磁化水复合保氮剂对堆肥过程中氮素损失和微生物群落的影响

为了研究不同保氮剂对快速堆肥过程中氮素损失及微生物群落的影响,该研究以牛粪和秸秆为原料,进行了25 d的好氧堆肥试验。试验中设置了磁化水(T1)、磁化水复合生物炭(T2)、磁化水复合硫酸亚铁(T3)、磁化水复合巨大芽孢杆菌(T4),不添加磁化水和保氮剂作为对照组(CK)。试验结果表明:与对照组相比,T1、T2、T3、T4均延长了堆肥的高温期,分别延长了4、5、2、4 d。T1、T2、T4的最高温较CK分别提高了3.5、8、0.5℃。从温度上来看,T1未进行二次腐熟,缩短了堆肥周期;各处理组的总氮含量较堆肥初始时提高了14.04%、18.89%、37.56%、36.27%、28.47%,总氨气排放量分别为8.12、4.37、6.60、7.32、3.95 g/d。与对照组相比,T1、T2、T3、T4均提高了堆肥的总氮含量,降低了总氨气排放量。T2总氮含量高于其他处理,T1总氨气排放量低于其他处理;与CK相比,T2促进了氮循环基因gdhA的绝对丰度,抑制了拟杆菌门的相对丰度,促进了氮素循环、堆肥进程。与CK相比T3促进了固氮基因nifH、氮循环基因gdhA的绝对丰度,促进了变形菌门的相对丰度,有利于氮素的循环;此外,结构方程显示,T2与NH_(3)排放量呈显著负效应,NH_(3)排放量与总氮损失TN_(loss)呈显著正效应,解释了生物炭通过吸附NH_(3),减少氮素损失。T3与pH值呈显著负效应,pH值与NH_(3)排放量呈显著正效应,NH_(3)排放量与TN_(loss)呈显著正效应,FeSO4的加入降低了堆体的pH值,减少氨气的排放,进而减少氮素损失;综合堆肥过程中的温度、总氮含量、总氨气排放量、氮功能基因的绝对丰度、微生物的相对丰度以及结构方程模型分析,磁化水复合生物炭在快速堆肥过程中表现出最佳的保氮效果和理想的腐熟程度。

改性生物炭对土壤中Cu^(2+)吸附和分布的影响

为探究改性生物炭吸附土壤中Cu^(2+)的机制,以苹果树枝制备的生物炭为原材料,分别进行纳米分级和酸化改性后制成改性生物炭,分析其对土壤中Cu^(2+)的吸附性能。结果表明,添加酸化纳米生物炭(HNBA)土壤吸附Cu^(2+)的性能最优,对Cu^(2+)的最大吸附量比对照处理(CK)高46.2%,采用Freundlich方程拟合吸附过程,拟合效果较好;改性生物炭吸附Cu^(2+)的过程包括表面吸附、颗粒内扩散和液膜扩散等,可由准二级吸附动力学方程拟合其动力学过程,且添加HNBA土壤的准二级吸附速率常数最大,是CK的1.33倍。生物炭经纳米分级与酸化改性后,降低了土壤中有效态铜占比。HNBA可作为一种钝化重金属铜的良好材料,具有铜污染土壤修复潜力。

去电子水对牛粪秸秆好氧堆肥进程及细菌群落的影响

通过对普通水进行去电子处理,得到可利用性较强的去电子水,但其对好氧堆肥进程的影响还不明确.在牛粪秸秆好氧堆肥过程中添加去电子水,分析堆肥腐熟进程,并通过细菌群落结构变化揭示其作用的微生物学机理.研究结果表明去电子水处理堆肥的电导率(EC)、腐熟度(E4/E6)和C/N分别比对照组降低了48.7%、43.2%和27.9%,堆肥最高温度和种子发芽指数(GI)分别升高了17.5%、30.6%.同时去电子水提高了Glycomyces、Ammoniibacillus、Flavobacterium、Actinomadura和Geobacillus等优势属的相对丰度,改变了细菌群落的分布.冗余分析表明堆肥不同阶段的细菌优势菌属驱动着堆肥温度、pH、EC的变化,提高GI,促进堆肥腐熟.总之,加入去电子水有利于调节堆肥环境,缩短堆肥周期,并增加优势属的相对丰度,提高堆肥产品的稳定性.