生物质炭对番茄秸秆和鸡粪好氧堆肥氮磷钾元素变化的影响及其机理

蔬菜秸秆和畜禽粪便的无序排放,既污染环境又损失矿质营养,可经过好氧高温堆肥去除病害,转化为理想有机肥料,实现农业废物的资源化利用。生物质炭因其多孔、稳定性以及在环境元素固化稳定化和调节生物活性方面应用广泛,可快速提高堆肥温度,增加生物活性,减少氮素营养损失。以番茄秸秆和鸡粪为原料,添加秸秆炭、泥炭和沸石作为堆肥调理剂,对比生物质炭与其它调理剂添加对番茄秸秆和鸡粪共堆肥系统中腐熟程度以及氮磷钾元素变化的影响和堆肥前后调理剂表面结构和基团的变化,探讨不同调理剂对营养元素变化的影响和机理。结果表明:秸秆炭处理升温最快,7d即达到最高温56℃,最高温比其他处理高10℃以上。堆肥结束时,添加秸秆炭、泥炭和沸石以及对照组的处理全氮增加量分别为91.67%,90.91%,54.78%和44.92%;全磷增加量分别为52.36%,29.02%,31.49%和-12.51%,秸秆炭处理对堆体中氮磷元素的影响较其他调理剂高。可见,添加秸秆炭较其他调理剂更能促进堆体有机物的快速降解和腐熟。傅里叶远红外光谱和电镜分析表明,秸秆炭孔隙度高,比表面积大,更有利于堆肥中促腐微生物附着生存,而且堆肥后秸秆炭表面原-OH官能团含量增加,促进了堆肥中氨的固定。因此,生物质炭较其他堆肥调理剂更易促进蔬菜堆肥的腐熟和减少氮磷营养的损失,从而达到堆体快速无害化、减少营养元素损失和促进农业秸秆、畜禽粪便资源化利用的综合目标。