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。

添加麦秸对鸡粪堆肥过程中氮素减排及细菌群落的影响

好氧堆肥是实现鸡粪资源化利用最主要的技术手段,然而在堆肥过程中氮素损失较为严重,既降低肥效又引起严重的污染。本文以纯鸡粪堆肥为对照,利用麦秸将鸡粪堆肥的C/N调节至15,分析了堆肥过程材料中理化性质、氮素转化和微生物群落变化,探讨了减少堆肥氮素损失的技术与机理。结果显示,加入麦秸后堆肥高温持续时间达到23 d,比对照延长了9 d,pH较对照组明显降低,氮素损失降低了39.67%。硝态氮含量达到281.99 mg·kg^(-1),比对照增加了68.75%。微生物群落趋于稳定,具有硝化功能的细菌o__Staphylococcales、o__Brachybacterium、f__Staphylococcaceae、g__Staphylococcus、g__Salinicoccus相对丰度比对照分别增加了88.45%、96.39%、88.45%、96.08%、79.20%,有利于堆体氮素保留和转化。试验结果表明,加入麦秸秆之后影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,增加了具有硝化功能的细菌丰度,从而减少了堆体氮素的损失。

厨余垃圾添加量对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响

为探究厨余垃圾添加比例对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响,在鸡粪与小麦秸秆干重比为1∶5的混合体系中添加不同比例的厨余垃圾(0.05、1、2、4),采用强制间歇式通风好氧堆肥装置进行试验。结果表明:厨余垃圾添加比例为0.05、1时,堆体较其他处理优先达到高温期(>50℃)且维持8 d,有机质去除率分别为13.35%、18.20%,种子发芽指数为116.3%、120.6%。厨余垃圾添加比例高于1时,堆体达到高温期延后且维持时间短,堆体pH与电导率值降低,但有机质去除率提高(13.35%~20.63%),秸秆表面腐蚀程度较其他堆体明显。RDA(redundancy analysis)分析表明pH、锌、电导率是影响种子发芽指数和有机质去除率的关键环境因子且pH的影响程度最大。因此,适量添加厨余垃圾有利于促进鸡粪与小麦秸秆混合堆肥腐熟化。

不同C/N下鸡粪麦秸高温堆肥腐熟过程研究

用鸡粪与小麦秸秆为堆肥原料进行高温好氧堆肥试验,研究添加鸡粪对小麦秸秆高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH值、碳氮比和养分等理化指标的影响,寻求鸡粪与小麦秸秆高温堆肥的最佳配比,为农作物秸秆快速资源化利用提供科学依据和技术指导。结果表明,鸡粪与小麦秸秆在C/N=25时堆体达到的温度最高,为62℃,达到最高温度所需的时间最短,为2 d。堆肥过程中各处理pH值变化基本一致,都是先上升后下降的过程。堆肥结束时A2处理C/N=14.4,NH4+-N含量比最高时降低了76.2%,腐殖质比初始增加了50.2%,胡敏酸相对于最低点升高了160%,富里酸与堆肥前相比降低57.1%。堆肥结束时,全氮含量除A1处理有所降低外,其余处理均有所增加。各处理堆肥全磷、全钾、速效磷和速效钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加。综合判断,鸡粪与小麦秸秆C/N=25进行堆肥较为适宜。

牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程研究

通过研究牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程,寻求最佳的堆肥体积比,旨在为农业废弃物快速资源化利用提供科学依据。将牛粪与小麦秸秆分别按体积比10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8混合,高温堆肥64d,研究各种处理下堆肥进程。结果表明,与纯牛粪高温堆肥相比,添加小麦秸秆可以加快堆肥升温速度,抑制高温堆肥前期pH的升高和氨气挥发,减少氮素损失,加速堆肥内有毒有害物质分解,加快C/N降低速率。其中牛粪和小麦秸秆以6∶4的体积比混合高温堆肥时效果最好,堆肥结束时有机质和速效氮下降幅度最小,分别为31.84%和18.18%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的提高幅度最大,分别为15.86%、13.64%、9.42%、22.73%和29.30%。若以种子发芽指数>80%作为堆肥腐熟的评价指标,牛粪和小麦秸秆按6∶4体积比混合高温堆肥43d即可腐熟,比纯牛粪腐熟提前了12d。综合判断,实际应用中牛粪与小麦秸秆按6∶4体积比进行高温堆肥较为适宜。

麦秆和羊粪混合高温堆肥腐熟进程研究

试验研究了添加不同比例的麦秆对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,羊粪高温堆肥时添加麦秆可缩短进入高温发酵阶段的时间,减少氮素损失,加快C/N降低速率。在堆肥过程中,高温发酵层从中间向上下扩散;有机质的下降速度在堆肥初期与麦秆比例呈正比,在堆肥后期呈反比。堆肥结束时,各处理堆肥全磷、全钾、速效磷和速效钾含量分别较堆肥初期提高2.29%～8.41%、12.51%～24.88%、1.77%～31.34%和5.03%～25.45%,其中羊粪与秸秆6︰4处理的增幅均为最高;速效氮含量较堆肥初期下降34.62%～14.10%,其中6︰4处理降幅最小。在实际应用中,羊粪与麦秆按体积比6︰4进行堆肥较为适宜,腐熟速度最快,若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,则其腐熟速度比纯羊粪提高1倍,28d即可腐熟。

鸡粪与不同秸秆高温堆肥中氮素的变化特征

以鸡粪与小麦秸杆和玉米秸杆为堆肥原料,在自制的强制通风静态垛堆肥反应器中进行堆肥试验,研究堆肥制作过程中各种氮素形态的变化及迁移特征。结果显示,堆制中堆温变化分为高温期、降温期、稳定期3个阶段;含水量的减少量较低;两处理铵态氮含量在高温期增加,在降温期降低,整个堆制期间分别减少了69.9%和57.0%;硝态氮含量在高温期分别降低了0.236和0.254g/kg,降温期和稳定期增加,堆制结束时较初始分别增加了1.52和3.04倍;有机氮在高温期和降温期增加,在降温后期和稳定期降低,堆制期间分别减少了1.4%和20.7%;堆制结束时总氮分别减少了7.7%和22.2%,渗沥液中硝态氮和有机氮的浓度较高。堆制期间有机碳分别降解了37.9%和37.3%;pH值在高温期分别达9.16和9.37,堆制结束时分别为8.05和8.27。综合分析表明,氮素的损失主要是降温期氨的挥发和稳定期硝态氮与水溶性有机氮的淋失。

添加小麦秸秆对猪粪高温堆肥腐熟进程的影响

选用猪粪与小麦秸秆为堆肥原料进行高温好氧堆肥实验，研究添加小麦秸秆对猪粪高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH值、种子发芽指数、碳氮比和养分等理化指标的影响，寻求猪粪高温堆肥时的最佳秸秆配比，旨在为猪粪快速资源化利用提供科学依据。结果表明，猪粪高温堆肥时添加小麦秸秆可以缩短进入高温发酵阶段的时间，减少氮素损失，加快C／N的降低速率，加速有毒有害物质分解。其中猪粪和小麦秸秆6：4处理各层温度在2～5d内上升至50℃，并持续37～46d，在堆肥结束时，有机质和速效氮含量较堆肥初期下降幅度最小，分别为33．90％和23．76％，全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较堆肥初期提高幅度最大，分别为13．34％、20．24％、53．19％、41．53％和16．57％。若以种子发芽指数80％作为堆肥腐熟的评价指标，猪粪和小麦秸秆6：4配比堆肥的腐熟速度比纯猪粪快18d，36d即可腐熟。综合判断，实际应用中，猪粪与小麦秸秆按体积6：4进行堆肥较为适宜。

堆肥预处理对麦秸与奶牛废水混合物厌氧产沼气的影响

为深入探讨堆肥预处理对秸秆厌氧发酵产沼气的影响,分别以堆肥0d(T1)、3d(T2)、6d(T3)和9d(T4)的麦秸与奶牛废水混合物(质量比1:2)为原料进行厌氧消化实验.结果表明,堆肥造成麦秸干物质(TS)大量损失,堆肥3,6,9d麦秸TS损失率分别为2.63%、11.46%和20.00%,各处理间差异显著,堆肥后麦秸纤维素结晶程度增强;厌氧发酵后,T1、T2、T3和T4的TS产气量分别为377.50,388.85,354.71,353.65mL/g,考虑到堆肥过程中麦秸TS的损失,T2、T3和T4的TS产气量仅为T1的100.30%、83.19%和77.59%;各处理麦秸产气中甲烷含量差异不显著(P=0.3681);堆肥后麦秸产气速率和气峰值均增加,T2、T3累积产气量达到总产气量80%的时间较对照提前了8d和2d,T2产气峰值较对照增加了2.65mL/d,但堆肥9d麦秸产气速率和产气峰值反而降低;厌氧发酵后麦秸TS和挥发性固体损失率均随着堆肥时间的延长而降低.从提高麦秸产沼气量的角度看,堆肥预处理并不合适,但对加快反应器启动,提高麦秸产气速率有一定促进作用,以堆肥3d的效果最好.

接种微生物条件下牛粪+麦秸堆腐过程有机组分的动态变化

大量排放的畜禽粪便若利用不当则会对环境构成威胁,经微生物发酵、制成高效有机肥料是粪肥与秸秆综合利用的一种重要方式。试验以牛粪添加不同比例的小麦秸秆为原料,在接种和非接种微生物的条件下进行堆腐,研究了腐解过程有机组分及腐殖物质的动态变化。结果表明,随着腐解进行,乙醇溶性组分含量逐渐降低;水溶性组分含量先升高再降低;半纤维素和纤维素含量随腐解进行呈现一定波动,但总体呈降低趋势;木质素含量呈增加趋势;全碳含量降低,腐殖物质碳占全碳的比例逐渐增加,H/F比值逐渐升高。秸秆的加入比例越高越有利于木质素的积累,牛粪所占比例越大则越有利于腐殖物质的形成。接种微生物可促进有机物料中各有机组分的分解,并有利于腐殖物质的形成。

鸡粪堆肥腐熟过程中腐熟度参数的变化

选用鸡粪与小麦秸秆为堆肥原料进行高温好氧堆肥实验,研究鸡粪高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH值、碳氮比等理化指标的变化,为农业废弃物快速资源化利用提供科学依据和技术指导。结果表明:鸡粪与小麦秸秆在C/N=30时达到的温度最高为60℃,高温持续时间为11天,堆肥过程中pH值是先上升后下降的过程。堆肥结束时C/N为16.4,NH4+-N含量比最高时降低了74.2%,HR比开始增加了58.8%,胡敏酸相对于最低点升高了107%,富里酸与堆肥前相比降低47.1%。

微生物菌剂对麦草、鸡粪高温堆肥进程及质量的影响

通过鸡粪与麦草静态高温好氧堆肥,对接种微生物菌剂的堆肥处理与不接种微生物菌剂的常规堆肥过程中温度、碳氮比(C/N)、铵态氮以及种子发芽指数(GI)的变化进行了比较分析。结果表明:与不接种微生物菌剂比较,接种自制微生物菌剂CM和市售的有机废弃物发酵菌曲JM堆肥温度提前3d达到最高温度60℃;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过14d其C/N就由30降为15以下,较不接种提前10d;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过20d其NH4+-N含量分别达到1.42,1.54g/kg,显著低于对照的2.01g/kg;经过14d的堆肥处理,接种CM、JM菌剂以及不接种的堆肥GI分别为57,48,32。研究表明,接种微生物菌剂CM、JM有助于麦草和鸡粪的快速腐熟,接种CM菌剂较接种JM菌剂有助于堆肥质量的提高。

猪粪和牛粪与秸秆配合堆腐过程中腐殖物质的变化特征

选用猪粪和牛粪与小麦秸秆分别按体积比75∶25和50∶50进行配合,在接种和不接种微生物条件下进行堆腐试验。结果表明,随着堆腐的进行,各处理总有机碳(TOC)含量均呈下降趋势,但腐殖物质碳质量占TOC质量的比例呈增加趋势,接种微生物促进了TOC的矿化和腐殖质的形成。在堆腐过程中,牛粪与秸秆2种配比处理胡敏酸/富里酸含量(H/F)比值随着堆腐进程均呈现上升趋势,而猪粪与秸秆2种配比处理H/F比值均呈现先上升后下降趋势。在堆腐结束时,接种微生物处理H/F比值均比不接种微生物处理高,说明接种微生物有利于胡敏酸的形成。从接种微生物促进腐殖质形成的效果来看,牛粪比猪粪更明显。

牛粪堆肥不同处理全N、P、K及有机质含量的动态变化

[目的]为了实现畜禽粪便的无害化处理和资源化利用。[方法]以新鲜牛粪、玉米秸秆和生物腐熟剂作为堆料,分别向鲜牛粪中添加0.05%、0.5%、1%的生物腐熟剂和5%的秸秆,以未添加任何物质的鲜牛粪为对照制定五种不同处理的好氧堆肥体系,研究了堆肥过程中全氮、全磷、全钾以及有机质的动态变化。[结果]堆肥结束时,全氮的相对含量增加,其中向牛粪中添加1%的生物腐熟剂可以减少牛粪中氮素的流失;不同处理对全磷、全钾含量影响不大,相对含量略显上升趋势。[结论]有机质含量呈阶段性变化,整体含量呈下降趋势。

牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对小麦产量及品质的影响

连续2季(2018—2019、2019—2020年)研究了牛粪秸秆堆肥在6000(M1-20%F)、9000 kg/hm(2 M2-20%F)施用量时替代20%全量化肥后对小麦产量及品质的影响,以单施化肥(CK-F)为对照,同时设不施肥对照(CK-F0)处理。结果表明,小麦季牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥第1季增产,第2季略有减产;籽粒蛋白质、湿面筋含量当季略有提高,第2季显著下降,蛋白质含量大小依次为CK-F(14.97 g/100 g)>M1-20%F(13.40 g/100 g)>M2-20%F(12.85 g/100 g)>CK-F0(11.25 g/100 g),湿面筋含量大小依次为CK-F(30.80%)>M1-20%F(29.45%)>M2-20%F(27.90%)>CK-F0(24.50%)。牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥后小麦籽粒含水量、容重、面粉吸水量、形成时间增加,其中形成时间第2季显著增加,依次为M1-20%F(5.35 min)>M2-20%F(5.10 min)>CK-F0(4.10 min)>CK-F(3.90 min);出粉率、面粉能量值下降,出粉率第2季显著下降;恒定变形拉伸阻力、最大拉伸阻力、稳定时间当季减小,第2季增加,其中第2季稳定时间显著增加,弱化度、延伸性当季增加,第2季下降。总之,小麦当季牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥是可行的,能够保证产量和品质;第2季替代会造成其产量和品质的下降。

芋头秸秆与牛粪高温堆肥的试验研究

通过堆肥培养试验研究了芋头秸秆和牛粪堆肥过程中温度、pH值和营养元素的变化,并与玉米秸秆和牛粪堆肥进行比较,确定芋头秸秆和牛粪堆肥的可行性。结果表明,随着堆肥的进行,芋头秸秆堆肥与玉米秸秆堆肥处理的堆体温度维持在50～60℃以上高温期均超过5～7 d,达到了《粪便无害化卫生标准》(GB7959—1987)的要求;pH值分别达到8.21、8.27,符合腐熟堆肥pH值在8.0～9.0的标准;速效氮含量降低,速效磷和速效钾含量增加,芋头秸秆处理的速效钾含量显著高于玉米秸秆的处理;种子发芽指数随着堆制时间延长而增加,堆制28 d后超过70%。采用芋头秸秆的堆肥处理与采用玉米秸秆的堆肥处理间没有显著差异,芋头秸是一种较好的填充料,可以应用于高温堆肥。

牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对麦玉轮作系统耕层土壤全量养分的影响

连续2 a(2018—2019、2019—2020)以单施化肥(CK-F)为对照,研究牛粪秸秆堆肥6 000(M1-20%F)、9 000(M2-20%F)kg/hm^(2)施用量下,小麦、玉米两季替代20%全量化肥对土壤全量养分的影响。结果表明,小麦-玉米轮作第1年,M1-20%F、M2-20%F处理小麦分别增产0.52%、13.90%,玉米分别增产17.65%、50.28%。轮作第2年,替代处理小麦产量略有下降;M1-20%F处理玉米产量略有下降,M2-20%F处理玉米增产8.21%。替代处理耕层土壤全氮、全磷含量均高于对照,其中M2-20%F处理在玉米成熟期增加趋势明显;土壤全钾含量有增加趋势;土壤有机质含量在玉米季成熟期总体上增加,在小麦第1季成熟期增加,第2季成熟期略有下降。与各处理当季播种时耕层养分含量相比,所有处理耕层土壤全氮含量小麦第1季成熟期均减少,第2季均增加;M1-20%F处理玉米季全氮含量减少,M2-20%F处理增加。耕层土壤全磷、全钾、有机质含量小麦第1季成熟期增加,第2季减少;玉米第2季成熟期土壤养分含量均增加。轮作第1年,与各处理对应轮作系统内小麦季播种期耕层养分含量比,土壤全氮含量均减少且替代处理减少量低于对照,CK-F(0.321 t/hm^(2))>M1-20%F(0.096 t/hm^(2))>M2-20%F(0.058 t/hm^(2));第2年均增加。全磷含量在第1年均增加,第2年,CK-F、M2-20%F分别增加0.450、0.499 t/hm^(2),M1-20%F处理则减少0.079 t/hm^(2)。全钾和有机质含量均增加,CK-F、M1-20%F、M2-20%F处理2 a累计分别增加30.292、31.392、31.605 t/hm^(2)和16.145、25.983、21.371 t/hm^(2),替代处理累计增加量均高于对照。综上,在小麦-玉米轮作区,小麦、玉米两季实行有机肥替代20%全量化肥可以满足作物的养分需求,实现稳产。

江苏东海县小麦秸秆和猪粪堆肥及原位还田试验研究

利用小麦秸秆和猪粪为原料进行好氧堆肥,对堆肥参数进行了优化和研究,对堆肥过程中温室气体的释放规律进行了探索,并初步考察了堆肥成品原位还田的效果。结果表明,堆肥反应可在约45 d内完成,初始最优ρ(C)︰ρ(N)和含水率分别约25︰1和65%;高温持续时间较长,p H值、电导率、有机质和N,P,K含量均满足堆肥腐熟要求;小麦秸秆和猪粪混合堆肥比单独将猪粪进行堆肥释放的温室气体更少;将质量比为3︰7的堆肥成品和土壤混合作为基质进行原位还田培育小麦,小麦种子的出芽率和幼苗生长情况均最佳。

小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响

通过研究小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响,寻求羊粪高温堆肥时与秸秆的最佳配比,旨在为羊粪快速资源化利用提供科学依据。结果表明:羊粪高温堆肥时添加小麦秸秆可以缩短进入高温发酵期的时间,减少氮素损失,加快C/N降低速率,减少有害物质产生;羊粪和小麦秸秆质量分数9∶2处理在堆肥结束时,有机质和速效氮含量较堆肥初期下降幅度最小,分别为33.67%和14.10%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较堆肥初期提高幅度最大,分别为13.84%、8.40%、24.82%、31.34%和5.47%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,羊粪和小麦秸秆按质量9∶2堆肥的腐熟速度比纯羊粪提高了1倍,28d即可腐熟。在实际应用中,羊粪与小麦秸秆按质量9∶2进行堆肥较为适宜。

添加小麦秸秆生物质炭对猪粪堆肥腐熟程度及温室气体排放的影响

以猪粪堆肥为对象,研究添加小麦秸秆生物质炭对猪粪高温好氧堆肥腐熟程度和温室气体排放的影响。结果表明,在整个堆肥腐熟过程中,纯猪粪、猪粪与生物质炭分别以12∶1、5∶1和2.3∶1比例混合的堆体达到的最高堆肥温度分别为44℃、58℃、63℃、60℃,其中5∶1和2.3∶1比例混合的处理均比12∶1处理提前2天进入高温腐熟阶段,并且提前5天完成腐熟过程;12∶1和5∶1生物质炭处理可显著降低堆体的EC值,但高比例(2.3∶1)添加下EC值超出堆肥安全施用范围;与CK相比,添加生物质炭处理堆体NH4+-N含量较对照提前11天降到最低值并趋于稳定;堆肥结束时,生物质炭添加比例为12∶1、5∶1和2.3∶1堆体的NO3--N含量分别比对照提高了53.70%、148.36%和27.61%。且堆肥结束后添加生物质炭12∶1、5∶1和2.3∶1比例的堆体全氮损失率较对照分别降低32.07%、60.78%和50.18%;添加生物质炭显著降低堆体CH4排放总量82.03%~96.93%;5∶1和2.3∶1处理的CO2排放总量较对照显著降低20.21%和41.10%,而12∶1处理与CK相比无显著性差异;12∶1和5∶1处理的N2O的排放总量较CK显著提高66.61%和50.11%,而2.3∶1处理比CK显著降低了40.87%。