不同填料对城市污泥堆肥堆体温度动态变化影响

以稻草、木屑、树叶为填料,采用人工翻堆堆肥工艺,研究了4种填料组合下城市污泥堆肥过程中的温度变化及层次差异.结果表明,与填料的木质素含量有关,填料木质素含量低,堆体温度升高快,最高温度较高.堆肥过程中堆体各层次的温度均为中层高于上层和下层,堆肥初期,堆体上层温度低于下层,随后则高于下层,堆肥腐熟时3层温度趋于一致.以稻草等木质素含量低的物质作填料,堆体上层温度升高快,各层次最高温到达时间差异小,最高温相差大.     

基于Fluent流场模拟的立式好氧堆肥反应器设计及试验验证

针对好氧堆肥反应器搅拌不均造成的堆肥过程中堆体空间腐熟度进程不一致等问题,设计了有效容积为1 m³、内设 3 层桨式搅拌装置的立式好氧堆肥反应器,以香菇菌渣与鲜鸡粪湿重比 4∶1 混合为堆肥物料,利用Fluent 对搅拌装置进行流场模拟分析和试验验证。结果表明,堆肥物料在流场中做上下循环运动,物料混合均匀;中层堆体温度最先达到高温期 55 ℃以上,其次为上层堆体、下层堆体,高温期持续时间满足 GB7959—2012;O₂含量介于 13.1 % ～ 20.02 %,堆体处于好氧状态;上、下层堆体生菜种子发芽指数较中层堆体先达到 80 %,堆肥结束时上、中、下层堆体的种子发芽指数分别为 112.03 %、112.03 % 和 109.46 %,完全腐熟;3 层堆体的温度、O₂含量和种子发芽指数均无显著差异（P > 0.05）,与数值模拟结果一致。     

不同C/N污泥堆肥温度的空间变化特征

【目的】为污泥堆肥工业化处理提供参考。【方法】以杨凌城市污水处理厂污泥为原料,以锯末为调理剂,研究起始C/N分别为25和7.13的2种污泥在堆肥化处理过程中,堆体温度的空间变化特征。【结果】在同一起始C/N堆料内,堆体上、下层温度呈同时升高、同时降低的变化趋势;不同起始C/N堆体温度的波动变化、达到最高温度的时间、高温持续时间、进入低温腐熟期的时间及下层堆体所能达到的温度范围均不同。不同起始C/N堆料在3个发酵时期(升温期、高温期、降温期)中的温度变化存在差异,在C/N为25的堆料中,高温区分布均呈凹型,分布区域随堆肥时间的延长向上推移,最凹点由升温期时距发酵仓底0.47 m处提升到降温期时的0.66 m处;鼓风近点温度比鼓风水平远点的温度高1~4℃;在C/N为7.13的堆料中,3个发酵时期中的高温区域分布形状不同:升温期的高温区呈倾斜的凸型分布,高温期发酵仓不同部位均处于高温状态,降温期的高温区呈凹型分布,最凹点在距发酵仓底0.50 m处。【结论】在强制通风静态垛发酵仓中,2种不同起始C/N污泥堆体温度空间分布及变化存在明显差异。     

污泥堆肥过程中生物酶活性与理化因子关系分析

以污泥和稻草为原料,采用强制通风静态好氧系统与人工翻堆相结合的模式进行堆肥,测定堆肥过程各阶段纤维素酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶的活性和pH值、全氮、氨态氮、硝态氮、全磷、速效磷、有机质的含量,并进行了相关分析和主成分分析.结果表明,堆体内不同高度的温度有着不同的变化趋势,堆肥初始阶段,堆体中层温度高于上层温度,随后上层温度逐渐高于中层温度.经过40 d的堆肥化处理,堆肥产品达到腐熟标准,生物酶活性与堆肥理化因子呈现较好的相关性,说明生物酶活性可以表征堆肥肥力状况,生物酶活性还可以用来指示堆肥碳、氮、磷素转化情况,主成分分析显示脲酶、酸性、碱性和中性磷酸酶4类酶的活性在评价堆肥肥力中起主要作用.因此,生物酶活性可以作为堆肥肥力指标.     

兔粪高温堆肥的控制参数及发酵机制研究

[目的]为兔粪堆肥过程中的辅料选择、配方设计及工艺优化等提供科学依据。[方法]以兔粪、稻草和食用菌渣为原料,采用人工翻堆的方式进行高温堆肥,研究兔粪堆制过程中理化参数的变化规律及高温发酵机制。[结果]经过35 d的堆腐,堆体含水率、总有机碳含量和C/N逐渐下降,全氮含量逐渐升高,堆体进入腐熟阶段;从试验组取部分堆肥加入5%面粉后堆体温度逐渐升高,进入2次发酵,堆体pH值先逐渐下降后又逐渐回升,其总有机碳和全氮含量及C/N变化不明显。[结论]水溶性速效碳源是堆肥后期微生物繁殖的限制因子,适时提供水溶性速效碳源可加速物料腐熟。     

碳氮比对鸡粪堆肥中土霉素降解和堆肥参数的影响

【目的】分析不同C/N处理下土霉素在鸡粪堆肥中的降解及其对堆肥理化性质的影响,以期阐明不同C/N处理对土霉素降解及堆肥腐熟度的影响。【方法】以鸡粪和小麦秸秆为原料,采用室内好氧堆肥法,研究鸡粪好氧堆肥过程中,不同C/N处理（T1：C/N=21.6、T2：C/N=25.5和T3：C/N=32.8）对鸡粪堆肥中土霉素的降解及堆体温度、pH、发芽指数等指标的影响。【结果】（1）C/N对鸡粪堆肥过程中土霉素的降解影响显著。整个堆肥期内,不同处理土霉素的降解速率大小顺序为T2＞T3＞T1。土霉素在各处理堆体中的降解均符合一级动力学方程,其相关系数介于0.9431—0.9967。（2）土霉素存在条件下,堆肥初始C/N对堆体温度是有影响的。C/N高的处理较C/N低的处理堆体温度上升速率快, 达到最高温所需的时间也较短,最高温也较高。（3）C/N对土霉素存在下鸡粪堆肥堆体可溶性氮含量影响显著。如堆肥结束时T1、T2和T3处理堆体NO3--N与堆肥初始相比分别升高78.50%、62.37%和59.34%。（4）高C/N处理在一定程度上可以显著降低堆肥浸提液的生物毒性。如堆肥结束时C/N为25.5和32.8的处理GI＞80%。【结论】对含有土霉素的鸡粪进行堆肥,较高的初始C/N（25.5-32.8）能够有效地促进鸡粪中土霉素的降解和鸡粪的腐熟。     

基于高效稻秆降解复合菌系LZF-12强化堆肥效应研究

以秸秆和鸡粪为主要原料,将预处理过的稻草秸秆和新鲜鸡粪按体积比1??1的比例人工混合均匀,调节原料C/N为26,保持其含水量在65%。常温下以稻秆降解复合菌系LZF-12为强化菌株进行定向接种,以堆肥量(重量比)的0.2%进行接种,不接菌组设置为空白对照,堆体体积为3.0 m×1.5 m×2.0 m,堆制42 d进行秸秆鸡粪组合堆肥效应研究。结果表明,微生物菌剂LZF-12能够加速堆体总碳和总氮的转化速度,明显加速堆体升温,缩短堆体达到高温所需时间,接入复合菌系LZF-12堆体达到50℃时间比对照组提前6 d;处理组堆体中纤维素含量减少的速度和幅度明显大于对照组,而木质素的含量在两组堆体中减小变化幅度很小,差异性不大。堆肥结束,处理组的纤维素和半纤维素含量分别降解60.8%和73.4%,明显高于不接菌的对照组;衡量堆体腐熟指标GI数值显示,对照组和处理组的GI分别为84%和94%,达到腐熟标准。     

木薯渣堆肥的生物酶活性与有机组分降解的关系

木薯渣堆肥过程中,起始物料采用接种微生物菌剂与人工翻堆相结合的模式进行堆肥,经过多种生物和生物化学过程而被转化。通过两个实验处理测定了堆肥过程各阶段温度,纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶的活性和淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、NH+4-N、NO-3-N的含量,并进行了相关性分析。结果表明,接种菌剂可使堆体快速升温,且提高堆肥过程中的最高温度,延长了高温期的持续时间,达到堆肥无害化处理的目的;纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶活性的最高值出现在堆肥的高温期。生物酶活性与堆肥有机组分的含量呈显著负相关,说明生物酶活性可以表征木薯渣堆肥中有机组分降解的状况,指示木薯渣堆肥的发酵腐熟进程。     

添加木质素降解菌对堆肥中酶活性的影响

以奶牛粪便和稻草为堆腐材料,采用静态好氧堆肥的方式研究接种木质素降解菌对堆肥过程中的温度、pH等理化性质以及木质素降解酶活性动态变化的特征,从生物酶学角度考察人工接入外源菌剂对堆肥的影响。结果表明,接菌后的堆肥处理较CK早2 d进入高温期,并且维持时间多于CK 12 d。发酵前8 d pH值的上升幅度大且高于CK,而且接种处理比对照的C/N提前5 d达到20∶1,提早达到腐熟指标,加快堆肥腐熟化进程。堆肥中酶活分析结果表明,加入菌剂后,β-葡萄糖苷水解酶在堆置第6 d达到第一个峰值14.7μmol,较CK早6 d;羧甲基纤维素钠酶在第12 d达到峰值3 270 U,同比CK高出1 220 U;漆酶酶活峰值高达93.5U,而CK峰值只有82.8 U;锰过氧化物酶进入高温期后酶活最高为75.25 U,CK最高为54.8 U。由此可见,加入微生物菌剂后可使相关酶活性提高并提高堆体温度,加快堆肥腐熟,加速堆料中各种有机质的降解,提高微生物对底物的利用,从而提高好氧堆肥的效率。     

香蕉茎秆与鸡粪混合堆肥效果的探讨

利用香蕉茎秆与鸡粪为底料进行了C/N分别为15.2、21.5、25.5、31.8、41.5的堆肥对比试验,定量化研究了堆肥过程中堆体的温度冰分、pH和EC、全碳、全氮及C/N、养分有效含量随时间的变化规律.结果表明,堆体初始C/N在20～40范嗣内,均能成功地进行好氧堆肥.当C/N低于15.2时,堆体温度上升快,但高温持续时间短,pH高,水溶性盐分的含量高,有机质和总养分含量较低,而且由于加入鸡粪太多,增加了堆肥的成本;当C/N大于41.5时,堆体温度上升慢,进入高温期所需时间长,堆体含水率过高.综合考虑各方面因素,堆肥初始C/N控制在20～30为宜,以25.5为最佳;腐熟期为27 d左右,对应适宜的C/N判断值为18.     

板栗产区废弃物堆肥特性及腐熟度评价

利用农林废弃物进行堆肥,是减少环境污染、实现资源循环利用的有效途径之一。以北京市怀柔区板栗落叶、栗蓬、玉米秸秆、牛粪为原料,设置7种不同配比（A、B、C、D、E、F、G）,采用有效微生物群（EM）技术,于2008年秋末进行堆肥试验。通过对堆肥过程中堆体的温度、含水率、pH值、NH+4 N、NO-3 N、C/N的测定,研究了不同配比对堆肥腐熟度的影响。同时,采用白菜种子发芽指数（GI）评价了堆肥的腐熟度和生理毒性。结果表明:①堆肥过程中,不同配比堆体的温度、NH+4 N和C/N的变化趋势十分相似,均在前14 d 处于升高状态,之后逐渐下降;处理E（V(板栗落叶)∶V(栗蓬)∶V(玉米秸秆)∶V(牛粪)=20∶20∶20∶40）最高温度高于其他6种,达到62℃;GI与NO-3 N始终处于上升趋势;含水率一直在下降;pH基本维持在8～9之间。②GI与NO-3 N和pH值呈正相关,而与NH+4 N和C/N呈负相关;GI与NH+4 N的相关性极显著,达到-0.799 6。③在北京怀柔地区,处理E为最佳堆肥配比组合,其堆肥腐熟效率高,约为42 d。      

氮源对松乳菇生长及氮吸收和硝酸还原酶活性影响

在供应氨态氮(NH4 -N)和硝态氮(NO3--N)的条件下,试验研究松乳菇(Lactarius delicious)3个株系(Ld-1,Ld-2,Ld-3)的生长、氮吸收和硝酸还原酶(NR)活性。结果表明,供应NO3--N和供应NH4 -N相比,前者使外生菌根的生长量显著增加,NR活性显著提高,但菌丝含氮量显著降低。此外,供应NO3--N,Ld-1和Ld-3的吸氮量显著高于供应NH4 -N;Ld-2则相反。说明松乳菇均能够吸收利用NH4 -N和NO3--N,土壤中的NO3--N适宜松乳菇生长,也可能有益于它们感染寄主植物形成外生菌根。     

不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响

为了解不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响,分别选择木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆作为调理剂,与秸秆沼渣以1∶5(以鲜质量计)的比例均匀混合,进行30 d的好氧堆肥,研究加入不同调理剂后,沼渣堆肥过程中物理、化学、生物学性质的变化。结果表明,木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆均可作为秸秆沼渣堆肥的调理剂促进堆体快速升温,且可达到无害化要求。秸秆处理可延长高温(≥55 ℃)持续时间,好于木屑处理,但木屑处理可降低堆肥体系中可溶性盐的含量。以大豆秸秆为调理剂,可提高堆体温度,最高可达到68 ℃,可提高多酚氧化酶活性,促进腐殖质的形成。以水稻秸秆作为调理剂时,可降低堆肥体系的pH值,提高NO3--N含量和纤维素酶活性,利于纤维素的降解。以大豆秸秆和水稻秸秆作为调理剂时,两者的堆肥产品可促进种子根的生长,种子发芽指数分别达到137.06%和138.26%,提高了堆肥的品质。     

宁夏银南灌区稻田控制排水条件下氮素淋失的研究

为探讨不同排水条件下稻田中氮素的迁移、转化规律,通过大田试验,对宁夏银南灌区稻田土壤中氮素的淋失情况进行了研究。结果表明,排水量越大,NH4+-N下移深度越大;在下渗水流的驱动下,NO3--N的下移深度明显大于NH4+-N;不同排水处理中,土壤剖面NH4+-N浓度呈现随深度增加逐渐降低的趋势,NO3--N浓度在地面以下100 cm内随深度增加逐渐升高,超过100 cm之后逐渐降低;每次施肥后,不同处理的排水中NO3--N和NH4+-N浓度均表现出短期内迅速上升,以后又逐渐下降的趋势;氮素的淋失主要发生在拔节期以前,在此期间,应加强水肥管理,以减少氮素淋失。     

榕风对西番莲果渣高温堆肥过程中氮变化的影响*

 研究了在西番莲果渣高温堆肥体系中,接种榕风和添加牛粪对西番莲果渣高温堆肥过程中温度、全氮（T-N）、水溶性NH^-₄-N和水溶性NO^-₃-N随时间变化规律的影响。结果表明,西番莲果渣单独堆肥,升温慢,高温分解阶段时间短,全氮（T-N）损失大,NH⁺₄-N向NO^-₃-N转化量少,不宜单独堆肥;在西番莲果渣中加入牛粪和榕风能缩短进入高温分解阶段的时间、增加高温分解持续时间,减少全氮（T-N）的损失,促进NH^-₄-N向NO^-₃-N的转化,加快西番莲果渣堆肥化进程,提高堆肥产品的品质。     

介质pH和氮形态对玉米苗期根系发育的影响

在介质pH 4.0和6.0条件下研究铵态氮(NH4 -N)和硝态氮(NO3--N)对玉米苗期根系形态及解剖结构的影响。结果表明:介质pH和氮形态均可对玉米苗期根系形态及解剖结构产生影响;以NH4 -N为惟一氮源时,低pH明显抑制玉米侧根的发生,但对根系伸长的抑制并不明显;以NO3--N为单一氮源时,无论是低pH还是近中性条件,对侧根的发生和根系的伸长影响均不明显;以NH4 -N或NO3--N作为氮源,低pH均有利于中柱成熟,在根中央形成大的导管。     

江西鹰潭典型丘陵农业区氮湿沉降的动态变化

于2003-02~2004-01,采用自动降雨收集器结合室内化学分析方法,研究了江西鹰潭红壤丘陵农业区降水中NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化,并与同期欧洲EM EP和美国NADP监测降水中的NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化进行了比较。结果发现,本研究区域降水中不同月份的NH+4-N,NO-3-N含量及沉降量均变异较大,各形态氮含量和沉降量的极值出现的月份基本同步,表现为春、冬季较高,夏、秋季较低;研究区域NH+4-N,NO-3-N和无机氮的平均含量分别为0.63,0.43和1.06 m g/L,分别是同期欧洲降水中对应形态氮平均含量的1.5,1.1和1.3倍,是同期美国降水中对应形态氮平均含量的2.7,2.0和2.4倍;低于同期欧洲降水中对应形态氮含量的最大值,与同期美国降水中对应形态氮含量的最大值相当;降水中NH+4-N,NO-3-N和无机氮的年沉降量分别为7.15,4.85和12.00 kg/hm2,降水中无机氮的年沉降量低于同期欧洲的最大值,与同期美国的最大值相当,但远高于两区域的平均值;降水中NH+4-N沉降量占无机氮沉降量的比例为60%,高于同期欧洲和美国的平均水平(52.2%和49.6%)。本研究结果表明,江西鹰潭红壤丘陵农业区氮湿沉降量较大,其对土壤、植被以及水体等的影响应引起关注。     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm~(-2))和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响.结果表明,稻田渗漏液中NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度在施肥后第3 d达到最大、随后降低,在施氮后的第7 d,分别降为峰值的5.6%～16.9%、13.8%～22.5%、22.5%～34.5%.施氮水平处于0～240 kgN·hm~(-2)时,水稻产量、氮素积累总量(total N accumulation,TNA)和稻田渗漏液NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平(240 kg N·hm~(-2))下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6.2%和16.4%,稻田渗漏液NO_3~--N及总N浓度分别降低8.9%和4.8%.而对NH~+_4-N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮'素吸收,减少氮素渗漏损失.     

硝酸还原酶抑制剂和NH+4对不同基因型水稻苗期NO-3吸收的影响

在不同培养方式(水培和土培)下，选择4种不同基因型水稻(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、杂交粳稻)，研究其苗期NH4^ 及硝酸还原酶抑制剂对NO3^-吸收的影响。结果表明：土培条件下，NH4^ 对NO3^-吸收的抑制主要表现在粳稻上，对杂交粳稻的抑制尤为明显；硝酸还原酶抑制剂对粳稻NO3^-吸收的抑制程度大于其对籼稻的抑制。水培条件下，NH4^ 能较大程度地降低杂交粳稻对N3^-的吸收；在硝酸还原酶活性(NRA)受抑制后，对杂交粳稻NO3^-吸收的影响却很小，说明NH4^ 对NO3^-吸收的影响并非完全通过影响硝酸还原酶的活性来完成。     

碳氮比对猪粪堆肥腐熟度的影响

为提高畜禽粪便堆肥的效果,以猪粪为基质,锯末与秸秆为调理辅料,研究堆肥材料初始C/N为19~33∶1时不同堆制时间与腐熟度有关的温度、pH、种子发芽率和堆体C/N变化等指标。结果表明:堆肥温度以锯末为调理辅料的效果优于秸秆,但均符合《粪便无害化卫生标准》(GB 7959—2012)要求;堆料较为适宜的C/N为(23~27)∶1。堆肥过程结束时(22d)pH均维持在8.0~9.0,培养的种子发芽率锯末组高于秸秆组,锯末堆肥初始C/N为(24~28)∶1时的腐熟度比较高,种子发芽率≥90%;秸秆堆肥以初始C/N为25∶1时发芽率最高,达88%。以猪粪为基质添加锯末初始C/N不宜超过30∶1,添加秸秆初始C/N不宜超过29∶1。