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。     

鸡粪沼渣联合好氧堆肥基质降解与气体排放研究

利用好氧堆肥反应器系统开展鸡粪沼渣联合好氧堆肥试验,进行物理、化学、生物学指标和甲烷(CH_4)、氨气(NH_3)及氧化亚氮(N_2O)等排放气体的多元动态表征,并开展主要排放气体与堆体氧浓度和温度相关性分析。研究结果表明,通过合理物料配比、适度供氧的联合好氧堆肥可更有效地实现鸡粪沼渣安全、优质资源化利用。鸡粪沼渣联合好氧堆肥过程中,物理、化学、生物学指标动态变化具有良好的动态对应关系,纤维素类物质的降解主要集中在反应中后期。堆肥过程中CH_4与堆体氧浓度和温度均呈现良好的负相关关系,NH_3和N_2O与温度均呈正相关关系;可通过控制堆体氧浓度和温度调控气体排放。综上,基于多元参数表征、相关性分析可为鸡粪沼渣联合好氧堆肥工艺优化提供理论和方法学支撑。     

牛粪木渣高温堆肥发芽指数的研究

有文献报道,植物种子在堆肥原料和未腐熟堆肥萃取液中生长受到抑制,而在腐熟的堆肥中生长得以促进,以种子发芽和根长计算发芽指数G I(G erm ination index),当发芽指数G I大于50%时可认为堆肥腐熟。这种方法实质是植物毒性测定,也是对正在进行的堆肥腐熟度检验的较精确有效的办     

猪粪麦秸反应器好氧堆肥水分平衡模型研究

分别建立了基于质量守恒方程和水分蒸发一级动力学方程的猪粪麦秸好氧堆肥水分平衡模型。水分平衡质量守恒模型考虑进口气体水分含量、出口气体携水量和堆肥微生物产水量对水分质量平衡的影响,并将堆肥过程有机质降解的梯次性作为影响生物产水量的重要因素。水分蒸发一级动力学模型考虑堆体自身含水率和通风速率对水分蒸发速率的影响,且堆体自身含水率在堆肥过程中呈动态变化。实验室好氧堆肥反应器验证试验结果表明,2种水分平衡模型的模拟结果与实际测量结果一致性良好,水分平衡质量守恒模型水分含量变化的实际结果与模拟结果的相对标准偏差为8.01%,水分蒸发一级动力学模型水分含量变化的实际结果与模拟结果的相对标准偏差为8.86%。     

调理料对猪粪好氧堆肥特性的影响试验

以猪粪为原料,添加质量分数为10%、15%、20%的小麦秸秆、玉米秸秆、木屑3种调理料进行好氧堆肥试验,5d人工翻堆一次。结果表明：以小麦秸秆和玉米秸秆为调理料的堆置效果比其他调理料效果更好。提高经过处理的玉米秸秆比例能获得更好的堆肥效果,当增至20%,能获得比以小麦秸秆为调理料更佳的堆肥效果;而以小麦秸秆为调理料的好氧堆肥的最佳比例为15%;小比例的木屑堆肥效果相对次之。     

飞灰添加量对沼渣、牛粪共堆肥的影响

为改善沼渣、牛粪共堆肥低磷和低钾等问题,向共堆肥肥堆中添加生物质飞灰,对堆肥过程中堆体理化特性进行分析。选取飞灰添加量为8%、12%、20%和25%,按四分法每10天取样记录含水率、电导率、总碳、总氮、总磷和总钾等变化,分析研究飞灰添加量对沼渣、牛粪共堆肥的影响。结果表明：当飞灰的添加量由8%增加到25%,堆体的含水率增加,但是当添加量超过12%时,对含水率影响不大,最终维持在58%左右;飞灰中的碱金属等物质的存在,中和好氧发酵过程产生的酸,提高堆体的pH值,同时还提高堆体的电导率,改善堆体的发酵环境;飞灰中的生物炭和钾等成分提高堆体的总碳和总钾含量,60天腐熟后,堆体的总碳含量由37.37%增加到47.81%,总钾含量最大值为35.74 g/kg,但是对总氮和总磷含量的影响不明显。然而过高的飞灰添加量会抑制微生物的生长,从而降低发酵速率和产品质量。     

鸡粪好氧堆肥研究进展

城市规模化养鸡场的出现使鸡粪处理日益成为一个难题。好氧堆肥可以将鸡粪转变为稳定而安全的有机肥料。为此,介绍了好氧堆肥的机理、堆肥过程中控制因素、氮素的转化和保持、堆肥的腐熟度指标和施用效果等研究内容,并指出了未来的研究方向。     

猪粪好氧堆肥碳排放分析

以生命周期法为指导,应用排放系数法对猪粪秸秆好氧堆肥路径下碳排放量进行计算。本文研究的范围包括：堆肥厂内微生物降解活动产生的直接排放;加工设备电力消耗等上游活动产生的间接排放;有机肥作为化肥替代品减排量、土地施用后的土壤碳结合等下游活动减排量。结果表明：项目日处理420吨原料,可生产20吨有机肥,堆肥生物降解过程产生的直接排放为19.26 tCO₂e,电力消耗间接排放为17.84 tCO₂e,产品作为化肥替代品的减排量为0.87 tCO₂e,土地施用固碳量为113.4 tCO₂e。生命周期范围内,生产及施用有机肥净碳汇量为77.18 tCO₂e,可实现负碳排放,有效提升土壤固碳能力,可为农业减排降碳提供技术模式。     

猪粪麦秸反应器好氧堆肥工艺参数优化

为了探讨不同初始工艺参数(初始碳氮比、通风速率和初始含水率)对猪粪好氧堆肥过程可挥发性固体降解率η、相对热产量H<,R以及堆体温度超过灭菌温度时间t的影响,以千麦秸作调理剂,选择初始碳氮比分别为20、25、30、35,通风速率分别为0.18、0.26、0.34、0.42L/(min·kg),初始含水率分别为55%、60%、65%、70%,进行强制通风好氧堆肥单因素重复试验.在单因素试验基础上,进行了三因素三水平正交优化堆肥试验L<,9(34).试验结果表明:不同初始碳氮比对η和H<,R影响显著,对t影响极显著,通风速率和初始含水率对堆肥过程η有一定影响,但对H<,R及t影响不显著.结合正交试验结果,猪粪麦秸强制通风好氧堆肥优选工艺参数组合为:初始碳氮比20、通风速率0.34 L/(min·kg)、初始含水率65%.     

粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中养分转化研究

以猪粪为堆肥原材料,以玉米秸秆粉为调理剂,并添加干质量分数为0、2.5％、5.0％、7.5％和10％的粉煤灰进行90 d好氧堆肥,研究不同用量粉煤灰对猪粪堆肥过程中养分转化的影响。结果表明：添加粉煤灰能提高堆体的pH值,但在后期对电导率（EC）的增加有一定的抑制;碳氮比随着堆肥时间的延长而降低,而总氮（TN）则相反;当粉煤灰质量分数达10%时,在60d后堆体TN明显降低;添加粉煤灰对NH+4-N无明显影响,而所有添加粉煤灰均会抑制堆肥中NO3-N 的生成,且与粉煤灰用量呈正相关;添加粉煤灰对总磷（TP）和总钾（TK）的影响不大,但会抑制雪里蕻根部的生长。结合发芽率试验结果可以认为,90 d的试验中所添加的粉煤灰对猪粪堆肥的腐熟没有影响。     

猪粪沼液理化性质对玉米种子萌发的影响

明确沼液理化性质对种子萌发的影响是确定沼液合理灌溉量的前提。该研究以猪粪厌氧发酵的沼液为研究对象,分析了新鲜沼液及预处理后沼液的理化性质,并将沼液理化性质与相对发芽率、相对根长和萌发指数建立函数关系,筛选了沼液中的植物毒性因子及安全阈值。对于秋田MD311这一玉米品种来说,铵态氮与乳酸是沼液中的植物毒性因子。种子达到最大萌发指数对应的铵态氮与乳酸的浓度分别为186与35.8 mg·L^-1;二者浓度高于336与61 mg·L^-1时,具备植物毒性(萌发指数(70%),不可直接还田。通过静置和曝气过程可降低二种毒性因子的含量。研究表明,沼液还田时将铵态氮与乳酸含量控制在安全阈值内时可降低植物毒性,促进作物生长,最大限度地发挥沼液对无机肥的替代作用。     

功能膜覆盖好氧堆肥过程氨气减排性能研究

畜禽粪便高温好氧堆肥过程中氨气的排放不仅污染环境,而且会降低有机肥氮素含量。因此,控制好氧堆肥过程中氨挥发是降低氮损失及减少堆肥周边环境恶臭的关键。为研究膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥过程氨气挥发的影响,以猪粪和小麦秸秆为试验原料,采用具有选择渗透性的Gore膜作为覆盖材料,在实验室好氧堆肥反应器系统中进行了为期27 d的好氧堆肥试验。试验设置覆膜组和对照组,采用开启1 h、关闭1 h间歇通风方式,通风速率为3 L/min,重点监测堆肥过程堆体温度、氧浓度和NH3排放速率等。研究表明:覆膜组比对照组高温期持续时间略长,更有利于杀死堆体有害病原菌;相比于对照组,覆膜组NH3排放量减少18.87%;相比于温度峰值出现的时间,两组试验NH3峰值出现时间均延后,且覆膜组延后时间更长。     

沼液对黄瓜种子发芽和苗期生长的影响

文章对不同浓度的沼液浸种及喷施对黄瓜生长的影响进行了研究,发现低浓度沼液的浸种能促进黄瓜的发芽,高浓度的沼液抑制黄瓜种子的发芽,最适的浸种浓度在0.5%～2.5%之间。沼液经过不同的处理后抑制作用有一定程度的消除,较高浓度沼液经高温灭菌、离心或调节pH值后种子的发芽率均比相应浓度的原沼液高,但抑制效果还不能完全消除。利用沼液进行苗期喷施,以浓度为20%的沼液对黄瓜苗期的株高、茎粗和生物量促进作用最好,研究结果还发现喷施适合浓度的沼液对抗性相关的苯丙氨酸解氨酶(PAL),过氧化物酶(POD),多酚氧化酶(PPO)具有很好的促进作用,表明沼液除了具有促进种子发芽、苗期生长的作用外,还具有提高黄瓜系统抗性的作用。     

生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程氮素形态含量影响及保氮机制的研究对有害气体减排、氮素减损控制以及好氧堆肥工艺的深度优化具有重要意义。以鸡粪和麦秸为主要原料,通过添加适量生物炭,利用实验室智能型好氧堆肥反应器系统进行了好氧堆肥试验。基于获取的主要理化、生物学指标以及氮素存在形态动态数据,结合扫描电镜和主要种类微生物数量动态变化分析,研究了好氧堆肥过程主要氮素形态含量变化并初步阐释了生物炭保氮机制。研究结果表明:添加生物炭有利于鸡粪好氧堆肥过程氨气减排和减少氮素损失;堆肥过程氨气排放量与铵态氮浓度和硝态氮浓度分别呈显著正相关关系(r=0.783,p=0.0370.05)和高度显著负相关关系(r=-0.941,p=0.0170.05)。生物炭多孔结构能有效吸附铵态氮和氨气等氮素物质,降低堆体铵态氮浓度,进而减少氨气挥发;生物炭能为硝化细菌等微生物群落提供适宜的环境,有利于促进硝化反应并抑制氨气挥发。     

猪粪好氧堆肥过程有机质降解和热量平衡模型

依据有机质降解一级动力学方程和系统热量平衡方程,充分考虑猪粪好氧堆肥有机质降解的梯次性对数学建模的影响,建立了反应器好氧堆肥过程有机质降解Monod模型和热量平衡模型.有机质降解Monod模型考虑了温度、含水率、氧体积分数和自由空域4种因素对降解系数的影响,其中温度作为最主要影响因素;热量平衡模型中主要考虑了对流、传导的热量传递方式.利用实验室好氧堆肥反应器进行的模型验证试验结果表明:堆肥试验实测值与模型模拟值表现出较好的一致性,有机质降解的实测值与模型模拟值的相对标准误差为13.02％,温度变化的实测值与模型模拟值的相对标准误差为9.9％.     

强化堆料径向流动好氧堆肥反应器设计及性能

堆肥过程中物料存在混合不均、曝气不充分及发酵不彻底等问题,制约了有机物料有效生物转化。为此,研制了一种新型桨式曝气搅拌堆肥反应器。装置内的上、中、下层内设6个附有桨叶的搅拌桨,每个桨叶表面安置径向拨片,可有效增加堆肥物料的径向流动,从而使物料与空气充分接触。以牛粪、秸秆、麦麸与沼液为原料进行批式好氧堆肥试验,结果表明:该堆肥反应器可有效实现搅拌、曝气通风同步进行功能;罐体内堆料各层维持50℃以上天数分别达到6.8、5.6、3.9天;各层物料种子发芽指数(GI)均值达到91.03%,可有效地实现混合物料堆肥无害化目标。     

黄瓜种子萌发的影响因素

在查阅国内影响黄瓜种子萌发因素的文献基础上,综述近几年黄瓜种子萌发的影响因素研究进展,介绍浸种、种衣剂、光质、增氧灌溉、温度、重金属等处理对黄瓜种子萌发的影响,为进一步开展黄瓜种植相关研究提供参考。     

NaCl胁迫对梭梭种子萌发与幼苗生长的影响

试验以NaCl为胁迫因子,设置0、2、4、6、8、12、16、20、24、30、36g/L等11个盐质量浓度,对梭梭进行盐胁迫处理,通过分析相对发芽率、幼芽及幼根长、幼苗鲜质量和细胞膜透性等指标,研究NaCl胁迫对梭梭种子萌发及幼苗生长的影响。研究结果表明,NaCl胁迫质量浓度低于8g/L时,梭梭种子相对发芽率均在90...