小麦产量与土壤养分对水生植物源有机氮替代率的响应

制作堆肥是太湖流域水体水生植物残体的主要利用途径之一,本文主要研究了水生植物堆肥对小麦产量及土壤养分的影响以促进水生植物残体的高效利用。在环太湖地区进行4a的田间定位试验,比较在等氮条件下水生植物有机氮不同替代率(0、20%、40%、60%、80%和100%)下小麦产量、氮磷钾吸收量、土壤氮磷钾含量和pH变化。结果表明:与单施尿素相比,当有机氮替代率为20%和40%时,小麦累积产量分别提高了14.0%和13.5%(P<0.05),有机氮替代率继续增加后产量显著下降。与单施尿素相比,有机氮替代率超过60%时小麦籽粒和秸秆氮浓度和吸氮量均显著降低;有机氮配施均显著提高了籽粒磷钾浓度,随着有机氮替代率上升,小麦籽粒磷钾吸收量呈先增后降趋势。连续4 a施用水生植物有机肥后,耕层土壤全氮、有效磷钾含量和土壤pH均随有机肥的替代率增加而升高。兼顾小麦产量和土壤肥力,水生植物有机氮替代率控制在40%较为适宜,可提高小麦产量,增加作物对磷钾养分利用,提高土壤氮磷钾含量,减缓土壤酸化程度,是太湖农作区一项环保型施肥技术。

鸡粪工厂化堆肥过程中有机质含量预测模型

以148份肉鸡粪和菊花渣工厂化高温堆肥过程样品为研究对象,分别探讨了基于基本理化指标和近红外光谱预测鸡粪堆肥过程中有机质含量的可行性。根据样品中干物质含量、pH值和电导率3种理化指标与有机质含量的相关关系建立了基于理化指标预测有机质含量的一元和二元线性回归模型。结果表明,利用干物质含量预测有机质含量简便、易行且最具实际应用价值(R2=0.81,P<0.001)。采用多元线性回归、主成分回归和偏最小二乘回归3种定量分析方法分别建立了鸡粪堆肥过程有机质含量的近红外预测模型。其中,主成分回归和偏最小二乘定量分析方法所得预测模型的验证决定系数(r2)均为0.95,验证相对分析误差(RPD)均大于4.0,所建模型的预测精度较高,可用于实际检测工作。

氮肥/花生饼肥配施对番茄根际土壤及根系内生细菌群落结构的影响

设置不施肥(A)、100%氮肥(B)、75%氮肥/25%花生饼肥(C)、50%氮肥/50%花生饼肥(D)、25%氮肥/75%花生饼肥(E)及100%花生饼肥(F),共6组处理,基于高通量测序技术,分析番茄植株根际土壤及根系内生细菌多样性,探讨氮肥/花生饼肥不同配比处理对番茄根际土壤及根系内生细菌群落结构的影响,为番茄的平衡施肥提供理论依据。结果表明:与不施肥(A)相比,不同施肥处理的根际土壤优势细菌门分类组成的占比发生了改变;单一的氮肥和饼肥处理均导致番茄植株内生细菌优势细菌门的数量减少;与不施肥(A)相比,不同施肥处理改变了番茄根际土壤和根系内生细菌中优势细菌属的组成和占比。B处理或F处理条件下,假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘脂菌属(Sphingobium)、泛菌属(Pantoea)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)等优势菌属缺失,不仅不利于营造番茄植株根际土壤微环境健康,而且不利于植株抗性能力的提升;此外,单一的氮肥或饼肥处理,诱导了青枯菌属(Ralstonia)等病原细菌富集,并成为植株根系优势内生细菌属,不利于改良番茄植株根际土壤微环境和提高番茄植株抗性;25%氮肥和75%饼肥处理是改良番茄植株根际土壤微环境以及提高番茄植株抗性的最佳施用配比。

基于市政沼渣及畜禽粪便的有机肥制备研究

为实现市政污泥及畜禽粪便的无害化处置,采用好氧发酵堆肥技术,通过添加适量有机肥发酵菌剂,对睢县新概念污水处理厂沼渣及畜禽粪便进行资源化利用,定期监测堆体温度、含水量及理化指标,直至堆体腐熟完全形成有机肥产品,对产品进行理化指标及种子发芽检测,并开展其对植物促生及土壤改良效果的研究。结果表明:此项工艺发酵过程中堆体温度波动下降,至16 d时,完成好氧发酵,至96 d时,含水量缓慢下降至29.68%,生产的有机肥(OF)产品种子发芽检测(发芽率90.65%)表明发酵物料腐熟完全,且其理化指标符合NY525-2021标准;西红柿栽培试验发现,OF与常规化肥配施后使西红柿幼苗株高及茎粗分别显著增加15.90%,23.84%,成熟期单株产果量显著增加19.14%,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾分别增加9.21%,9.22%,8.83%,8.49%,同时有助降低土壤pH值及阳离子交换量(CEC)。综合而言,本研究中的有机肥制备工艺获得的有机肥产品质量符合NY525-2021标准且具有良好的土壤改良及植物促生作用,是市政污泥及畜禽粪便资源化利用的有效途径之一。

添加畜禽粪便对中药渣好氧堆肥发酵特性及纤维素、木质素降解率的影响

为探讨添加外源有机物料对中药渣好氧堆肥效果的影响,以中药渣堆肥(CK,100%中药渣)为对照,研究添加鸡粪(T1,70%中药渣+30%鸡粪)、猪粪(T2,70%中药渣+30%猪粪)、牛粪(T3,70%中药渣+30%牛粪)等外来碳源和氮源对中药渣好氧堆肥过程中堆体温度、pH值及纤维素、木质素的降解情况和堆肥前后养分变化以及堆肥后有效活菌数的影响。结果表明:添加畜禽粪便后提高了堆体温度,降低了堆体pH值,有利于微生物的生长繁殖,促进了中药渣纤维素、木质素降解和有机质的分解矿化,从而加快了堆肥的进程。堆肥后T1处理的有效活菌数最大,达到0.72×109 cfu/g,较T2、T3处理、CK分别升高89.47%、33.33%、125.00%;T1处理碳氮比显著低于其他3个处理,腐熟化程度最高;T1处理纤维素、木质素降解率均高于其他处理,较其他处理分别提高了4.50%~15.42%和6.14%~20.02%。由此可见,添加鸡粪更有利于提高中药渣好氧堆肥的进程和腐殖化程度。

适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率

为摸索猪粪和菌渣堆肥生产有机肥技术,在自然发酵条件下,设计猪粪和菌渣9：1、8：2、7：3、6：44种不同比例（湿质量比）进行高温堆肥试验,研究了堆肥过程中温度、pH值、有机碳、发芽指数及养分氮、磷、钾的动态变化。结果表明,堆体温度在第3天即达50℃以上,保持高温25-32 d后开始下降,其中6：4处理高温期比9：1处理长7 d;4个处理pH值都呈先快速上升、之后下降并趋于稳定的趋势,pH值在6.83-8.62间变化;有机碳（质量分数）总体上呈下降之势,至堆肥结束4个处理分别下降了16_3%、14.5%、13.6%和11.9%,菌渣比例提高可减少堆体有机碳的损失：除6：4处理外,其他处理发芽指数分别于23、33和47 d达80%以上,同一时期菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强;氮磷钾总养分（质量分数）前期（约19 d）呈基本持平或少量下降,随后持续上升,堆肥结束4个处理分别为5.93%、5.57%、5.64%和5.13%。6：4处理氮磷钾总养分在堆肥大部分时期（45 d内）≤5.0%,其他处理在21-25 d后均≥5.0%。综合考虑堆肥质量和堆期等因素,利用猪粪和菌渣为原料规模化生产机肥,猪粪和菌渣适宜的比例为8：2。同时,因猪粪和菌渣C/N均较低,建议适当增加米糠等C/N高的添加料,进一步提高堆肥效率。

漂浮栽培修复系统的植物残体作为猪粪堆沤填充料的应用研究

研究以猪场漂浮栽培修复系统的风车草和香根草残体作为猪粪堆沤填充料的可行性。结果表明,这2种植物残体可增加堆体的温度、加快堆肥的腐熟速度,可用做猪粪堆沤的填充料,其中风车草或香根草残体与猪粪以1∶2的比例进行堆沤为佳。

上海市城镇供水厂泥渣协同菌菇渣好氧堆肥中试研究

围绕提升供水厂泥渣作为一般工业固废的资源化利用水平,针对供水厂泥渣在填埋及建材利用过程中存在环境风险,以及上海园林绿化土存在肥力较低、质地黏重等问题,在中试层面上探究了供水厂泥渣与菌菇渣堆肥后应用于园林绿化的可行性。结果表明:堆肥制品的种子发芽指数和C/N均达到腐熟堆肥的要求,其重金属、有机污染物和卫生学指标均符合GB/T 23486—2009《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》的相关规定。堆肥29 d后,制品的质地和土壤入渗率不仅满足CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》的相关要求,且有机质、速效养分和含盐量较高,相关指标可符合GB/T 33891—2017《绿化用有机基质》,满足绿地、林地用栽培基质的需求。研究结果证明堆肥制品可用作绿地和林地的栽培基质,具有很好的经济效益和环境效益,为泥渣的资源化利用开拓了新途径。