科研产出
堆肥过程氨气、硫化氢协同减排研究进展
《农业资源与环境学报 》 2024
摘要：有机固体废弃物年产生量快速增长成为全球面临的巨大挑战，好氧堆肥技术是有机固体废弃物资源利用的主流技术之一，但堆肥过程中微生物剧烈活动，有机质不断分解，往往产生大量恶臭气体并释放到空气中，特别是氨气（NH3）和硫化氢（H2S），对人畜健康和环境质量造成严重影响。本文重点总结了有机固体废弃物好氧堆肥过程中NH3和H2S的产生机制及转化途径，从内源参数控制（C/N、曝气量、初始含水率、初始pH）和外源物质添加（化学添加剂、物理添加剂、生物添加剂）两个方面分别介绍了NH3和H2S的协同减排技术，并基于研究现状对未来该领域的研究方向进行展望。已有研究表明，堆肥各参数之间相互影响、相互作用，需要协同考虑、整体优化，仅靠调控堆体内源参数发挥的作用有限，在优化内源参数的基础上，耦合外源物质添加，可进一步提高堆肥过程中NH3和H2S的减排效率，有助于推动好氧堆肥技术绿色、高效发展。
关键词： 好氧堆肥 NH3 H2S 减排 有机废弃物 固体废弃物
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腐熟剂对茭白秸秆堆肥腐熟效果的影响
《土壤与作物 》 2023
摘要：为验证不同腐熟剂对茭白秸秆堆肥的腐熟效果,通过分析秸秆外观、秸秆堆肥养分含量变化以及堆肥产物对种子发芽指数的影响,以期筛选出适宜红壤丘陵区气候条件的秸秆腐熟剂.本文将腐熟剂接种到以茭白秸秆、畜禽粪以及尿素为材料的堆肥中,共设 5个处理,分别为不添加腐熟剂(CK)、添加谷霖微生物腐秆剂处理(T1)、添加沃宝秸秆腐熟剂处理(T2)、添加低量EM菌剂处理(T3)和添加高量EM菌剂处理(T4).结果表明:在堆肥过程中添加腐熟剂的堆腐外观的变化程度更明显,微生物菌剂处理的C/N在堆肥的 60 d降至 7.8~10.8,而对照CK则为 12.7.随着腐熟过程的推进,pH总体呈逐渐上升趋势,水溶性铵态氮和硝态氮呈先升后降的趋势.60 d时,添加微生物菌剂处理的种子发芽指数为85.4%~96.5%,CK为 84.6%.可见,腐熟剂能提高腐解产物的速效养分,加快茭白秸秆的腐解进程,增加秸秆的腐熟程度,降低秸秆腐熟发酵物植物毒性,其中以低量EM菌剂处理效果最好.
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尿素硝酸铵调节碳氮比促进小麦秸秆堆肥腐熟
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]高温堆肥可以加快秸秆腐解并浓缩其养分含量,是秸秆综合利用的有效措施之一。通常采用畜禽粪便来调节秸秆堆肥的C/N比,但由于重金属和抗生素问题限制了其在高价值经济作物上的应用。为此选择绿色无污染的尿素硝酸铵溶液(UAN)作为氮素调理剂开展堆肥试验,为生产高品质秸秆有机肥提供科学依据。[方法]设置4个处理,按照UAN添加量由多到少分别将堆肥C/N调节为15、20、25和30,进行50 d堆肥,监测堆肥过程中温度、pH、EC、有机碳、铵态氮、硝态氮、纤维素组成、种子发芽率指数等指标的动态变化,并综合判定堆肥腐熟效果。[结果]C/N25和C/N30的处理最高温度分别达到63.4℃和65.9℃,50℃以上高温持续时间分别为7d和8d,而C/N15、C/N20处理高温持续仅1～2d,未达到无害化处理要求。堆肥初始pH值随着UAN添加量的增大而升高,范围在6.79～7.94,堆肥后pH值范围在7.63～7.89,各处理间没有明显差异。堆肥后各处理有机碳含量下降了8.29%～13.5%,且C/N25、C/N30的处理有机碳降解率显著高于C/N15和C/N20的处理。全氮含量较堆肥初增加53.3%～83.7%。秸秆中有机物组成表现为纤维素>半纤维素>木质素,堆肥后半纤维素、纤维素和木质素含量分别较堆肥初下降了30.5%～50.9%、42.%～55.8%和15.3%～29.4%。堆肥过程中由氨气挥发造成的氮素损失率随着C/N比升高而降低,分别为34.9%、29.0%、22.1%和7.37%;堆肥过程中无机氮占总氮的比例逐渐降低,由初始的52.4%～75.8%下降到结束时的25.4%～63.1%,而对应有机氮的比例则较堆肥初提高了52.4%～66.0%,表明小麦秸秆堆肥中氮素的稳定性增强。经过50 d的堆肥处理,C/N25和C/N30的处理种子发芽率指数均达到彻底腐熟(GI≥80%),C/N20的处理达到基本腐熟(GI≥50%),而C/N15的处理未腐熟。[结论]采用尿素硝酸铵溶液作为氮素调理剂可有效降低小麦秸秆堆肥C/N比,促进小麦秸秆腐解,以C/N30处理腐熟效果最好。
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过磷酸钙用量对猪粪堆肥过程及磷形态变化的影响
《植物营养与肥料学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】过磷酸钙作为常用的畜禽粪便堆肥添加剂,具有减少氮素损失率并提高氮、磷养分含量等优点,但其对磷的有效性和形态的影响有待深入探讨。通过试验研究不同过磷酸钙添加量对猪粪锯末好氧堆肥过程的影响及堆肥中不同形态磷含量和形态之间的相互转化规律,以期为畜禽粪便堆肥中磷素的转化及合理施用提供科学依据。【方法】将猪粪和锯末以质量比(鲜重)4∶1的比例混合,然后按照猪粪和锯末干物质量的5%、10%、15%添加过磷酸钙,以不添加过磷酸钙作为对照(CK),进行42 d好氧堆肥,监测堆肥温度、含水率、p H、全氮、有机碳、全磷、有效磷、有机磷等指标。【结果】与CK相比,添加适量过磷酸钙可以显著提高堆肥的温度,增加高温持续期2~10 d;提高堆肥物料的持水能力,加快有机碳降解。添加5%~15%的过磷酸钙可以显著降低堆肥初始p H值0.33~0.68个单位,有效抑制堆肥过程中铵态氮的挥发损失,CK、5%、10%和15%的处理在堆肥结束时的氮素损失率分别为29.4%、26.6%、18.5%和8.0%,全氮和全磷含量分别较堆肥初增加17.3~34.2%和37.0%~123.1%。CK有效磷含量随堆肥时间不断上升,第42 d较堆肥初增加73.0%,而添加过磷酸钙5%、10%和15%的处理有效磷含量显著降低,分别较堆肥初减少了4.0%、23.2%和41.8%。随着堆肥的进行,各处理中有效磷占全磷的比例均不断下降,表明堆肥过程降低了磷的有效性。堆肥前期以有机磷的矿化为主,后期以有机磷的合成为主,第42 d有机磷占全磷的比例CK最高(22.1%),添加5%、10%和15%过磷酸钙的处理分别为15.4%、11.0%和8.7%。【结论】猪粪堆肥中添加过磷酸钙,可以有效减少氮素损失,加快有机物料降解,以10%的添加量效果最佳;堆肥过程降低了磷的有效性,随着过磷酸钙用量的增加有效磷的比例不断下降;腐熟后堆肥中的磷以无机态为主,有机磷占全磷的比例随着过磷酸钙用量的增加而递减。
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发酵菌剂接种量对堆肥理化性质和有关酶活的影响
《农业环境科学学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：以鸭场垫料(鸭粪和稻壳混合物)和孵化场及屠宰场废弃有机物为原料进行堆肥试验,采用单因素4水平3重复设计,研究由耐热芽孢杆菌和沙雷氏菌组成的微生物菌剂不同接种剂量(0%、0.35%、0.40%、0.45%)对堆肥过程中温度、含水率、C/N等物理、化学指标和脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、蛋白酶和纤维素酶等酶活性变化的影响,来确定微生物菌剂适宜添加量。结果表明,接种微生物菌剂能迅速提高堆体温度,高温维持时间长,达到堆肥无害化的卫生标准。堆肥结束时,接菌各组C/N都显著低于对照组(P<0.05),种子发芽指数、全氮、全磷、全钾及速效氮、磷、钾都显著高于对照组(P<0.05),接菌各组间各元素含量差异不显著(P>0.05)。除纤维素酶外,脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶和蛋白酶活性在整个堆肥过程中都显著高于对照组(P<0.05),而接菌各组间酶活性差异不显著(P>0.05),接菌处理各酶活与理化指标呈现较好的相关性,说明接种外源微生物菌剂能加快堆料有机物的分解,缩短堆肥反应进程。综合判断,在本试验中接种剂量为0.35%较为合适。
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鸡粪与蘑菇渣堆肥工艺对腐熟效果的影响
《河南农业科学 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：为给养殖业和食用菌种植业废弃物的无害处理和资源利用以及鸡粪堆肥的规模化生产提供技术支撑,研究了低C/N条件下鸡粪堆肥技术的应用效果。试验以鸡粪、蘑菇渣按照鲜质量比2∶1,初始含水率56%,C/N为16.2配比,进行了周期为58d的条垛式高温好氧堆肥。结果表明,堆肥开始后48h内堆体温度升高到65.0℃,55.0℃以上高温持续37d,物料彻底无害化。堆肥产品全氮、全磷和全钾含量分别为20.20、22.74和18.80g/kg,有机质含量456.80g/kg,符合有机肥农业行业标准,含水率、pH值、C/N等指标趋于稳定,腐熟效果较好。
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添加不同比例油菜秸秆对猪粪堆肥腐熟效果的影响
《家畜生态学报 》 2011
摘要：试验以猪粪和油菜秸秆为原料进行高温好氧堆肥,通过油菜秸秆的不同添加量调节堆肥中的C/N,利用不同C/N在堆肥过程中的温度、发芽指数、全氮、有机质和pH等参数,探讨了不同C/N对猪粪堆肥腐熟度的影响。结果表明:在添加生物菌剂、翻堆间隔天数和其他条件相同的情况下当C/N为22.72即猪鲜粪:油菜秸秆为6.5∶1(质量比)时的各项参数均达到较好的水平,取得较好的堆肥效果。
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自然堆肥过程中微生物群落的动态变化
《安徽农业科学 》 2009 北大核心
摘要：[目的]研究堆肥中微生物群落的动态以揭示整个堆肥过程中的物质转化规律、腐熟度进程。[方法]通过两次自然堆肥试验,采用平板培养计数法对自然堆肥过程中微生物区系的动态变化进行了研究。[结果]结果表明,在自然堆肥过程中微生物的生长受温度影响很大,随着温度变化微生物在数量上遵循高—低—高的变化规律。在整个堆肥过程中细菌在数量始终占优势地位,放线菌次之,霉菌数量最少。[结论]在堆肥的起始期、高温期、降温期可以补充适合的微生物菌种来达到提温、维持高温、分解纤维素从而达到加速堆肥进程缩短堆肥周期的目的。
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