至堆肥结束时,堆体无恶臭,呈现黑褐色,体积减少量为56%,pH 8.4,总固体溶解量为1 275 mg·L-1,电导率为2.55 ms·...     

添加不同秸秆对牛粪好氧堆肥的影响

规模化养殖已成为现代畜牧业的发展趋势,新疆维吾尔自治区奶牛规模化养殖近年来得到前所未有的发展,但其所带来的污粪利用则成为一个突出问题,以牛粪为主要原料,以生物腐熟剂、四种不同秸秆为添加剂,探究不同来源秸秆添加对牛粪好氧堆肥的影响。结果表明：①堆肥结束时,除对照处理外,其他处理的含水量均达到有机肥腐熟标准中的含水量标准≤20%,且牛粪与苜蓿秸秆混合堆肥处理的含水量首先在第18 d达到标准。②pH的变化趋势为先上升后下降,且所有处理终点堆料均呈弱碱性,pH 在8.0~9.0之间,符合腐熟标准。牛粪与棉花秸秆混合堆肥处理结束时的电导率为3.28 ms/cm,不会对作物生长产生阻碍。③在整个堆肥过程中,就初始和结束时的含量相比而言,除牛粪与苜蓿秸秆混合堆肥处理和对照处理外,其他处理的全氮含量均比初期有所增加;与堆肥初期相比,除牛粪与棉花秸秆混合堆肥处理和对照处理外,其他处理的全磷含量均有所增加;各处理全钾含量均比初期有所增加;堆肥结束时,各处理的速效磷、速效钾含量均比初始时有所增加;而有机质因为矿化和释放养分而降低,但仍符合商品有机肥标准。     

牛粪与秸秆发酵堆肥全部或部分替代草炭的研究

为寻求可全部或部分替代烤烟漂浮育苗基质中的草炭资源,研究牛粪与秸秆不同配比以及添加不同生物菌剂对发酵产物腐熟程度的影响。结果表明,4个处理的有机质含量达55%,胡敏酸含量大于富里酸含量,T值小于0.60,pH 7.09~7.21,可以认为达到腐熟,处理之间无显著差异。发酵腐熟的关键在于选择物料,调节碳氮比(C/N)在30~35之间,水分前期控制在60%左右,中后期控制在35%~50%,通过翻堆调节通气性。     

玉米秸秆与牛粪袋装堆肥的发酵技术研究

为探索袋装堆肥发酵的最佳技术参数,选用玉米秸秆与牛粪为材料,以C/N、发酵菌剂和含水量3因素进行正交试验。结果表明:1)综合考察各项指标,以C/N为35～40∶1、VT-1000为发酵菌剂和含水量为55%～65%的组合(A3B2D3)对玉米秸秆与牛粪袋装堆肥发酵的效果最佳。2)堆肥发酵结束后的有机质含量略有下降,但全磷和全钾含量均有所上升,堆肥毒性降低,腐熟度达到要求。结论:对秸秆与牛粪等废弃物采用袋装堆肥发酵能达到无害化处理的目的,实现废弃物的资源化利用。     

利用蚯蚓对不同配比牛粪和玉米秸秆堆肥效果的影响

通过蚯蚓辅助堆肥,探索其对不同配比的牛粪、玉米秸秆堆肥效果的影响。采用F0 (C/N=19.57)、 F1 (C/N=24)、 F2(C/N=28)、 F3 (C/N=32) 4个处理,进行15d高温堆肥处理,再接种蚯蚓,进行45d的蚯蚓辅助堆肥,研究蚯蚓堆肥过程中有机质、 TN、 TP、 TK、大肠杆菌、重金属和发芽率等指标的变化。结果表明：蚯蚓堆肥对F0、 F3作用比较明显,但堆肥时间较长,F1快速充分,F2有机质和TN、 TP、 TK含量较高。     

牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对麦玉轮作系统耕层土壤全量养分的影响

连续2 a(2018—2019、2019—2020)以单施化肥(CK-F)为对照,研究牛粪秸秆堆肥6 000(M1-20%F)、9 000(M2-20%F)kg/hm²施用量下,小麦、玉米两季替代20%全量化肥对土壤全量养分的影响。结果表明,小麦-玉米轮作第1年,M1-20%F、M2-20%F处理小麦分别增产0.52%、13.90%,玉米分别增产17.65%、50.28%。轮作第2年,替代处理小麦产量略有下降;M1-20%F处理玉米产量略有下降,M2-20%F处理玉米增产8.21%。替代处理耕层土壤全氮、全磷含量均高于对照,其中M2-20%F处理在玉米成熟期增加趋势明显;土壤全钾含量有增加趋势;土壤有机质含量在玉米季成熟期总体上增加,在小麦第1季成熟期增加,第2季成熟期略有下降。与各处理当季播种时耕层养分含量相比,所有处理耕层土壤全氮含量小麦第1季成熟期均减少,第2季均增加;M1-20%F处理玉米季全氮含量减少,M2-20%F处理增加。耕层土壤全磷、全钾、有机质含量小麦第1季成熟期增加,第2季减少;玉米第2季成熟期土壤养分含量均增加。轮作第1年,与各处理对应轮作系...     

秸秆和Eh对稻田土壤溶解性有机质组成及金属释放的影响

为探究秸秆添加对氧化还原条件变化下稻田土壤重金属释放的影响,本文选取典型重金属污染稻田土壤,通过微宇宙试验结合三维荧光光谱等手段,分析了土壤溶液化学性质、溶解性有机质（DOM）、金属释放之间的动态关系。结果表明：添加秸秆增加了厌氧期Fe、Mn、As、Cd等金属的释放,同时影响了DOM组成。土壤DOM中类蛋白（C3）含量在培养期总体降低（P<0.05）;类腐殖质含量呈现厌氧期上升、好氧期下降的趋势。结构方程模型（SEM）分析显示,Eh的变化与Mn和As的溶出显著负相关（路径系数分别为-0.662和-0.528,P<0.01）,同时,Eh还通过影响土壤类腐植酸C2（路径系数-0.816,P<0.01）控制As的释放（路径系数0.244,P<0.05）。因此,稻田土壤干湿交替造成的Eh变化和秸秆还田措施不仅可直接影响重金属的溶出,也可通过DOM含量和组成进一步控制其释放。     

接种复合菌剂对牛粪堆肥发酵的影响

研究了接种复合菌剂对牛粪堆肥发酵的影响。结果表明,在含12%木屑的堆肥中添加复合菌剂与否并不影响其发酵;在含6%木屑的堆肥中添加复合菌剂能使堆肥迅速升温发酵;在不添加木屑的堆肥中添加复合菌剂也无明显作用。因此,接种复合菌剂能促进含6%木屑牛粪堆肥的发酵,并可减少辅料用量,降低畜禽粪便处理成本。     

微生物菌剂对牛粪堆肥中酶活性的影响

【目的】明确牛粪堆肥接种菌剂后在高温好氧堆肥过程中几种酶活性的动态变化,通过酶学角度揭示高温好氧堆肥的生物化学机理,为堆肥腐熟综合评价指标体系及腐熟阈值的制定提供科学依据.【方法】以牛粪为堆肥原料,通过接种两种微生物菌剂处理,分析高温堆肥堆体温度与酶活性的变化特征.【结果】接种菌剂有效地增加了堆肥温度,延长了高温期,且使脲酶、纤维素酶、蛋白酶活性水平与峰值得到明显提高.堆肥过程中过氧化氢酶与脲酶活性变化基本一致,后期高于前中期.多酚氧化酶活性呈不断下降并逐步稳定的趋势.堆肥前期纤维素酶出现峰值,不接种菌剂的处理(CK)蛋白酶活性中后期稳定升高.【结论】接种菌剂纤维素酶活性与堆肥温度呈极显著负相关性(P0.01);多酚氧化酶两者则呈显著正相关性(P0.05).接种菌剂2对过氧化氢酶、脲酶活性与堆体温度于不同阶段表现出显著(或极显著)相关性.CK的蛋白酶活性与堆体温度有极显著负相关性(P0.01),表明酶活性大小可作为牛粪堆肥过程中腐熟程度的生化评定指标.     

玉米秸秆添加畜禽粪便田间条带堆腐对黑土活性有机碳的影响

为明确秸秆田间条带堆腐在农业生产中推广应用的可能性,以吉林省范家屯农业科技示范园黑土为研究对象,探讨秸秆添加不同畜禽粪便田间条带堆腐还田对土壤活性有机碳的影响。以玉米秸秆为供试材料,进行田间堆腐试验,设置本地秸秆覆盖还田(即对照,CK)、秸秆条带堆腐无畜禽粪便(ST)、秸秆条带堆腐+腐熟猪粪(STP)、秸秆条带堆腐+腐熟鸡粪(STC)4个处理。通过测定土壤有机碳(SOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤易氧化有机碳(EOC),综合分析土壤活性有机碳的含量和碳库管理指数(CPMI)。结果表明:秸秆条带堆腐还田各处理土壤SOC、MBC、EOC、DOC含量均高于CK处理,其中秸秆条带还田添加畜禽粪便处理更为显著,各活性碳组分含量较CK处理呈升高趋势。相关性分析表明田间条带堆腐土壤SOC、DOC、EOC、CPMI间呈现显著或极显著正相关,与氧化稳定系数(Kos)显著或极显著负相关。玉米秸秆条带堆腐还田有效增加土壤SOC、MBC、DOC、EOC含量,秸秆添加不同畜禽粪便处理中鸡粪更显著增加土壤有机碳和土壤活性有机碳含量,增加CPMI,降低Kos,对改善黑土碳库质量有着积极的作用。     

添加羊、兔粪及稻草对猪粪堆肥腐熟进程的影响

为研究添加不同辅料对猪粪堆肥腐熟进程的影响,以猪粪为主要原料,羊粪(含3%玉米秸秆残渣)、兔粪及稻草为辅料,设定单一猪粪(CK)、70%猪粪+30%稻草(A)、85%猪粪+15%兔粪(B)、85%猪粪+15%羊粪(C)、70%猪粪+30%兔粪(D)、70%猪粪+30%羊粪(E)共6个处理进行堆肥,初始含水量均调节至65%,在室外覆膜堆肥,每隔2～5 d翻堆1次,共堆肥60 d。堆肥过程中,定期检测堆肥温度、有机质含量、pH、水分含量、铵态氮含量、硝态氮含量、粗灰分含量变化以及发芽率指数等参数,评价堆肥腐熟程度。结果表明:这6个处理高温(50℃以上)期持续的天数分别为2 d、17 d、8 d、10 d、8 d、11 d,水分损失量分别为19.23%、33.08%、24.92%、27.38%、28.00%、29.85%,有机质含量降幅分别为21.52%、38.53%、27.29%、31.55%、35.05%、36.22%,有机碳损失率分别为44.22%、67.54%、54.19%、57.24%、61.25%、62.63%,氮损失率分别为35.54%、32.86%、37.62%、40.81%、44.98%、44.58%,铵态氮含量最终分别为2.11 g/kg、0.35 g/kg、1.06 g/kg、0.48 g/kg、0.76 g/kg、0.32 g/kg,试验结束时的腐热度指数(GI)值分别为42.64%、69.50%、56.74%、58.67%、60.78%、64.70%。根据GI值结果,除单一猪粪处理(CK)外,其他处理均完全腐熟。由此可见,添加羊、兔粪及稻草能显著促进猪粪腐熟,其中70%猪粪+30%稻草处理的腐熟效果最好,添加羊粪的效果要优于兔粪,且添加30%比例的效果要优于添加15%比例。     

秸秆还田与有机肥对黑土区土壤团聚性的影响

土地长期处于过度开垦状态,化肥大量施用,使土壤肥力下降,有机碳含量下降,作物产量降低。通过两组试验,1组施用有机肥,另1组秸秆全量还田,2组均以单施化肥处理(CK)作为对照。结果表明,秸秆还田和施用有机肥可增加黑土5 mm粒径大团聚体含量,有效缓解土壤大团聚体减少;有机肥和秸秆还田处理下机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和水稳性团聚体MWD均高于CK;施用有机肥和秸秆还田显著提高土壤有机碳含量SOC,增幅2.4%～40.8%;施用有机肥和秸秆还田可有效提高作物产量,秸秆还田平均增产17.09%,施用有机肥平均增产23.41%。     

水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程的影响

通过预处理技术打破秸秆中的木质纤维素复杂结构,能够有效加速秸秆的分解过程。为了探讨不同秸秆预处理方法对秸秆与畜禽粪便混合堆肥效率的影响,通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2,C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。运用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对预处理前后的水稻秸秆进行了分析,并通过比较不同处理堆肥过程中温度、p H、水溶性铵态氮/水溶性硝态氮(NH+4-N/NO-3-N)、电导率(EC)、T值[(C/N)终点/(C/N)起点]和种子发芽率(GI)的变化来研究不同预处理方法对堆肥腐熟过程的影响,通过对比堆肥产物总养分含量来进一步确定最优的秸秆预处理方式。结果显示,秸秆腐熟剂预处理能够有效破坏水稻秸秆细胞壁和复杂的纤维结构,使其内部组织暴露、出现大量的孔隙和微孔道。氢氧化钙预处理也能对水稻秸秆结构产生破坏,但其内部组织暴露较少,几乎没有微孔;秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理,其破坏性强于氢氧化钙处理,且处理时间越长效果越好。相比对照,秸秆腐熟剂处理后能够缩短堆肥高温期8~13 d。堆肥结束后,所有秸秆预处理的堆体p H均降至8.5以下;B1、B2、C2的NH+4-N/NO-3-N小于0.5,符合腐熟评价标准,但CK和C1未达到腐熟标准;除B2外各处理T值均低于0.6,所有处理的GI均在堆肥第28 d达到50%。秸秆预处理后的堆体总养分含量均高于CK(CK、B1、B2、C1、C2的总养分分别为11.09%、11.49%、13.29%、11.75%、11.37%),其中B2总养分含量显著高于其他处理。总体来看,秸秆预处理可以加快堆体的腐熟过程,提高堆肥产物质量,其中采用秸秆腐熟剂预处理20 d的效果最为明显。     

添加麦秸对鸡粪堆肥过程中氮素减排及细菌群落的影响

好氧堆肥是实现鸡粪资源化利用最主要的技术手段,然而在堆肥过程中氮素损失较为严重,既降低肥效又引起严重的污染。本文以纯鸡粪堆肥为对照,利用麦秸将鸡粪堆肥的C/N调节至15,分析了堆肥过程材料中理化性质、氮素转化和微生物群落变化,探讨了减少堆肥氮素损失的技术与机理。结果显示,加入麦秸后堆肥高温持续时间达到23 d,比对照延长了9 d,pH较对照组明显降低,氮素损失降低了39.67%。硝态氮含量达到281.99 mg·kg^-1,比对照增加了68.75%。微生物群落趋于稳定,具有硝化功能的细菌o＿＿Staphylococcales、o＿＿Brachybacterium、f＿＿Staphylococcaceae、g＿＿Staphylococcus、g＿＿Salinicoccus相对丰度比对照分别增加了88.45%、96.39%、88.45%、96.08%、79.20%,有利于堆体氮素保留和转化。试验结果表明,加入麦秸秆之后影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,增加了具有硝化功能的细菌丰度,从而减少了堆体氮素的损失。     

有机肥及秸秆对设施菜田次生盐渍化土壤修复效果研究

通过盆栽试验,系统研究了不同有机肥用量及秸秆用量对设施栽培次生盐渍化土壤的修复效果及对油菜生物量的影响。结果表明:与对照组土壤相比,有机肥和秸秆的5个处理均能显著降低土壤可溶性盐分;不同有机肥处理后土壤盐分呈先下降后上升的趋势,而不同秸秆处理后土壤盐分随秸秆用量的增加而降低;不同有机肥与秸秆处理均能显著增加油菜的生物量,油菜的生物量随有机肥及秸秆用量的增加呈先上升后下降的趋势;在油菜增产方面,有机肥明显优于秸秆。有机肥及秸秆能有效改良次生盐渍化土壤,是延长设施土壤使用年限,促进设施农业可持续发展的有效途径。     

砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应

土壤水溶性有机物（DOM）是土壤有机碳动态变化的敏感指标,为了探究砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应特征,为砂姜黑土区土壤培肥和土壤有机质提升提供科学依据。基于砂姜黑土区麦玉轮作制度下的3年田间定位试验（2018—2021年）,田间试验设置不施肥（CK）,单施秸秆（S）、推荐施肥（F）、秸秆+推荐施肥（SF）4个处理,采用常规测定以及光谱学分析方法,对水溶性有机碳含量及其组分的变化进行分析。结果表明,施肥处理土壤溶解性有机碳（DOC）、溶解性总氮（TDN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较对照或单施秸秆均显著提高（P < 0.05）;SF处理DOC含量显著高于F处理（P < 0.05）,增加18.9%;而TDN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量显著低于F处理（P < 0.05）,分别降低55.0%、64.1%和51.3%。通过紫外-可见、三维荧光和红外光谱分析表明,秸秆还田和施肥不同程度上提升了土壤DOM中类腐殖质物质含量,使结构相对简单的类蛋白质物质含量减少,类腐殖质物质占比依次为SF（59.6%）> S（57.5%）> F（55.9%）> CK（55.1%）,类蛋白质物质占比依次为CK（44.9%）> F（44.1%）> S（42.5%）> SF（40.4%）,其中以秸秆配施化肥效果最明显,且其DOM中类腐殖质物质结构趋于复杂化。