死畜禽立式堆肥反应器设计

针对目前我国死畜禽堆肥反应器存在的诸多问题,以缩短堆肥周期、减小占地面积、降低环境危害为目标,对死畜禽立式堆肥反应器展开研究与设计。该反应器主要由破碎搅拌系统、传动系统、控温系统组成。在掌握相关堆肥工艺技术的前提下,对反应器关键参数如容积、保温层厚度、加热器功率,以及对关键零部件如搅刀轴、搅刀片、定刀进行分析设计。利用有限元软件进行仿真分析,结果表明,反应器内部能形成稳定对流的流场,搅刀所受载荷均匀,反应器设计可靠。

滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统设计与试验

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅拌工艺优化。结果显示,通风系统中的最大应力出现在通风管上,为13.064 MPa,最大形变量为0.038126 mm,搅拌装置中最大应力出现在抄板上,为190.31 MPa,最大形变量为0.34417 mm,符合设计要求。在此基础上,以食物垃圾和梧桐叶为原料,进行为期14 d的堆肥试验,监测堆肥过程中关键参数变化并测定发酵产物相关指标,完成通风搅拌系统性能验证试验。试验结果表明:使用该通风搅拌系统的滚筒式堆肥反应器,其内部堆体温度在3 d时达到53.34℃,堆肥过程中堆体最高温度可达69.56℃,堆体高温期(大于50℃)可持续6 d以上;试验结束后其产物含水率降至27.21%、pH值升至8.4、种子发芽指数最高可达131.4%,符合有机肥料测定标准(NY/T 525—2021),滚筒反应器运行成本仅65.51元/t。

新型多格室粪便堆肥反应器设计与试验

针对常规粪便堆肥反应器进料自动化程度不高、堆肥效率低和产物质量差的问题,设计并构建出一种“连续进料—反应—出料”运行模式的新型多格室粪便堆肥反应器。对反应器的通风单元、加热单元进行优化设计,并以厕所粪便为处理对象,进行反应器运行性能试验。试验结果表明,经反应器堆肥处理后,粪便臭味减弱、颜色由棕黄色变为棕褐色,堆料高温期(≥50℃)维持在6 d以上,反应器不同运行阶段堆肥产品的种子发芽指数分别为104%、81%和128%,表明堆肥成品已实现完全腐熟和无害化。堆肥产品总养分、有机质和种子发芽指数均达到相关要求。

微生物复合菌剂添加对白酒酒糟堆肥腐熟速度的影响

为提高白酒酒糟堆肥的腐熟速度,以酱香型白酒酒糟为主要原料,添加曲草和钙镁磷肥调节通气性和pH值,采用高温好氧堆肥工艺进行36 d的堆肥试验,通过测定堆肥过程中的温度、pH值、电导率值、氮含量和种子发芽指数,探究由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)组成的复合菌剂的添加对堆肥过程及腐熟速度的影响。结果表明,未接种菌剂的对照组和复合菌剂组各自经历30 d的高温期后进入降温期,达到了高温堆肥的无害化要求。与对照组相比,添加复合菌剂使堆肥1~19 d的堆体升温速度增加0.16℃/d,1~9 d的pH值增速提高0.04/d,18~24、30~36 d的电导率值降低0.15~0.30 mS/cm,同时12~36 d铵态氮的积累减少20.81%~33.23%。添加复合菌剂后,种子发芽指数于第30天升高至70.85%,达到有机肥腐熟标准,而对照组仅为47.21%。综上,复合菌剂通过加快有机物降解、快速改善酸性环境、降低盐含量和铵态氮含量,促进种子发芽指数快速提高,加快了白酒酒糟堆肥进程,提高了堆肥腐熟速度。

规模化好氧堆肥底部曝气系统管道内流场仿真与试验

规模化好氧堆肥通过微生物的作用将较大堆体中的有机物质分解,转变成为稳定的腐殖质,是解决畜禽粪便污染问题实现其资源化利用的有效途径。底部曝气作为规模化好氧堆肥工程实施的关键研究对象。有效设计底部曝气系统可提高输氧效率,抑制局部厌氧环境的形成,改善堆肥环境。该研究基于4种规模堆体(48、90、180、270 m^(3))所需风机和管道参数;建立了底部曝气系统流场模型,模拟分析了通风管道内及通风孔处的流速分布;并依据实例进行了深入分析。结果表明,对于较小规模堆体(48、90 m^(3)),不同布风方式对管道内和通风孔处流速分布的均匀性影响不大,而渐密布孔相比于均匀布孔可以提高其均匀性。对于较大规模堆体(180、270 m^(3)),可通过铺设多排管道的方式来提高其均匀性,其中四管相比于三管可以减少10%的动能损失;基于对工厂100 m^(3)堆体的实例仿真,发现仿真得到的流速与实际测量值没有显著差异,该研究结果可为后续工程建设提供理论依据和数据支撑。

发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥氨气排放与微生物群落的影响

为探究饲喂发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥腐熟、氨气排放及微生物群落组成的影响,以饲喂基础日粮蛋鸡为对照组(T1),试验组蛋鸡分别饲喂基础日粮加2.5%(T2)、5.0%(T3)和10.0%(T4)的发酵饲料,收集各组鸡粪进行好氧堆肥试验。结果表明:随堆肥进行,各组堆肥温度均先升高再降低,pH在高温期快速从7.0左右升至9.1。至堆肥结束,T3组和T4组的种子发芽指数分别为99.4%和87.1%,远高于T1组的57.7%,达到有机肥标准。氨气日排放量在高温期达到峰值,随后逐渐降低;氨气总排放量T3组最低,为14.43 mg·kg^(-1),较T1组低0.76 mg·kg^(-1)。微生物生物信息学分析显示,添加发酵饲料降低了蛋鸡粪便中细菌的多样性,主要的细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria),其中T2、T3和T4组的乳杆菌属相对丰度较T1组分别增加20.61%、6.62%和8.13%。随堆肥进行厚壁菌门的丰度降低,其他菌门的丰度增加。研究表明,蛋鸡日粮添加5.0%的发酵饲料可提高蛋鸡粪便中乳杆菌属丰度,促进蛋鸡粪便的堆肥腐熟,并可减少堆肥过程中氨气的总排放量。

高温-蚯蚓联合处理对餐厨垃圾堆肥品质及其应用效果的影响

探究高温-蚯蚓堆肥联合处理制备餐厨垃圾有机肥的效果及其农用可行性。试验设置餐厨垃圾、牛粪和麦秸分别以干质量比3:1:1和2:2:1作为堆肥基质,采用高温堆肥和高温-蚯蚓联合堆肥两种堆肥方式进行处理,通过监测堆肥过程中的堆体温度和理化指标来评估不同处理的堆肥效果。堆肥结束后,以小白菜为供试作物进行盆栽试验,以化肥处理为对照,化肥减量20%基础上配施0%、0.5%、1.0%、2.5%和5.0%(蚯蚓粪肥与土壤质量比)的最佳蚯蚓粪肥为处理,调查不同处理小白菜的生物量和生长指标。结果表明:两种基质的高温堆肥处理均可达到无害化温度标准,但堆肥产品腐熟度较低。与高温堆肥处理相比,高温-蚯蚓堆肥联合处理的堆肥产品pH趋于中性,NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、C/N比和总氮含量显著降低,NO_(3)^(-)-N、总磷、总钾含量显著增加,种子发芽指数和总养分的质量分数显著提高至76.8%~87.5%和7.57%~7.68%(P<0.05)。隶属函数分析法综合评价表明,高温-蚯蚓联合堆肥产品品质优于高温堆肥,且餐厨垃圾:牛粪:麦秸=2:2:1基质的堆肥效果始终优于餐厨垃圾:牛粪:麦秸=3:1:1基质。蚯蚓粪肥配施效果随配施量增加呈现先增加后降低的趋势,其中化肥减量20%并配施1.0%蚯蚓粪肥处理的小白菜长势最好,小白菜出苗率、株高、最大叶宽、有效叶数、鲜根质量及产量较对照分别提高18.5%、5.8%、6.2%、12.5%、64.0%和14.7%。综上,高温-蚯蚓联合处理能有效提高餐厨垃圾的堆肥品质,堆肥产品符合农业有机肥料标准。推荐餐厨垃圾:牛粪:麦秸=2:2:1(干质量比)的原料配比进行高温-蚯蚓联合堆肥,并采用化肥减量20%配施1.0%蚯蚓粪肥用于小白菜生产。

蔬菜废弃物循环堆肥的性能及经济效益评价

蔬菜废弃物含水率高,在堆肥堆制中需要添加大量高碳低水辅料进行调节,生产成本高,资源化利用率低,为了研发适用于消纳高含水率蔬菜废弃物的好氧堆肥发酵工艺体系以促进废弃物高效资源化利用,通过设置传统好氧堆肥和循环堆肥两组试验,研究蔬菜废弃物循环堆肥的性能,评价其工艺的可行性和经济效益。结果表明:在第一、二次循环过程中,堆肥性能稳定,堆体升温迅速,高温期分别持续10、5 d;在第三次循环中,系统稳定性开始波动,温度≥50℃保持5 d,第四次循环堆肥系统恶化,堆体无法达到50℃,终止循环过程。循环堆肥物料最终pH值为6.72、电导率值为3.43 mS·cm^(-1),种子发芽指数为72.0%,满足无害化标准要求,不会对植物产生毒害。循环堆肥能使蔬菜废弃物迅速脱水,并将堆体水分保持在50%~60%的最佳范围以利于有机物质的降解,4次循环蔬菜废弃物最高降解率分别为92.9%、88.6%、59.4%、21.7%。经济效益分析表明,与常规堆肥相比较,循环堆肥辅料用量及成本减少48.8%,同时,添加同量的辅料,循环堆肥能消纳更多的蔬菜废弃物,其利润是常规堆肥的7.15倍。综上所述,循环堆肥工艺可行、性能稳定,最大循环次数为3次,辅料应用量少,利润高,是处理高含水率蔬菜废弃物经济可行的技术。

娃娃菜尾菜堆肥发酵菌筛选

为筛选出适宜娃娃菜尾菜堆肥用混合发酵菌剂,促进尾菜肥料化利用,选用5种有机肥生产常用发酵菌剂,以娃娃菜尾菜和羊粪为原料,研究了不同发酵菌剂对堆肥温度、pH、含水率、C/N、全氮及有机质含量的影响。结果表明,采用亨坤有机肥发酵剂处理后,娃娃菜尾菜堆肥升温最快,处理后第4天达到56.1℃,第12天达到最高温度66.2℃,且高温天数持续了12 d。堆肥结束时,亨坤发酵菌剂处理的堆肥含水率最小(29.5%),降幅达54.7%;全氮含量最大(16.8 g/kg),增幅为98.4%;C/N最小(14.8),降幅为51.0%;有机质含量最低(320.0 g/kg),降幅为51.9%,降解率最高(51.8%),尾菜腐熟效果最好。综合考虑各项指标,堆肥结束时亨坤发酵菌剂处理的可塑性指数最大,发酵效果最佳,最适于娃娃菜尾菜与羊粪混合发酵制备有机肥。

不同热解温度稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体排放的影响

为优化羊粪堆肥腐熟度与温室气体减排协同的技术工艺参数,以2种不同热解温度制备的稻壳生物炭为堆肥辅料,与羊粪、食用菌渣混合,进行了43 d的堆肥试验。设置了3个处理,羊粪与食用菌渣质量比9∶1混合体作为预备物料,在预备物料上分别添加450、650℃热解的稻壳生物炭(占预备物料质量百分比15%)为BC450、BC650处理,在预备物料上添加未热解炭化的稻壳(与稻壳生物炭同等体积)为CK处理。监测了堆肥温度、腐熟度指标(NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、EC值、种子发芽指数)、温室气体(CH_(4)、CO_(2)、N_(2)O)排放的变化动态,分析了不同热解温度稻壳生物炭对堆肥腐熟度与温室气体减排的协同效果。结果表明:添加450、650℃热解的稻壳生物炭,缩短了堆肥体NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、T值、EC值及种子发芽指数达到腐熟度推荐值的所需时间,与CK处理相比,BC450、BC650处理的腐熟周期分别缩短了15.0%、32.5%;羊粪堆置43 d后,BC450、BC650处理的综合温室效应较CK处理分别显著降低了6.56%、24.36%,且BC650处理综合温室效应比BC450处理显著降低了19.05%(P<0.05);添加稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体减排具有协同促进作用,建议优选650℃制备的稻壳生物炭。

稻秸秆对羊粪好氧堆肥理化特性与氮素转化的影响

为评价稻秸秆对羊粪好氧堆肥理化特性和氮素转化的影响,本研究以不同湿质量比的羊粪与稻秸秆为原料,进行好氧堆肥,羊粪与稻秸秆湿质量比分别为9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5,研究稻秸秆与羊粪不同湿质量比组合对羊粪堆肥进程、堆肥理化性质、气体排放以及氮损失的影响,对比不同堆肥产品特性,采用主成分分析法综合评价堆肥腐熟度。研究结果表明:添加稻秸秆能够加速羊粪堆肥进程以及有机质分解,使堆肥体3 d内进入高温期,并且高温期维持了13~21 d;羊粪与稻秸秆湿质量比8∶2(C/N比为19.75)的堆肥体最高温度可达73.88℃,高温阶段(≥50℃)持续时间最长(27 d),30 d时种子发芽指数达到80%以上(81.8%);堆肥过程中O_(2)含量与温度呈负相关(R=−0.615,P<0.001);羊粪与稻秸秆湿质量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5组合的总氮损失分别为20.54、17.91、17.07、15.28 g和13.26 g,表明堆肥初始C/N比越低,总氮损失率越高;羊粪堆肥时添加稻秸秆可以缩短进入高温发酵期的时间,加快堆肥进程;羊粪添加稻秸秆堆肥时初始C/N比越高,NH_(3)和N_(2)O的累计排放量越小,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)-N和总凯氏氮(TKN)的损失率越小;主成分分析综合评价结果表明羊粪与稻秸秆按湿质量比8∶2混合堆肥最优,堆肥的腐熟速度最快。

不同碳氮比牛粪对基质化堆肥中温室气体排放和理化性质的影响

研究不同碳氮比(C/N)牛粪在基质化利用时,堆肥过程对温室气体排放及基质理化性质的影响,为畜禽粪便的低碳化利用提供依据。以牛粪为主料、木屑为辅料,设置初始C/N分别为20、30、60的3个处理(C/N20、C/N30、C/N60),通过定期翻堆的高温好氧堆肥及腐熟物免复配、直接育苗试验的方法,监测堆肥体的CO_(2)、CH 4、N 2O等温室气体排放,研究不同碳氮比对堆肥体的总温室效应、腐熟后基质的理化性质、萝卜育苗生长特性的影响。结果表明,所有处理均能在35 d内完全腐熟,初始C/N显著影响牛粪堆肥中温室气体排放,整个堆肥期间的平均排放速率及累计排放量为C/N30>C/N20>C/N60,C/N30、C/N20、C/N60的总温室气体排放量(以CO_(2)当量计)分别为367.0、471.7、79.9 g/kg,C/N30、C/N20的总温室气体排放量以CO_(2)、CH 4为主,2种气体占比分别为44.0%~47.3%、44.0%~52.4%,而C/N60以CO_(2)产生温室效应占总量的99.80%。C/N20、C/N30处理腐熟后的容重、总孔隙度、通气孔隙度、大小孔隙比、pH值、EC值等基质理化性质指标均与草炭复合基质(商品对照)无显著差异,并优于C/N60。C/N20、C/N30堆肥体腐熟后用于萝卜育苗的出苗率、单株鲜重、散坨率均优于C/N60。C/N20、C/N30的基质理化及育苗性质指标差异不大,但C/N20较C/N30减少总温室气体排放22.2%。采用牛粪堆肥制备蔬菜育苗基质,建议堆肥的初始C/N为20,既减少温室气体排放,又可提高育苗质量,是一种可完全替代草炭复合基质的绿色低碳废弃物利用方式。

稻壳炭强化城市污泥蚯蚓堆肥过程中重金属变化特征

为探讨稻壳炭强化蚯蚓堆肥对污泥性质和重金属的影响,本研究以城市污泥为研究对象,添加不同比例稻壳炭对蚯蚓堆肥进行强化处理,探究不同生物炭剂量(污泥干质量的2%、4%、6%、8%)对城市污泥蚯蚓堆肥过程中重金属有效态以及赋存形态的影响。结果表明:堆肥过程中pH呈先上升后降低的趋势,电导率先降低后升高,有机质呈下降趋势;与对照组(不添加稻壳炭)相比,添加不同比例稻壳炭强化后的电导率、有机质分别降低28.96%~47.46%、2.84%~18.87%;稻壳炭强化的污泥堆肥中养分增加,总氮、总磷和总钾在8%添加量时分别提高9.89%、24.39%和2.51%。当稻壳炭添加到蚯蚓堆肥后,重金属从易迁移转化形态向稳定态转化,在8%添加比例时,Cd、Cu、Ni的残渣态占比较对照组分别提高3.57、19.12、9.27个百分点,有效态分别降低56.25%、34.22%、28.20%;添加4%稻壳炭使Pb由可交换态、碳酸盐结合态向稳定的有机结合态转化,且有效态降低27.69%。相关性分析发现稻壳炭强化蚯蚓堆肥,升高堆体pH降低了污泥中Cd、Cu、Ni、Pb有效态含量。研究表明,稻壳炭强化蚯蚓堆肥可显著提升城市污泥营养元素,改善理化性质,提高污泥中重金属钝化效率。

微生物菌剂对叶菜废弃物堆肥过程的影响

为研究微生物菌剂对叶菜废弃物堆肥过程中相关理化指标之间的动态变化的影响,以叶菜废弃物为主料,玉米秸秆为辅料,添加VT-1000、群林发酵菌、反应堆专用菌种001、SUKAAgre-C3009/C共4种外源微生物菌剂进行发酵,以不添加菌剂为对照,测定相关指标并进行综合对比分析。结果表明,发酵第24天时,所有堆体均达到完全腐熟,添加菌剂处理的堆体种子发芽指数(germination index,GI)均明显高于对照处理,其中,添加VT-1000菌剂的堆体GI最高,为113%;添加菌剂的堆体在第2天均可升温至60℃以上,且可保持6~8 d的高温期(≥50℃),比对照组多3~5 d,其中,添加VT-1000菌剂的温度最高,达69.9℃,高温持续时间为8 d,有效解决了叶菜含水率高影响堆肥品质的问题;各处理养分含量分析表明,添加VT-1000菌剂处理的有机质降解率和全氮含量最高,分别为21.0%和25.8 g·kg-1。施用添加VT-1000菌剂的自制有机肥能显著提高土壤有机质和全效养分含量,可以有效改善土壤的理化性质,且自制有机肥的成本最低,仅为其他2种肥料的1/10左右。以上结果表明,添加微生物菌剂能促进堆肥腐熟,提高堆体温度,延长高温期持续时间,提升堆肥品质。综合来看,添加VT-1000菌剂的效果最好。

油茶壳-蚕沙不同碳氮比堆肥的腐熟效果

【目的】探明油茶壳-蚕沙不同碳氮比(C/N)堆肥的腐熟效果,为油茶壳和蚕沙无害化、资源化利用提供依据。【方法】以油茶壳与蚕沙为堆肥原料进行好氧堆肥试验,研究不同碳氮比油茶壳-蚕沙堆肥处理(CK:纯油茶壳50 kg,C/N=100;T_(1):油茶壳50 kg,蚕沙45 kg,C/N=20;T_(2):油茶壳50 kg,蚕沙31 kg,C/N=25;T_(3):油茶壳50 kg,蚕沙23 kg,C/N=30;T_(4):油茶壳50 kg,蚕沙18 kg,C/N=35)堆肥过程中物理、化学和生物指标的变化。【结果】与CK比,不同C/N油茶壳-蚕沙处理pH呈中性或弱碱性,且最高温度和高温持续时间均较高,其中,C/N=20和C/N=25的油茶壳-蚕沙处理高温持续时间分别为17 d和13 d,达《畜禽粪便无害化处理技术规范》(NY/T 1168—2006)要求。不同C/N油茶壳-蚕沙处理的C/N、有机质、木质素和纤维素含量均随发酵进程而逐渐降低,全氮、全磷和全钾含量均有所增加,堆肥发酵结束时,C/N=20和C/N=25油茶壳-蚕沙处理的总养分含量较高,分别为5.10%和4.28%,符合《有机肥料》(NY/T 525—2021)要求;有机质、纤维素、木质素的降幅较大,分别降17.1百分点、11.2百分点、8.4百分点和15.8百分点、6.8百分点、6.3百分点;GI均稳定在70%以上,对植物毒性小。不同C/N油茶壳-蚕沙处理堆肥后的重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)含量较堆肥前均有所提高,但均低于标准限量值。【结论】添加适量比例的蚕沙可有效促进油茶壳腐解,调节堆肥初始C/N在20~25有利于油茶壳-蚕沙堆肥的腐熟。

畜禽粪便堆肥添加剂及其应用效果的研究进展

堆肥是一种将畜禽粪便转化为肥料的处理方式,可实现无害化、资源化利用。畜禽粪便处理及堆制过程中往往会产生大量的恶臭气体,出现抗生素沉积、重金属超标等问题。添加外源添加剂到堆体中,以此消除或削减这些不良影响,可达到提升堆肥品质和资源化利用的目的。文章首先简述畜禽粪便的污染现状和常见的堆肥添加剂及其作用,综述添加剂对堆肥常见理化指标的影响,以期为选择合适的畜禽粪便堆肥添加剂提供参考。

小麦秸秆添加量对羊粪条垛式堆肥进程的影响

用肉羊养殖场的羊粪和小麦秸秆作为堆肥原料进行条垛式堆肥试验,监测堆肥过程中堆料有机质、C/N、pH值、种子发芽指数(GI)、温度等指标的变化,探究羊粪条垛式堆肥的最佳秸秆添加量。结果表明:鲜羊粪堆肥时添加1.5%~4.5%的小麦秸秆,可增加高温保持时间7~9天,达到26~28天,最高温度提高4℃,达到63℃;可加快堆料水分的蒸发速度,降低堆料含水率8.08%~31.06%;可降低堆肥产品的pH值,从9.12下降到8.88;可提高种子发芽指数21.85%~33.93%,提高堆肥产品的C/N 10%~30%。由此可知,添加1.5%~4.5%的小麦秸秆,可加快羊粪的腐熟速度,但当秸秆添加量大于1.5%时,堆肥产品的C/N大于20,不利用微生物的分解利用,因此,在羊粪堆肥时,小麦秸秆的最佳添加量为1.5%。研究结果将为优化羊粪堆肥技术工艺,提高羊粪堆肥腐熟速度提供技术支持。

番茄秸秆堆肥添加量对番茄幼苗生长及根系形态的影响

【目的】我国是番茄生产大国,番茄秸秆废弃物产生量逐年增加,急需无害化处理和利用。试验将番茄秸秆进行高温好氧发酵形成有机肥料,在番茄种植底肥中添加不同用量番茄秸秆堆肥(TS),通过分析番茄幼苗生长、根系形态土壤养分含量变化,优化番茄堆肥施用方案,旨在探索番茄秸秆废弃物肥料化利用技术。【方法】采用盆栽的方法,按照堆肥与干土质量比,设置1%、2%、3%、4%添加量处理,分析定植30 d的番茄幼苗植株生长指标、根系形态指标和根际养分含量以及相关关系。【结果】相比不添加对照CK,1%添加量番茄秸秆堆肥(TS)处理的番茄幼苗株高、茎粗、全株干物质量和壮苗指数均显著低于CK,其根系在>5 mm径级范围内的根表面积、投影面积和根体积也低于CK。TS 2%处理能显著增加番茄幼苗根长、根体积和根表面积,降低根系平均直径,但对地上部生长和物质积累没有显著影响。3%TS和4%TS处理能够显著增加番茄幼苗植株株高、茎粗和全株干物质量的积累,二者之间没有显著差异,但3%TS处理在提高番茄幼苗根体积和根表面积上显著高于4%TS处理。径级范围在0~0.5 mm和0.5~2.0 mm的根系对番茄根系长度的贡献率最大,添加番茄秸秆堆肥处理能够增加<0.5 cm和0.5~2.0 mm径级范围的根系长度,增加0.5~2.0 mm径级范围的根表面积和投影面积,其中3%TS处理增加幅度最高。3%TS和4%TS处理能够提高番茄幼苗根际土壤全碳、全氮和速效养分含量,其中土壤速效磷养分含量增幅最高,冗余分析RDA表明土壤速效磷是影响番茄幼苗根系形态建成的关键土壤环境因子。【结论】在日光温室番茄生产中,在底肥中添加干质量比3%的番茄秸秆堆肥可显著改善土壤养分环境,增加番茄幼苗根系生物量,促进地上部物质积累。

粉碎粒径对番茄和辣椒秸秆堆肥木质纤维素降解特征的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆在菜田就近进行好氧堆肥粉碎条件,研究了2种粉碎粒径(碾压粉碎2~5 cm、切割粉碎1~2 cm)对3种蔬菜秸秆(番茄、辣椒及二者混合秸秆)堆肥的木质纤维素降解特征的影响。结果表明,番茄、辣椒和混合秸秆在堆肥过程中木质纤维素组分降解率由高到底依次为半纤维素>纤维素>木质素,大粒径处理能够降低堆肥初始木质纤维素的含量,同时加快纤维素和半纤维素在堆肥后期的降解;小粒径处理则能够提高堆肥积温,促进木质素的降解。冗余分析表明,纤维素和半纤维素降解是促进全碳降解的关键因素。大粒径处理的3种秸秆初始全氮、全磷、全钾和腐植酸含量显著高于小粒径处理,且在堆肥结束时大粒径处理的氮、磷、钾总养分含量(8.03%)和腐植酸含量(12.15%)仍显著高于小粒径处理(6.88%、9.44%)。在生产中,蔬菜产地可选择秸秆还田机碾压粉碎至2~5 cm粒径或容重0.3 g/cm^(3)下的粉碎粒径对茄果类蔬菜秸秆进行堆肥,有助于木质纤维素的降解和堆肥质量的提高。

基于蚯蚓密度调控污泥堆肥重金属有效性研究

目的为探讨不同蚯蚓投放密度对污泥中重金属有效性的影响,为污泥蚯蚓堆肥提供新思路。方法以不同密度赤子爱胜蚓(0,10,20,40条)和0g,25g,50g稻壳为添加剂对2kg污泥进行堆肥,探究不同蚯蚓投放密度下生活污泥重金属有效性变化。结果在一定稻壳添加量下,随蚯蚓密度增加,污泥pH(酸碱度)、OM(有机质)、TN(总氮)、TP(总磷)降低,EC(电导率)增加,随稻壳添加量逐渐增加,与蚯蚓协同作用下污泥pH、OM、TN、TP继续降低;在一定稻壳添加量下,随蚯蚓投放密度增加,污泥Cu、Zn、Pb、Cd总量降低,其中,50g稻壳协同40条蚯蚓堆肥时,Cu、Cd总量降低幅度达到最大,分别为34.04%、35.85%;在一定稻壳添加量下,随蚯蚓投放密度增加,污泥有效态Cu、Zn有升高趋势,有效态Cd有所降低,有效态Pb显著降低(P<0.05),其中,50g稻壳协同40条蚯蚓堆肥时,对污泥中Pb有效性钝化效果最显著,降低达到42.43%;通过相关性和回归分析可知,蚯蚓投放密度增加,通过改变EC影响Cu有效性、改变TN和TP影响Pb、Zn和Cd有效性。结论50g稻壳协同40条蚯蚓共同处理污泥时,对污泥中重金属活性降低效果最佳。