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鸡粪纳米膜好氧发酵堆肥腐熟度的研究

作者:转自:原创: 宫锡余 王永远等 谷约   发布时间:2018-07-25 10:43:14

腐熟度是评价堆肥稳定性及安全性的重要指标。堆肥生产出的堆肥产品必须是腐熟的,否则会造成植物缺氮,引起微生物的剧烈活动而导致氧缺乏,进而产生极端厌氧环境而影响植物根系的生长。因此,构建快速、准确和适应较强的评价堆肥腐熟度的方法既是堆肥工艺改进、产品市场化的客观要求,也是提高产品质量,促进生态良性循环,增加农作物产量和增加农民收入必然要求。本文以鸡粪为主要研究对象,利用高分子纳米膜进行堆肥试验,从堆肥腐熟度出发,通过分析堆肥过程中物理、化学及生物学指标变化,研究纳米膜堆肥发酵的腐熟度,为提高堆肥效率与堆肥质量提供理论依据,促进畜禽粪便无害化处理及资源化利用。


材料与方法

(一)试验材料

鸡粪:来自于河北秦皇岛市卢龙县李各庄村蛋鸡养殖厂,含水率80%左右。

辅料:杏鲍菇菌渣,含水率35%左右。

腐熟菌剂:秦皇岛领先康地农业技术有限公司生产的有机物料腐熟剂,其有效活菌数≥10.0亿cfu/g。

(二)试验方法

1、试验处理

共2组处理:

(1)CK堆肥配方:鸡粪80%,菇渣20%,腐熟菌剂0.1%;

(2)处理S堆肥配方:鸡粪80%,菇渣20%,腐熟菌剂0.1%。

两组处理的物料充分混匀,利用铲车堆置成梯形条垛。CK未采用纳米膜好氧发酵装置,露天堆肥,当堆体温度高于50℃时进行翻堆供氧,每天翻堆1~2次;处理S采用纳米膜好氧发酵装置,设备自动运行进行,风机通风供氧,不翻堆。

2.、指标测定

每天测定1次堆体温度,每2天测定1次堆体的PH值、含水率、有机质、全氮、全磷等指标,直至堆肥结束。堆肥结束时,通过眼观、鼻闻等方式判断堆体表观指标。


试验结果

外观:通过眼观、鼻闻、手摸,判断出CK组与S组的堆肥产品为松散粉末,CK为灰褐色,处理S为黑褐色,二者均略带土腥味。与CK相比,堆肥1小时后,处理S的臭味迅速减弱,当日所生蛆虫大量死亡。

温度变化:在堆肥过程中,高温阶段为堆体温度≥50℃。50℃以上的高温可杀死病原菌等,加快有机物转变为腐殖质,高温期持续时间越长,腐熟效果越好。相关数据显示,与CK相比,处理S起温速度较快,高温期持续时间长,无害化处理效果符合NY/T1168-2006标准规定。

PH变化:堆肥发酵最佳PH值一般为6.5~7.5,腐熟堆肥PH值应该在8~9。

含水率变化:堆肥最适含水率一般为55%~65%,腐熟堆肥的含水率一般为20%~30%相关数据显示,处理S的含水率直至第20天仍在40%左右,利于堆肥持续发酵。

有机质含量变化:堆肥结束时,CK的有机质含量为45.35%,处理S的有机质含量为39.76%,处理S有机质降解速率明显高于CK。

全氮含量变化:堆肥结束时,CK的全氮含量为1.62,处理S的全氮含量为1.89,处理S高于CK,表明处理S的氮损失量较少。

碳氮比(C/N):堆肥结束时,CK的C/N为16.94,处理S的C/N为12.53,处理S的C/N小于CK,表明处理S的腐熟效果更好。

铵态氮含量变化:在堆肥结束时,CK的铵态氮含量为486mg/Kg,处理S的铵态氮含量为327mg/Kg,处理S的铵态氮含量低于CK,这说明处理S的堆肥腐熟效果好。

全磷、全钾含量变化:在堆肥结束时,CK的全磷、全钾含量分别为2.04%和1.52%,S组分别为2.39%和1.58%。

种子发芽指数:堆肥结束时CK组GI为89.73%,S组为95.78%,两个处理均达到了腐熟要求,处理S的腐熟效果更好。

堆肥腐熟度指标可划分为3类:物理学指标、化学指标和生物学指标。

物理学指标包括温度、气味和颜色等。物理学指标难于定量化表征堆肥过程中堆料成分的变化,通过分析堆肥过程中堆料的化学成分或化学性质的变化评价堆肥腐熟度的方法更常用一些。

化学指标包括有机质含量变化、氨氮含量变化、碳氮比等。在堆肥过程中,堆料的有机质含量变化显著,可通过有机质含量变化来表征腐熟度。碳和氮的变化是堆肥的基本特征之一,C/N是最常用于评价腐熟度的参数。

微生物的活性变化及堆肥对植物生长的影响常用于评价堆肥腐熟度,主要有呼吸作用及种子发芽指数等。当GI≥80%时,表明堆肥已完全腐熟。

堆肥腐熟度受多种因素的综合影响,不能用单一的指标进行评价。因此,目前较为认同的腐熟度评价方法是将化学指标与生物指标结合起来,综合分析堆肥腐熟状况。 


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