基于ZigBee的工厂化堆沤有机肥监控系统设计

针对工厂化堆沤有机肥过程中相关数据实时监测与废物安全排放的要求,利用物联网技术设计了一种基于ZigBee的工厂化堆沤有机肥监控系统,主要分为硬件电路设计与软件设计.硬件部分采用模块化方法对CC2530F256最小单元进行规划,扩展数据输入和数据输出两大功能板块相应接口,设计了数据采集与数据执行节点.软件部分采用C语言进行编程,对组网、数据传输等环节进行程序设计,并依托ETL工具对数据进行清洗,采用自适应加权平均融合算法对数据进行融合.为检验系统的功能,进行了为期1个月的性能测试,测试结果表明:系统数据采集、数据传输、数据储存、远程监控功能完备,数据丢包率为1.2%,机构平均响应时间为1.25 s,误动作次数为0,温度误差范围为±1.8℃,EC(电导率)值偏差极值为0.02 mS/cm,pH值误差范围为±0.1,氨气浓度偏差极值为0.02 mg/L,系统运行情况稳定.

生物菌剂对玉米秸秆堆沤过程水热状况及酶活性的影响

为解决内蒙古西辽河平原地区还田玉米秸秆腐解困难及腐解周期长等问题,于2020年采用田间秸秆动态堆沤快速腐解试验,分别设置秸秆腐熟剂+秸秆(SRT)、新鲜牛粪+秸秆(SRN)、秸秆腐熟剂+新鲜牛粪+秸秆(SRW)、单一秸秆(CK)4种处理,研究不同外源生物菌剂对堆沤玉米秸秆温度、水分、纤维素酶、脲酶和木质素过氧化氢酶的影响。结果表明,添加秸秆腐熟剂和新鲜牛粪均可提高秸秆腐解速率,并缩短腐解时间。与单一秸秆堆沤相比,添加新鲜牛粪和秸秆腐熟剂均能显著提高堆体秸秆温度和含水率;SRW、SRT和SRN处理纤维素酶活性较CK分别提高15.64%、4.87%和7.96%,脲酶活性分别提高10.29%、3.43%和6.86%,木质素过氧化氢酶活性分别提高71.43%、48.05%和53.25%。因此,添加秸秆腐熟剂和新鲜牛粪可改善堆沤秸秆水热条件和提高秸秆水解酶活性,进而加快秸秆堆沤腐解进程,两者耦合使用效果更佳,可作为一种高效秸秆堆沤方式在内蒙古西辽河平原地区推广应用。

堆沤处理对稻草厌氧消化产气的影响

采用厌氧消化后的消化液对稻草进行堆沤预处理,设计正交试验L9（34）,考察温度、含水率、混合液悬浮固体（MLSS）及时间对厌氧消化产气量的影响,并对堆沤处理前后的稻草进行了不同有机负荷率下的产气试验。结果表明,堆沤处理后稻草总产气量比未处理提高了3%-49.5%,最优条件组合为温度30℃、含水率900 g.kg^-1、时间10 d、MLSS 1 500 mg·L^-1。在此最优条件下,处理后稻草消化的单位挥发性固体产气量为804.8 mL·g^-1,与未处理稻草相比提高51.2%,产气高峰提前10 d左右。

麦秸与牛粪混合堆沤预处理厌氧干发酵产沼气中试试验

为阐释堆沤预处理对厌氧干发酵的影响,该文以小麦秸秆和牛粪为发酵原料,采用新型柔性顶膜车库式干发酵装置,在环境温度为26~35℃及发酵底物总固体质量分数为20%的条件下,研究麦秸与牛粪混合堆沤预处理后厌氧干发酵产气特性,分析了堆沤预处理以及厌氧发酵前后麦秸组分的变化。结果表明:堆沤预处理可以明显缩短厌氧干发酵的启动时间,提前工程运行中甲烷体积分数达到30%的产气收集要求时间,加快干发酵进程,进而间接加大了干发酵装置的处理能力,同时能使产气中甲烷体积分数提高10%以上,有效提升沼气品质。堆沤过程中虽有部分半纤维素被降解,损失了部分碳源,但堆沤后麦秸中纤维素的降解率提高了7%以上,累计产气量略有减少,但影响不大。

香蕉间作模式和香蕉茎秆堆沤还田对土壤酶活性的影响

采用大田试验研究了香蕉3种间作模式(香蕉-大豆、香蕉-花生、香蕉-生姜)和香蕉茎秆堆沤处理后2种不同还田量(2.5kg·株-1、1.5kg·株-1)对蕉园土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性的影响。结果表明,香蕉间作可提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性,其中对蔗糖酶活性的影响最为明显,碱性磷酸酶、脲酶次之;香蕉间作模式的过氧化氢酶活性低于香蕉单作。不同间作模式对酶活性影响的大小总体表现为:间作大豆>间作花生>间作生姜>香蕉单作。茎秆堆沤还田处理的蔗糖酶、脲酶活性明显上升,其中对蔗糖酶活性提高的幅度最大,达34.6%～39.2%,脲酶达9.7%～28.7%;茎秆堆沤还田对过氧化氢酶活性影响相对较小,而对碱性磷酸酶活性则表现为明显的抑制作用。不同还田量处理对土壤酶活性的影响表现为:随还田量增加,脲酶活性增强,蔗糖酶增加不显著,过氧化氢酶活性在还田量低于2.5kg·株-1时比对照略有下降。

腾冲红花油茶果实成熟度及堆沤处理对油产量及其品质的影响

选择38个腾冲红花油茶优株,设置八成熟采果、近生理成熟采果与及时脱粒、堆沤12 d后脱粒组合而成的4种果实采收脱粒处理,对其主要产量、品质指标进行测定和分析。结果表明:4种处理间产量、品质达极显著差异(P<0.01);果实八成熟采收导致产量严重损失,其仁油率、籽油率、果油率分别降低11.0%、18.2%和31.7%,籽油酸价亦降低10.5%而利于储存;近生理成熟采收"堆沤"处理与及时脱粒比较,其仁油率降低4.5%,而籽油酸价则提高7.3%;因此,腾冲红花油茶果实宜在生理成熟时采收并及时脱粒。研究结果为确定腾冲红花油茶果实合适采收期和采后处理方式提供了技术依据。

堆沤预处理对玉米秸秆厌氧发酵产气性能及模型

为了促进玉米秸秆的降解,同时使产气高峰提前以达到提高产气速率的目的,对玉米秸秆的预处理方式进行了分析。所采用的方法为堆沤处理,分为加水堆沤和加沼液堆沤两组试验,堆沤时间设为2、4、6、8 d四个不同数值。结果显示,堆沤后各组产气高峰大都有所提前,但峰值产气量并未发生明显变化,甚至稍有降低,可能是玉米秸秆中部分有机物质在堆沤时被消耗所致。作者对发酵时间和产气量进行了模型拟合,拟合效果较好。

不同堆沤方式对蚕沙部分理化指标动态变化的影响

采用开放式和封闭式2种方式进行蚕沙堆沤,测定了堆沤过程中蚕沙各理化指标(含水率、温度、pH、有机碳、氮、磷、钾、腐殖酸以及发芽指数)的动态变化.结果表明:50 d的堆沤进程中,封闭式堆沤发酵温度低、发酵速度慢,各时期理化指标变化平稳;开放式堆沤经历2次升温期,第1次温度高(50℃以上持续9 d),第2次温度低,温度对各个时期理化指标的波动造成较大影响;蚕沙经过20 d的开放式堆沤可基本达到有机肥的技术标准,蚕沙有机碳质量分数为352.41 g/kg,w(C)/w(N)为11.01,总养分(N+P2O5+K2O)质量分数为81.2 g/kg,pH 7.14,发芽指数>50%.

玉米秸秆堆沤处理对厌氧发酵的影响

采用厌氧发酵后的发酵液和秸秆发酵剂对玉米秸秆进行堆沤处理,设计正交试验L9(34),在温度、含水率、时间、玉米秸秆粒径不同的条件下,考察堆沤处理对纤维素和木质素降解率的影响,并对堆沤处理前后的玉米秸秆进行厌氧发酵产气试验。结果表明:不同堆沤条件下,秸秆的纤维素和木质素降解效果以及后期厌氧发酵产气效果都不相同;最优条件为温度30℃,含水率为60%,堆沤时间为15d,秸秆粒径<1cm。在此最优条件下,处理后玉米秸秆产气效率明显提高,产气峰值提前6d。最大日产气量达630mL,与未处理的秸秆相比提高31.2%。

不同堆沤处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响

研究利用纤维素分解菌F2对玉米秸秆进行堆沤预处理,将经不同堆沤预处理时间后的秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵产沼气试验。结果发现,堆沤15 d后秸秆的总有机碳含量降低了10.06%,VS去除率和纤维素降解率比未加菌堆沤预处理分别提高了10.74%、10.60%;加菌堆沤预处理后的秸秆厌氧发酵甲烷产气率、干物质产气率、发酵前后VS去除率均高于未加菌堆沤预处理后的秸秆,且产气效率也有明显的提高;加菌堆沤预处理10 d的秸秆比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆提前了2 d达到产气高峰,累计产气量达到21 957 mL,比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆增加了1 629 mL。实验结果表明:该纤维素分解菌对玉米秸秆纤维素有较强的降解能力,并在一定程度上促进了有机碳的矿化;有效地提高了秸秆的生物降解性能,缩短了预处理所需时间;同时提高了玉米秸秆的利用率和产气潜力。

植物性原料堆沤基质化处理及氮素释放特性

为了解决植物性原料堆沤基质化技术中,堆沤基质氮素易损失、含量过高,不能直接应用于苗木栽培中的问题,以及了解堆沤基质后期氮素释放规律,通过采用土柱间歇淋洗的方法,研究了硝态氮和铵态氮随淋洗次数和淋洗时间的释放规律。结果表明:经过3次淋洗,堆沤基质氮素性质基本稳定,铵态氮的减少量达到原堆沤基质的95%,同时淋洗液铵态氮质量分数占原质量分数的比例不随原料比例、原基质铵态氮质量分数的变化而变化;而硝态氮会由于浇灌淋洗而损失殆尽。6种堆沤基质淋洗次数-硝/铵态氮释放速率累积量曲线和淋洗时间-硝/铵态氮释放速率累积量曲线可用Elovich方程、抛物线扩散方程、一级动力学方程、双常数方程表征,其中以Elovich方程拟合度最好,淋溶次数较淋溶时间更能反映硝态氮、铵态氮累积释放速率。本次试验所得的m(水)∶m(土)=20∶1可为实际生产中植物性原料堆沤基质化处理提供参考。

蔬菜残体堆沤制肥还田技术

针对蔬菜秸秆、老叶、残果等有机废弃物在田间随意丢弃或直接焚烧所造成的环境污染问题,利用蔬菜残体堆沤制肥还田技术可以解决。总结出了相关技术要点。

应用腐熟剂高温堆沤秸秆和畜禽粪便综合技术的研究

通过充分利用作物秸秆、畜禽粪便等有机肥源,在日喀则市开展测土配方施肥较好的项目县、低产田改造、高标准农田建设或粮油高产创建实施面积较大的项目县,采用两种不同用量的腐秆剂对秸秆、畜禽粪便等进行高温腐熟处理,结果表明:按每1000千克原料添加腐秆剂5千克比例的腐熟效果最佳,本研究为提高有机肥质量,减少化肥施用量,改善农业生态环境,提高我区耕地综合产出能力,以及现代农业发展和新农村建设奠定基础。

有机物料堆沤生产有机肥技术

土壤有机质含量是土壤肥力的主要指标,可通过自然界有机物料还田和施用有机肥来补充。农业生产产生的有机物料非常丰富,只需进行科学堆沤处理,就能转化为有机肥料直接还田,收到良好的生态、经济和社会效益。

堆沤温度对后熟过程中榧籽主要营养物质变化的影响

【目的】比较不同堆沤温度处理下野生种和栽培种榧籽后熟过程中主要营养物质的变化,探讨不同品种榧树营养物质转化及其后熟品质形成的调控机制,为提高榧籽后熟品质和香榧产业链的健康发展提供理论和实践指导。【方法】以4种榧籽(栽培种:朱岩榧、丁香榧和东榧3号;野生种:木榧)为试验材料,观察不同堆沤温度[(20±2)℃,记为T 20;(30±2)℃,记为T 30 ]处理下4种榧籽的种衣颜色并测定淀粉含量、可溶性蛋白含量、含油率及各脂肪酸组分等指标。【结果】1) T 20 处理20天时,4种榧籽的种衣均呈深黑褐色;T 30 处理10天时,除木榧外,其余3种榧籽的种衣均呈深黑褐色。2)堆沤前,木榧和丁香榧的淀粉含量明显高于其余2种榧籽。与堆沤前相比,T 20 处理20天和T 30 处理10天时,除木榧的淀粉含量无明显变化外,其余3种榧籽的淀粉含量均显著下降。3)堆沤前,朱岩榧和东榧3号的可溶性蛋白含量明显高于丁香榧和木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,除木榧外,其第3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加;T 30 处理10天时,除朱岩榧外,其余3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加。4)堆沤前,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量高低次序均为丁香榧>东榧3号>朱岩榧>木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量均显著增加;T 30 处理10天时,丁香榧和东榧3号的含油率和不饱和脂肪酸含量最高,朱岩榧次之,木榧最低。【结论】堆沤前,朱岩榧、丁香榧和东榧3号3种栽培种榧籽的品质明显优于野生种木榧。堆沤后熟处理后,4种榧籽的营养物质均存在淀粉下降和油脂增加,其中栽培种东榧3号的含油率增加最为显著,其次是丁香榧,野生种木榧最差。可见,尽管不同堆沤温度处理下不同品种榧树后熟过程存在明显差异,但后熟温度上升可明显加快榧籽的后熟进程,主要表现在淀粉分解加快,蛋白质和油脂的合成加快。

自然降雨下玉米秸秆堆沤还田对滇中小流域坡耕地氮素流失的影响

为探究自然降雨下不同堆沤方式秸秆还田对小流域坡耕地径流泥沙及氮素流失的影响,以滇中二龙潭流域坡耕地为研究对象,设置9种不同玉米秸秆堆沤方式,分别为CK及8种处理,各处理包括2种秸秆还田量(0.75,1.5 kg/m^2)、2种秸秆粒度(1,5 cm)、2种秸秆堆沤方式(水或水与尿素堆沤),研究烤烟坡耕地产流产沙及氮素流失特征。结果表明:(1)在4场具有典型产流的降雨中,施用较高秸秆还田量(1.5 kg/m^2)和粗颗粒秸秆(5 cm),均可有效减少坡耕地产流产沙量(10.06%~38.60%和10.07%~38.60%);(2)施用较低秸秆还田量(0.75 kg/m^2)、粗颗粒秸秆(5 cm)及未添加尿素堆沤的秸秆径流TN、NO3--N浓度低于施用高秸秆还田量(1.5 kg/m^2)、细颗粒秸秆(1 cm)及添加尿素堆沤的处理(1.96%~32.79%和3.97%~40.89%);(3)各处理下NO3--N/TN、NH4+-N/TN、PN/TN分别为63.64%~86.18%,5.31%~13.86%和5.33%~25.80%,表明坡耕地地表径流氮素主要流失形式为NO3--N,溶解态氮是径流中的主要氮素污染物;(4)施用较低秸秆还田量(0.75 kg/m^2)、粗颗粒(5 cm)秸秆、未加尿素堆沤的秸秆,泥沙TN流失浓度降低(16.87%~48.15%);(5)施用较高秸秆还田量、粗颗粒秸秆及未添加尿素堆沤可有效降低滇中坡耕地氮素的流失风险(0.32%~35.05%和54.52%~77.23%)。TN径流和泥沙流失中,以径流输出为主,占TN流失量的50.09%~71.67%。为了减少该流域氮素流失量,可选择施用较高秸秆还田量(1.5 kg/m^2)和粗颗粒(5 cm)秸秆,并依据烤烟不同生长期的吸收情况和土壤养分情况等选择少量或不添加尿素堆沤进行秸秆还田。

堆沤厩肥加入磷肥好

厩肥在堆沤贮存过程中，因微生物的作用会使其中的氮素分解挥发而损失。如果在厩肥中加入一定比例的磷肥混合堆沤，则可减少氮素的损失。

磷肥与畜粪混合堆沤肥效高

磷肥易被土壤固定，在土壤中移动性差，作物难以吸收利用，当季利用率在15%以下。磷肥在施用前如与畜禽粪便混合再堆沤发酵，可使当季利用率达到60%以上，增产效果十分明显。

畜牧粪便堆沤过程中磷素转化与流失风险分析

循环利用畜禽养殖粪便中的磷素是解决农业资源短缺和环境污染的重要途径。为了探寻亚热带农业区常规方式下养殖粪便中磷含量变化规律和环境流失风险,本研究模拟传统农户的固体堆沤方式,对猪粪和牛粪混合秸秆进行为期两个月的自然堆沤发酵试验,测定全磷、无机磷、有机磷、水溶性磷、柠檬酸提取态磷、Olsen-P指标。研究结果表明:(1)不同物料发酵磷素在化学形态上存在明显差异,猪粪发酵磷组分含量:水溶性磷>Olsen-P≈柠檬酸提取态磷,牛粪发酵:柠檬酸提取态磷>水溶性磷>OlsenP,且猪粪堆体中各形态磷含量高于牛粪;(2)猪粪堆沤过程中存在明显无机磷向有机磷转化过程,提高了堆体有机磷和全磷含量,但是这种现象在牛粪堆沤过程中不明显;(3)猪粪在堆沤过程中由于微生物发酵引发的有机质的快速分解和损失,会"浓缩"堆体中磷素含量,从而加剧堆沤过程中全磷的降雨径流流失风险,因此在降雨频繁的地区和传统农户固体自然堆沤方式下,虽然猪粪堆沤发酵能更好地提高养殖废弃物中磷素有效性,但也应当注意堆沤过程中的潜在径流流失环境风险。

日光温室番茄秸秆堆沤还田技术研究

1试验方案 建设发酵池，将废弃的蔬菜秸秆集中到发酵池中，加入一定量的秸秆发酵菌，试验调查发酵效果，并调查发酵后产物还田对温室土壤的改良及蔬菜增产效果。