氮素转化菌群对牛粪好氧堆肥的保氮效果

为探明氮素转化微生物菌群对牛粪好氧堆肥效果的影响,以牛粪和玉米秸秆为原料,以添加自行研制的复合微生物菌群为接种组,以添加同等体积的无菌水为对照组,研究不同处理下堆体温度、pH值、电导率、总氮含量、硝态氮含量、铵态氮含量及种子发芽指数等指标的变化。结果表明:在试验中,按照10 mL·kg^(-1)的比例添加自行研制的微生物菌群进行牛粪好氧堆肥能够使堆肥的最高温度较对照组上升5.8℃,缩短升温延滞期,提前4 d进入高温期(>50℃),且高温期持续的时间延长4 d,加快牛粪堆料的腐熟;同时,能够固定堆料中的氮素,堆肥结束后,接种组的总氮含量较对照组增加8.14%,氨气减排29.02%。

不同类型土壤保氮剂提高烟田氮效益和烟叶产质量研究

我国氮肥利用率偏低,较低的氮肥利用率不仅增加农业生产成本,还造成环境威胁,为此,依据氮肥平衡原理,采用大田试验,设置不施氮肥处理,以计算氮肥利用率,并以当地常规施肥作对比,研究沸石、麦饭石、腐殖酸、烟梗水热生物炭、硝化抑制剂(DMPP)、脲酶抑制剂(NBPT)等6种保氮剂对郴州烤烟氮肥利用率和烟叶产质量的影响,筛选出适宜郴州烟田使用的保氮剂,进行大田示范验证。结果显示:(1)施用DMPP、NBPT和自制烟梗水热生物炭可以改善土壤中铵态氮和硝态氮组成结构,减少铵态氮向硝态氮的转化,使施入烟田的化肥氮多数以铵态氮的形式固持在土壤中供作物吸收利用,其中施用DMPP对铵态氮的固持效果最好。(2)施用DMPP、NBPT和烟梗水热生物炭可以增加烟株干重、提升烟株各部位含氮量、改善烟叶化学成分、提高烟田氮肥利用率以及烟叶产量产值,其中施用DMPP处理烟株干重、总氮含量、烟田氮肥利用率、烟叶产量、烟叶产值、氮肥农学效率和氮肥产投比分别为264.2 g/株、9.18 g/株、29.57%、2293.80 kg/hm^(2)、76407.45元/hm^(2)、11.03 kg/kg和8.58元/元,较常规施肥处理分别提升44.61%、28.75%、125.73%、10.88%、11.18%、13.71%和0.91%。(3)在肥料中添加矿物保氮剂沸石、麦饭石,生物保氮剂腐殖酸、烟梗水热生物炭,化学保氮剂DMPP、NBPT对烟田氮素均有固持作用,效果由低到高为矿物保氮剂<生物保氮剂<化学保氮剂。(4)通过DMPP和自制烟梗水热生物炭大田示范中较高的氮效益和烟叶产质量指标进一步验证了其保氮效果。综合来看,DMPP对郴州烟稻轮作系统下烤烟氮肥利用率提升比例最大,作用效果最好,其次为NBPT和烟梗水热生物炭。

调理剂在鸡粪锯末堆肥中的保氮效果

在自动高温堆肥装置中 ,进行了 4种调理剂对鸡粪锯末高温堆肥中的保氮效果实验 ,分析了堆肥化不同时期各处理中的堆温、pH值、水溶性氨氮、水溶性有机氮、全氮和有机碳的变化 .结果表明 ,几种调理剂的加入对高温堆肥的堆温、pH值、水溶性氨氮、水溶性有机氮、TN和OC指标都有影响 .都可降低堆肥过程氮素的损失 ;对OC的分解都有一定的促进作用 .特别是同时添加草炭和过磷酸钙使堆肥高温期延长了 5d ,使堆制初期和高温期的 pH值分别降低了 0 89pH单位和 0 44pH单位 ,使OC的降解率增加了 60 7% ,且使堆制过程中氮素的损失率下降了 65 1 % ,有明显的保氮效果 ;而单加草炭或过磷酸钙效果次之 ;

氢氧化镁和磷酸混合添加剂在模拟堆肥中的保氮效果研究及其经济效益分析

通过模拟堆肥试验,研究了3种配比的氢氧化镁、磷酸和水的混合物在不同添加量时的氨氮固定效果和效益。结果表明,试验所有配比氢氧化镁与磷酸混合物都适合作为堆肥化过程中的氮素损失原位固定剂,氮素固定效果随混合物中的磷酸含量和混合物投加量的增加而增加,固定率最低达73.1%,最高可达97%以上;固定剂的养分提升效应和经济效益分析表明,质量比为Mg(OH)2︰H3PO4︰H2O=2.6︰17.7︰79.7的添加剂可以产生较好的养分提升效应,但只有在添加量小的情况下可产生正的经济效益;Mg(OH)2︰H3PO4︰H2O=2.7︰9.2︰88.1的添加剂养分增加量最小,但每种添加量都可以产生正的经济效益;质量比为Mg(OH)2︰H3PO4︰H2O=2.7︰13.85︰83.8的添加剂的效果居于前两者之间。综上分析,该研究筛选出的几种固定剂效果较好,在实际应用时,应根据堆肥化不同阶段的氮素变化规律选用不同的固定剂会产生更佳的效果。

堆肥反应器中硫磺对牛粪好氧堆肥的保氮效果研究

利用堆肥反应器严格控制堆肥条件,以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,在堆肥过程中添加硫磺粉,研究硫磺对堆肥温度、pH、氮素转化、硫素转化和保氮效果的影响。结果表明,堆肥中添加0.5%硫磺粉(T1)对堆肥温度没有显著影响,高温期(≥50℃)维持5.5 d;而添加1.0%硫磺粉(T2)能快速升温,但堆肥高温期维持时间4.6d。添加不同量的硫磺粉均能显著降低堆肥pH,与CK比较差异显著。添加硫磺粉能大幅度增加铵态氮含量,至堆肥结束时,T1和T2处理铵态氮含量分别是CK处理的15倍和24倍,差异极显著;还增加了堆肥有效硫含量,至堆肥结束T1和T2有效硫含量分别较堆肥初始增加35.7%和77.1%。整个堆肥过程总氮(TN)含量呈增加的趋势,堆肥结束时CK、T1和T2处理的TN含量分别达15.8、16.5和16.9g/kg,T1和T2分别比CK处理增加4.4%和7.0%。说明在牛粪好氧堆肥中添加0.5%或1.0%硫磺粉,均可起到一定的保氮作用,可大幅度提高堆肥铵态氮和有效硫的含量,改善了堆肥养分品质;而且添加1.0%硫磺粉效果好于0.5%硫磺粉。但是添加1.0%硫磺粉缩短了堆肥高温期,降低了种子发芽指数,不利于堆肥的无害化进程。

膨润土保氮增产效果研究

通过油菜盆栽试验，研究了膨润土的保氮增产效果。膨润土用量在土重的0．5％范围内，随着用量增加，可明显减少氮素养分的淋溶损失，保氮能力增强，明显促进植株出苗和生长，提高作物产量。膨润土在砂质土壤上的最佳经济施用量为土壤重量的5％。

脲酶抑制剂NBPT对鸡粪好氧堆肥的保氮效果

利用堆肥反应器,以鸡粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,在堆肥中添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT,研究其对堆肥氮素转化的影响及保氮效果。结果表明:添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT对堆肥进程中温度无显著影响,在堆肥的高温阶段可有效控制堆料pH的升高,在堆肥高温前期的0～10d可有效降低堆肥的脲酶活性,在堆肥中后期10～25d明显提高全氮含量。堆肥25d后,添加0.04mL·kg-1、0.08mL·kg-1、0.16mL·kg-1脲酶抑制剂NBPT分别比CK减少氮素损失6.61%、4.89%和13.51%。堆肥过程中,堆料铵态氮含量呈升-降-升-降的双峰趋势,且大部分时间CK处理的铵态氮含量高于添加脲酶抑制剂NBPT处理,且CK处理铵态氮的两次升高速度均高于添加脲酶抑制剂NBPT处理。在堆肥的升温和高温期硝态氮含量不稳定,但堆肥结束时,各添加脲酶抑制剂NBPT处理的硝态氮含量显著高于CK处理。本试验结果表明,在堆肥过程中添加脲酶抑制剂NBPT可延缓鸡粪中的尿素态氮向铵态氮的转化,增加堆肥成品中的硝态氮含量。在畜禽粪好氧堆肥中加入脲酶抑制NBPT可起到一定的保氮作用。

堆体覆盖物对城市污泥堆肥保氮效果研究

以城市污泥和面包虫屎为堆肥物料,选取膨润土和蚯蚓粪作为堆体覆盖物,采用室内模拟堆肥方法,研究了堆体覆盖物在堆肥过程中的保氮效果.结果表明:联合使用膨润土和蚯蚓粪可以起到较好的保氮作用,并且堆肥物料表面先覆盖蚯蚓粪再覆盖膨润土的效果优于先覆盖膨润土再覆盖蚯蚓粪,其7 d的NH3累积释放量较对照降低79.58%.

稻田土壤对铵的矿物固定对土壤保氮作用的贡献

为了定量评价土壤对铵的矿物固定作用在土壤对肥料氮的保持作用中的相对贡献,通过室内培养试验和分析测定,研究了湖南省几种主要母质发育的水稻土对添加铵的矿物固定作用及其对土壤保氮作用的贡献。结果表明:土壤对外源铵的矿物固定是土壤重要的保氮机制之一,但不同土壤对保氮作用的相对贡献大小不一,以河沙泥的固铵作用对土壤保氮作用的贡献最大,固铵量占总保氮量的51.5%,红黄泥最低,固铵量仅占总保氮量的17.1%,其余五种土壤的固铵作用对土壤保氮作用的贡献大小顺序依次是黄泥田(43.7%)、湖潮泥(35.5%)、紫泥田(35.4%)、灰泥田(25.0%)、麻沙泥(20.8%)。

腐殖酸保氮剂对降低堆肥过程中氮损失的影响

研究不同量腐殖酸对鸡粪堆肥进程和氮损失的影响,为减少氮素损失、提高堆肥产物的品质提供技术支持。结果表明,添加保氮剂提高了堆肥高温阶段温度,降低了堆体中水分含量,提高了堆体中全氮、硝态氮和铵态氮含量;相对于CK处理,添加发酵物料干重1%(B1)、2%(B2)、3%(B3)的腐殖酸,氮含量提高了0.13%、0.20%、0.22%,干物质的损失率减少了0.36%、1.33%、3.73%。B1、B2、B3处理的氮损失率分别为25.37%、20.15%、15.48%,氮损失减少率分别为7.24%、12.46%和17.13%。

物理调理剂在猪粪堆肥中的除臭及保氮效果研究

为了降低猪粪堆肥过程中氮素的损失和臭味的产生量,采用室内模拟试验,研究了在猪粪堆肥过程中添加不同类型和不同剂量物理调理剂对堆肥除臭及保氮效果的影响。结果表明,处理5(72.98%鲜猪粪+20%稻草)和处理8(72.98%鲜猪粪+20%米糠)具有较好的除臭保氮效果。与对照(CK)相比,处理5和处理8均提前12 d消除臭味,NH3的累积挥发量分别低了49.76%和51.53%;H2S的累积挥发量分别低了24.46%和20.50%。处理5和处理8的总氮损失率分别为26.23%和24.60%,而对照(CK)的总氮损失率为33.34%,且堆肥过程中氮素的损失以氨气氮形式损失为主。

两种钙化合物在猪粪-稻草堆肥中除臭及保氮效果研究

为了降低猪粪堆肥过程中氮素的损失和臭味的产生量,采用室内模拟试验,研究了猪粪-稻草堆肥过程中添加不同剂量过磷酸钙或氯化钙对堆肥除臭和保氮效果的影响。结果表明适量的过磷酸钙、氯化钙等化学调理剂有利于除臭保氮,而添加10%氯化钙处理5和添加15%氯化钙处理6的除臭保氮效果明显高于其他处理。与对照(CK)相比,处理5和处理6均提前3 d消除臭味,NH3的累积挥发量分别低了62.42%和65.45%,氮素损失率分别降低了51.57%和50.44%,且在整个堆肥过程中处理5和处理6几乎没有产生H2S。氮素的损失以NH3-N形式损失为主。

高温堆肥保氮菌剂的制备

含氮量较高的物质在堆肥过程中常伴有氮损失，这不仅会造成营养元素的流失，还会导致周边环境的污染。目前针对堆肥氮损失控制的复合微生物菌剂的开发与研制还较少见。文享以高温堆肥、动物养殖她土壤和含氮量较高的常规土壤为分离源物质。用添加NH4Cl的培养液对12种分离源中的微生物进行了多次富集与驯化，然后通过平板分离获菌34株，经摇瓶试验认定其中有6株菌适合在高铵、碱性、高温的环境下生长；之后综合考虑菌株生长情况、铵耐受力和传代稳定性，确定了来源于美商堆肥基质的混合菌群甲和来源于蚯蚓土基质的混合菌群乙，作为保氮菌剂的菌源。并以1：1的比例用菌群甲、乙复合培养制备了微生物菌剂，添加菌剂使堆制后的厨余堆肥全氮含量较对照高8．2％，堆肥氮损失同比减小17．5％，证明自制保氮菌剂的添加达到了降低堆肥氮损失的预期效果。

保氮复合碳铵的肥效及增产机理研究

本研究研制出一种保氮复合碳铵 ,它与碳铵相比能提高氮肥利用率 5 2 %～ 1 5 % ;减少氨挥发损失 5 %～ 1 2 % ,使水稻增产 5 %～ 1 0 % ,棉花增产 6%～ 2 0 %。而且具有不结块、氨臭味减少、生产成本降低、施用方便、实用性广等特点。经 1 3.3hm2 大田示范 ,均获良好增产效果。

蓝藻高温堆肥保氮技术的研究

蓝藻高温堆肥过程中氮素损失途径主要是以NH3、N2O等气态形式逸出。作者分析了蓝藻堆肥过程中氮素转化的规律并添加化学保氮剂以减少堆肥过程中氮素的损失。结果表明，堆肥过程中铵态氮与硝态氮含量均呈现出先上升后下降的趋势，总氮的损失率为8.75%。蓝藻高温堆肥过程中添加化学保氮剂，在第4～10天时，氨的挥发被明显抑制，其挥发量减少了24.11%；采用质量比Mg（OH）2∶H3PO4∶H2O=3∶11∶86的混合物作为化学保氮剂对控制蓝藻高温堆肥过程的氮素损失具有一定的效果。

利用硫脲提高SBR保氮处理生活污水的效果

目的研究硝化抑制剂对硝化、反硝化以及COD去除的影响,为保氮处理我国北方缺水地区小城镇生活污水农用提供理论依据。方法对碳氮质量比为4.6,COD质量浓度为215.3 mg/L的模拟好氧生活污水进行批式试验,分析典型竞争性硝化抑制剂双氰胺(DCD)和典型非竞争性硝化抑制剂硫脲(TU)对间歇曝气培养而得的活性污泥的硝化作用和pH的变化。选择硝化抑制作用较强的硝化抑制剂进行静态烧杯试验,通过该抑制剂对SBR间歇曝气动态试验保氮处理生活污水,进一步确定抑制剂对硝化、反硝化以及COD去除的影响。结果无论是否在pH缓冲环境的影响下,质量浓度为4 mg/L的双氰胺对活性污泥的硝化抑制作用效率<15%,质量浓度为0.125 mg/L的硫脲抑制作用效率>45%,减缓pH下降。在SBR运行过程中,质量浓度为0.125 mg/L的硫脲的添加并未对间歇曝气系统中降解COD的效果造成影响,出水的氨态氮质量浓度升高即硝化作用受到抑制,降低了硝态氮质量浓度且反硝化作用被减缓,无机氮超过原来的30%。结论序批式活性污泥法中,间歇曝气的运行条件下添加硫脲使污水中的氮素保留,应用于污水处理可缓解北方城镇缺水地区生活用水压力,避免产生处理费用,同样水质能满足农用且安全的需求。

畜禽粪便堆肥高温保氮菌Aliibacillus thermotolerans BM62的筛选及复壮

氨氧化细菌可以将NH3氧化成NO2-,从而减少堆肥过程中的氨挥发,是畜禽粪便堆肥中的理想保氮微生物。本实验在堆肥高温期样品中分离得到一株高温微好氧氨氧化细菌,经鉴定此菌株为芽孢杆菌科(Bacillaceae)的一个新属,命名为Aliibacillus thermotolerans BM62。在后续研究中由于反复迭代等原因,发现其氨氧化能力有所衰退。菌株BM62可适应堆肥高温阶段微好氧环境进行氨氧化作用,该特性使其在堆肥保氮中具有较高的理论研究价值和实际生产意义,因此对该菌株氨氧化能力的复壮研究十分必要。本实验以Aliibacillus thermotolerans BM62为研究对象,以来源环境堆肥为基础,添加不同营养因子(牛肉膏、蛋白胨)作为复壮培养基,考察不同复壮载体对菌株复壮效果的影响。实验结果表明,菌株BM62在不加任何外源有机物的堆肥原环境复壮培养基的复壮效果最佳,经复壮培养后,该菌株氨氧化活性为34.7~36.5 mg/L,与其退化前氨氧化能力(35.0 mg/L)相当。

不同保氮剂对空心莲子草堆肥的影响

保氮剂是一种可以控提升堆肥质量的天然固定剂,以切碎的空心莲子草为原料,以硫酸亚铁、腐殖酸、过磷酸钙制成保氮剂,进行35 d的好氧堆肥试验对堆肥过程中堆体理化性质、有机碳、全氮、全磷、全钾进行监测。结果表明:堆肥高温期,保氮剂处理的堆温明显高于CK,其中以添加硫酸亚铁处理效果最明显,添加硫酸亚铁更有利于高温期的持续。堆体pH在堆肥初期添加保氮剂组下降幅度较大,随后添加保氮剂处理的pH均显著高于对照。堆肥完成后,各试验组的有机碳、全氮含量总体上呈下降趋势,各组试验有机碳含量与原始物料相比下降幅度分别为62.76%、56.66%、47.37%、44.45%、54.87%,添加保氮剂中以添加腐殖酸处理组有机碳含量下降幅度最大,反应速度最快。各组全氮含量分别降低了36.65%、27.16%、17.36%、17.55%、12.63%,添加保氮剂总氮含量显著高于只添加好氧菌和对照组,其中添加腐殖酸组总氮含量最高,各组全磷含量分别上升了58.45%、52.91%、38.40%、32.95%、34.86%,全钾含量分别是原始物料的2.00倍、1.88倍、1.29倍、1.26倍、1.15倍。表明空心莲子草堆肥过程中添加过磷酸钙、硫酸亚铁、腐殖酸可加快启动速度、缩短堆肥时间,并能减少氨挥发。综合各个指标,三种保氮剂中总体上以腐殖酸处理效果最佳。

好氧高温堆肥氮素损失及保氮技术研究进展

好氧高温堆肥是实现农业有机废弃物无害化、资源化的有效途径。但在堆肥中氮素极易挥发损失,如何有效控制氮素的挥发损失成为优化堆肥工艺的关键技术之一。本文综述了好氧高温堆肥氮素损失及保氮技术研究进展,分别从氮素转化机理,氮素损失现状、影响氮素损失因素和各种调控措施等方面进行了探讨,以期为降低好氧高温堆肥氮素损失提供参考依据。

基于保氮保磷理念下麦饭石填料在人工湿地的运用

通过比选麦饭石、沸石、磁铁矿和无烟煤4种填料,研究了对磷及氨氮的等温吸附性能,选择对氮磷吸附能力差的填料,装填在水平潜流人工湿地装置中,研究水平潜流人工湿地在水力停留时间分别为12、18、24 h工况下对污水中各项污染物的去除率。结果表明:4种填料对氮磷的吸附效果存在较大差异,对磷的吸附表现为无烟煤>磁铁矿>沸石>麦饭石;对氨氮的吸附表现为沸石>无烟煤>磁铁矿>麦饭石;水力停留时间从12 h增加到24 h的过程中,以麦饭石为水平潜流人工湿地填料对进水中COD、氨氮、TN及TP的去除率也增加。设置水力停留时间为12 h,能更大程度的保留氮磷素,去除有机物,处理后的出水用于农田灌溉。