《有机物料对牛粪好氧堆肥过程的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机物料对牛粪好氧堆肥过程的影响（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有机物料对牛粪好氧堆肥过程的影响张玉凤;田慎重;边文范;林海涛;王江涛;董亮;刘兆辉;郭洪海;任庆菊【摘要】为了解决牛粪纤维含量较高,C/N值低，不易腐解的问题，本试验结合当地 农业废弃物特点及数量,从玉米秸秆、糠醛渣、菌渣等材料中筛选出适合牛粪发酵 的辅料，采用好氧发酵方法，通过测定发酵期间堆肥温度、容重、pH值、有机质、 氮磷钾含量、种子发芽指数等指标,检验牛粪与不同辅料配合的发酵效果.结果 表明, 配方1（牛粪69%+辅料A 31%+菌剂，辅料A为糠醛渣、秸秆、氧化钙）、配方 2（牛粪76%+辅料B24% +菌剂，辅料B为秸秆、尿素）、配方3（牛粪86% +辅料C 14%+菌剂，辅料C为
2、糠醛渣、氧化钙）、配方4（牛粪63%+辅料D37%+菌剂，辅 料D为糠醛渣、菌渣、氧化钙）在发酵23 d后各项指标趋于稳定;四个配方在发酵 过程中达到50工高温的时间分别为1、6、3、3d,维持时间均在23 d以上,达到了 好氧发酵的卫生要求;0 1 d pH值下降,1 11d升高,11 23 d呈现下降趋 势,2332 d稳定，最终pH值达到7.58.2;有机质、氮、磷、钾含量变化幅度较 大的时段是023 d,发酵结束后氮、磷、钾含量均升高,C/N值由30下降到15.3 20.3；四个配方发酵产物浸出液的发芽指数均在95%以上,达到了无害化程度. 综合各项指标，四个配方在发酵23 d后达到无
3、害化程度,均适合做牛粪发酵的辅料； 发酵到23 d时四个配方的有机质含量乘以1.5后均达到70%以上，符合NY525- 2012有机肥的标准;N + P2O5+ K2O含量大于4.3%,接近商品有机肥的标准，四个 配方的发酵产物均可以作为商品有机肥的原料.【期刊名称】 山东农业科学【年（卷）,期】 2019（051）005【总页数】7页（P76-82）s】呆bHm 田H刪衿xst毒前sfiHH口5fin 测篇箫ml 【喜倉】&*s5islllsssws 刪带舉册己汩*a酋DDt盡矍刪带舉册富唏書矍Hffls聲書莒、 E芻W250100&汩專辰普対痘黑孕SS書対益聲酋畳氏 曼需刪、卸舉册富酋DD
4、t盡矍刪带舉册富唏書矍H95聲 ip&isso*s5issilss 屈喜*曼需刪、卸舉册、E汩酋DDt雷*4刪带舉册、E汩零番*4 巨常喜*曼需刪、卸舉册、E汩酋DDt雷*4刪带舉册、E汩唏書 矍H95聲書莒&汩菁250100&汩專巨怎劈痘黑孕書 耳、対巨謝B朝酋*厠左辿在刪、处料舉册、E汩*a酋DDtdR*4刪、处料舉册、E汩 *書矍H95聲書莒&汩菁250100&汩專巨怎劈痘黑孕 3鹭、餐常喜*曼需刪、卸舉册、E汩酋DDt雷*4刪带舉册 、E汩唏孕*4Hffl5af丹S羽甘亡、E汩刃250100曰郦E冈対l=aD、E汩刃 W250200 nKw】廿x sm S141.3随着畜禽养殖业集约化
5、程度提高，养殖业与种植业的日益分离，循环农业的链节中 断，畜禽粪便用作农田肥料的比重大幅下降，乱堆乱排的现象越来越普遍，造成了 严重的环境污染。比如NH3、NOx的挥发造成酸雨；氮、磷流失及病原微生物的 扩散造成水源富营养化，生活用水及地下水受污染1；散发的恶臭气味严重影响 着附近居民的身心健康2。因此，有效合理使用畜禽粪便，已越来越为世界各国 所重视。大量研究证明，好氧堆肥是实现畜禽粪便无害化的有效措施，通过调控有机物料水 分和碳氮比等条件，使微生物繁殖并分解有机物，将堆肥原料中不稳定的有机物， 通过高温好氧发酵，逐步降解为性质稳定、对作物无害或改良土壤的堆肥产物 3 堆肥腐熟若不充分，则有
6、害于农作物的生长发育，而过度腐熟，有机碳与氮素损失 大、肥效低4,5。因此，针对畜禽粪便类型及发酵堆肥的用途，筛选出适合粪便 好氧发酵的辅料是决定发酵质量的关键因素。牛粪纤维含量较高，不易腐解，C/N 比约为13，不能满足发酵所需要的C/N比为25 30的条件6，所以需要添加一 定C/N较高的辅料将其调配到适合发酵的C/N、容重等指标。调节C/N比的辅 料主要有农林废弃物或食品副产品等。刘超等7以蘑菇渣、稻壳为辅料，研究表 明C/N为25时堆体达到的温度最高，达到最高温度所需时间最短且保持65C以 上时间最长。朱海生等8 利用锯末调节牛粪C/N，添加锯末显著降低牛粪贮存过 程中总温室气体排放量
7、。Zhang等9在园林废弃物中添加鱼塘底泥和磷矿粉，可 以加速腐殖化进程，使发酵时间从90 270 d缩短至22 d。辅料的选择一方面要 考虑达到发酵的条件，同时需要考虑辅料的来源，由于商品有机肥的利润问题，所 以最好选择运输半径较近的原料，即充分利用当地农业废弃物作为辅料。关于不同 辅料的添加比例、发酵效果目前没有统一的技术规程，本研究拟结合当地的玉米秸 秆、糠醛渣、菌渣等辅料，筛选出适合牛粪发酵的辅料并确定其添加比例，以便提 高牛粪发酵速度，实现牛粪无害化的同时，充分利用当地废弃物资源。1 材料与方法1.1 试验材料 (1)牛粪：成年奶牛混合粪便。(2)玉米秸秆：济南附近农村购买。(3)菌
8、渣：栽培双 孢菇的下脚料。(4)糠醛渣：生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳等农副产品中 的聚戊糖成分水解生产糠醛(呋喃甲醛) 产生的废弃物。(5)微生物发酵菌剂：复合 微生物(光合菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌等多种微生物，有效活菌数 2x108 cfu/mL)。(6)氧化钙：CaO含量85%，大连老虎矿业有限公司生产，主 要用于调整物料pH值。试验材料基本理化性质见表1。表1堆肥材料的基本理化性状原料有机质()氮()C/NpH值含水量()牛粪 5.581.0913.61 5.8137.3玉米秸秆74.211.0043.05 7.4315.7菌渣 54.932.1614.75 7.423
9、9.1糠醛渣60.080.5069.70 4.3149.01.2 试验方法好氧堆肥的关键是发酵条件，大量研究表明，最佳发酵条件是C/N为(25-30):1, pH值在6.5 8.0,含水量推荐上限在50% 60%3。本试验根据物料特点，将 其初期C/N调整约为28:1,含水量约为60% , pH值约7.2。根据上述原则， 试验设置 4个处理,各处理的原料及其比例(重量比,干基计)分别为：配方1 ：牛 粪(69%)+辅料A(31%)+菌剂，辅料A为糠醛渣、秸秆、氧化钙；配方2:牛粪 (76%)+辅料B(24%)+菌剂，辅料B为秸秆、尿素；配方3:牛粪(86%)+辅料 C(14%)+菌剂，辅料C为
10、糠醛渣、氧化钙；配方4:牛粪(63%)+辅料D(37%) + 菌剂，辅料D为糠醛渣、菌渣、氧化钙。4个配方处理的菌剂相同，用量为牛粪+ 辅料总重量的 0.5%。试验于 2017年5月22日至6月23日在济南老伙计生态肥业有限公司进行。将 玉米秸秆粉碎至1.5-2 cm左右，然后将牛粪与粉碎好的秸秆、糠醛渣等物料混 合，再加入发酵菌剂、尿素、水分等其它物料，充分混合。然后将混合物料运送至 发酵槽中，堆成高约1.2 m、宽约2 m、长约3 m的堆体。于每天上午9:3010:30和下午15:3016:30,测定堆体中间位置的上中 下部的温度、含水量（采用SY系列堆肥专用温度/含水率传感器测定）、氧气
11、含量 （采用堆肥专用氧含量分析仪测定）等指标。一般适宜的含水量在50% -60%,超 过这个范围，水分会堵塞物料间空隙，易形成厌氧状况，微生物分解活性会降低 10,11,产生臭气,养分损失大,堆肥速度慢；水分在35%-40%时,堆肥中微 生物的降解速率会显著下降,小于30%时,降解完全停止3。所以当含水量低于 30%时,开始补充水分至60%。一般认为堆体中的含氧量保持在5%-15%之间 比较适宜。氧含量低于5%会导致厌氧发酵；氧含量高于15%则会使堆体冷却, 导致病原菌大量存活12。本试验中氧气含量低于5%时，翻堆；温度达到65C 以上时,也开始翻堆。同时记录周围环境的平均温度,以便有效控制堆
12、肥进程和产 品质量。分别于0、1、5、11、19、23、27、32 d,采用5点法在堆体不同部位 取样一次，取样量为200 g左右，样品混合均匀后测其pH值13、有机质14、 氮13、磷13、钾13含量、容重3。发酵结束后,采用发芽率试验检测发酵物料腐熟度。具体测定方法：首先进行堆肥 发酵物浸提液的提取。新鲜堆肥样品和去离子水按固液比为1:10（W:V=质量： 体积）比例混合，在200 r/min的速度下振荡浸提1 h，将其离心（4 000 r/min）10 min，得到堆肥水浸提液，过滤后取上清液于塑料瓶中4C贮存备用。在9 cm培 养皿内垫上一张滤纸,均匀放入 20粒油菜种子,加入堆肥样品
13、浸提滤液 5 mL, 在25C培养箱中黑暗培养48 h，取出计算发芽率,10 d后，测定油菜根长，每 个样品做3次重复，同时用蒸馏水做空白试验。按照以下公式计算发芽指数（GI）: GI=（堆肥浸提液的种子发芽率x种子根长）/（蒸馏水的种子发芽率x种子根长）x100%1.3 数据分析运用Microsoft Excel进行数据处理及作图，用DPS v7.00软件对数据进行方差 分析，应用Duncans新复极差法进行多重比较(Pv0.05)。2 结果与分析2.1 不同有机物料配比堆肥过程中温度的变化 好氧堆肥的关键是温度，温度变化是反映发酵是否正常的最直接、最敏感的指标 3。从图1看出，堆肥温度变化
14、有 3 个阶段：升温阶段、高温阶段(堆肥温度高于 50C)、降温腐熟阶段。配方1在堆肥1 d后，温度达到50工以上，第8 d时温 度达到最高72C,225 d基本维持在60C以上，25 d后开始下降，但依然在 50C以上，30 d之后低于50C,即129 d均维持在50C以上，此后温度趋于 稳定；配方2在堆肥6 d时温度达到50C以上，第8 d温度达到最高70.9C, 724 d基本维持在60C以上，25 d开始下降,6-29 d均维持在50C以上； 配方3温度变化较大，第3 d时温度达到50C以上，20 d时达到最高温度68C, 3-29 d间温度大部分在5068C之间；配方4在堆肥3 d后
15、温度达到50C以 上，第18 d时温度达到最高66.1C,325 d基本维持在50C以上，26 d开始 下降，温度低于50C。四个配方相比，配方2温度上升慢，配方3和配方4温度 低，配方1温度上升快且25 d前一直处于较高状态。25 d后四个配方的温度均 趋向稳定。按照GB/T79592012粪便无害化卫生要求，机械：堆温50C,至少持续2 d ; 人工：堆温A 50C,至少持续10 d15。从本试验发酵过程中温度的变化看出， 四个配方在发酵过程中达到50C高温的时间分别为1、6、3、3 d,维持时间分 别为29、24、27、23 d，均达到了好氧发酵的卫生要求。图1不同有机物料配比堆肥过程中温度的变化2.2不同有机物料配比堆肥过程中pH值的变化在堆肥过程中pH值是一个重要的因素。一般pH值在59之间都可以进行堆肥。 pH 值过高或过低均影响微生物的活性，进而降低发酵速率，导致臭味产生16,17。 发酵过程中pH值会随着发酵进程的变化而变化，鲍艳宇等18研究表明，在前3 d(升温期)，由于微生物分解蛋白质类有机物产生氨氮，促使pH值上升较快；在 堆肥后期，随着氨的挥发及蛋白质类有机物的降解，pH值下降。而李季等3研究 表明，好氧堆肥初期，pH值一般下降到5
