添加腐熟菌剂对园林绿色废弃物堆肥化效果的影响

通过添加微生物菌剂堆肥化处理园林绿色废弃物,量化堆肥过程中主要参数,了解添加微生物菌剂对园林绿色废弃物的堆肥化效果。试验结果表明:添加微生物菌剂可以增加堆体的腐熟程度,表现在菌剂处理温度增加量高于对照处理,特别是在堆置中后期;菌剂提高堆体的电导率值,以堆肥为基质测定的种子发芽率高于对照处理10%左右;相比对照处理,菌剂处理增加了堆体的有机质含量1.8%,对大肠菌含量影响不明显。园林绿色废弃物堆肥各指标均符合国家有机肥标准,均达到无害化处理的效果。     

竹炭添加对厨余垃圾好氧堆肥过程的影响

为了探讨竹炭对厨余垃圾好氧堆肥过程的影响,向厨余垃圾添加稻草调节堆肥原料初始含水率为70%后,分别添加0%和5%的竹炭(竹炭与堆肥原料湿基比)进行为期15 d的好氧堆肥,研究了堆肥过程中堆体温度、厨余垃圾和稻草有机物降解率及堆肥腐熟程度的变化。结果表明:竹炭的添加增加了厨余垃圾好氧堆肥高温(> 55℃)持续时间,且高温阶段的前4天,添加5%竹炭堆体温度都明显高于对照;竹炭的添加提高了堆肥过程中有机物的降解率,堆肥结束时,与添加5%竹炭堆体其厨余垃圾和稻草的有机物降解率分别比对照提高了20.6%和29.2%,表征腐熟化程度的SUVA254和SUVA280值分别提高了15.6%和12.4%。以上结果表明,竹炭的添加促进了厨余垃圾堆肥过程有机物的降解,提高了堆肥产品的腐熟程度。     

菌渣垫料堆肥过程碳素物质转化规律

好氧堆肥是一种有效处理农业废弃物的方法,有利于实现农业资源的循环利用。但堆肥也有它的缺点,堆肥过程中的碳素损失是造成温室气体形成的重要原因。因此研究碳素在堆肥过程中的转化规律对于如何减少堆肥潜在的负面环境影响十分重要。该研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及秀珍菇菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程碳素物质转化的影响。结果表明,堆肥过程中总有机碳呈逐渐下降趋势;胡敏酸呈逐渐增加的趋势;微生物量碳和可溶性碳呈先增后降的变化趋势。堆肥结束时,碳素降解率为5.7%~10.2%,胡敏酸增加了56.0%~131.0%,可溶性有机碳增加了54.5%~81.5%,微生物生物量碳增加了31.7%~73.4%。以垫料为主料的堆肥处理碳素损失高于以菌渣为主料的处理,添加EM菌剂可以加速有机质的矿化分解和提高腐殖质化指数。     

牛粪矿物混合蚯蚓堆肥中堆制物Pb和Cd吸附性能变化

为促进畜粪和矿物资源的生态循环利用和Pb、Cd污染土壤的原位稳定化治理,以寻求具有良好重金属吸附性能的原位稳定化修复材料为目标,该研究以高钙镁系矿物和海泡石添加下牛粪矿物混合蚯蚓堆肥为研究对象,分析堆制物性状变化及其对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附性能差异。结果表明,高钙镁系矿物及海泡石添加下蚯蚓均可较好生长,蚯蚓处理可使堆制物pH值、C/N比和有机质含量降低,而使其阳离子交换量和比表面积提高;高钙镁系矿物和海泡石添加则均可提高堆制物pH值、阳离子交换量和比表面积。傅里叶红外光谱分析表明,蚯蚓处理后堆制物中醇或羧酸类物质和芳香类物质增多,而脂类和多糖类物质含量减少,且高钙镁系矿物添加使堆制物含有更多的Me-O基团。X射线衍射分析表明,蚯蚓处理后堆制物中含有更多的硅酸盐和可溶性盐;高钙镁系矿物添加则增加了堆制物中的硅酸盐含量及CaO、MgO等组分,而海泡石添加使堆制物中增加了硅酸盐含量及MgO等组分。吸附试验表明,蚯蚓处理后堆制物对Pb~(2+)、Cd~(2+)具有更大吸附量和吸持能力,且以牛粪和高钙镁系矿物混合蚯蚓堆肥中的堆制物对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附效果最好,其吸附率分别为77.8%、59.7%。因此,利用牛粪和高钙镁系矿物混合蚯蚓堆肥生产具有良好Pb~(2+)、Cd~(2+)吸附性能的堆制物具有一定可行性。     

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%。     

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH₄⁺-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen, DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30～40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH₄⁺-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪...     

畜禽粪便堆肥溶解态有机质三维荧光光谱特征及Cu络合

畜禽粪便中溶解态有机质（DOM）易与Cu发生络合,从而促进其向土壤溶液和地表水体中迁移。该文对比分析堆肥前后猪粪和牛粪DOM三维荧光光谱特征变化,并通过荧光猝灭滴定法研究了堆肥对猪粪和牛粪中DOM与Cu络合的影响。研究发现,未经堆腐的猪粪和牛粪DOM中均存在较强的类蛋白荧光峰,包括类酪氨酸峰和类色氨酸峰;除了类蛋白峰,牛粪DOM中还出现了类腐殖质荧光峰。经过堆肥后,猪粪DOM中类酪氨酸峰和类色氨酸峰强度显著减弱,并在可见光激发区域出现类腐殖质峰;与猪粪堆肥类似,牛粪堆肥后类酪氨酸峰和类色氨酸峰也隐没不现,在紫外激发区域出现类腐殖质峰,同时可见光激发区的类腐殖质峰荧光强度减弱,位置发生红移。荧光猝灭试验结果显示,猪粪和牛粪堆肥后与Cu络合容量显著降低。因此,堆肥后改变了畜禽粪便DOM组成,生成大量胡敏酸和富里酸物质,从而降低畜禽粪便中DOM-Cu络合物的迁移性和生物可利用性。     

木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率。     

不同中药渣组合好氧堆肥产物对土壤碳矿化特性的影响

为研究不同配方中药渣废弃物好氧堆肥产品品质差异及其对土壤碳素矿化的影响，设置了好氧堆肥和有机肥还田两个试验。通过工厂化条垛式好氧堆肥试验，研究了中药渣废弃物3种组合，在相同碳氮比、不同木质纤维素含量下对好氧堆肥产品品质的影响；采用土壤呼吸瓶进行室内恒温恒湿培养模拟土壤施肥效应，研究了3种有机肥施用对不同肥力土壤有机碳分解动态的影响。试验结果显示：中药渣物料的初始木质纤维素含量显著影响堆肥产品的碳氮养分转化和腐殖质组分。与初始低木质纤维素含量处理(T1)相比，高木质纤维素含量处理(T3)堆肥有机碳降解难，堆肥产品中全碳含量提高5.7%，全氮含量降低18.4%，但有利于腐殖质形成，尤其是显著增加胡敏酸组分20.9%。3种中药渣堆肥产品等碳量输入对不同肥力土壤的碳素矿化效果差异显著，高肥力土壤CO₂-C的释放速率和累积释放量均高于低肥力土壤，但有机碳的累积矿化率却低于低肥力土壤，并且高肥力土壤中添加T1堆肥产品累积矿化率显著高于添加T3堆肥产品。两个肥力土壤中有机肥中胡敏酸组分与土壤碳素矿化率之间呈显著负相关关系。因此，为提高有机肥的土壤固碳效应，可适当提高有机肥中胡敏...     

不同微生物菌剂对番茄秸秆好氧堆肥中氮磷钾元素的转化规律的影响

以番茄秸秆为堆肥原料,添加鸡粪和玉米秸秆后调节含水量及C/N,添加3种微生物菌剂进行好氧堆肥,研究不同微生物菌剂作用下堆体氮、磷、钾元素的动态变化及其对堆肥品质的影响。结果表明,番茄秸秆堆肥经历了升温期、高温期和降温期,霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂(菌剂1)作用下堆体升温快,高温持续时间长,堆肥腐解25 d即达到腐熟,堆肥腐熟后发芽指数最高达115%。与对照相比,添加霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂可使堆体氮素损失率下降27.7%,有效磷增加126%,速效钾增加105%。因此,添加霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂可加快堆肥的腐熟进程,减少营养元素的损失,提高堆肥产品的品质。     

Nuclear Magnetic Resonance,Infra-Red and Pyrolysis: Application of Spectroscopic Methodologies to Maturity Determination of Composts

Compost maturity or stability reflects the degree of decomposition of the organic matter (OM). Since stability of natural OM is a relative term, defining it is not a trivial challenge. In addition, it requires a series of chemical, physico-chemical and spectroscopic determinations. Among the methods applied, ¹³C-NMR and FTIR (or DRIFT) and pyrolysis have been shown to be of significance and therefore this review will be dedicated to studies focusing on the application of these methods to composting research. In fact, solid-state ¹³C-NMR spectroscopy has become the most important tool for examining the chemical structure of natural OM (NOM) and the chemical changes associated with OM decomposition. Changes can be measured on the bulk OM either fresh or composted, on humic substances (HS) extracted from the compost or on dissolved organic matter (DOM). Recently, 2D ¹H NMR has been employed to study properties of HS extracted from MSW compost. In general, changes measured on decomposing OM are more distinct in the following order of tested materials: DOM > Bulk OM > HS > Core HS. In conclusion, compost HS which are “young” relative to soil HS were shown to differ from the latter mostly in their high levels of aliphatic and polysaccharide components, which tend to decompose during composting. ¹³C-NMR is the most effective instrument applied to date to structural studies of NOM.     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响.该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1％、2％和3％的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分(Excitati...     

猪粪堆制过程中主要酶活性变化

通过室内模拟堆肥,研究了以猪粪为主体材料的发酵过程中的生物化学变化特征。结果表明,猪粪在发酵初期(0～25d)的干物质损失在30%左右,而中后期虽然时间较长,但其干物质损失仅占7%。发酵过程中除过氧化氢酶外,各主要酶活性均呈现不断下降并逐步稳定的趋势。发酵周期内多酚氧化酶和蛋白酶活性出现两次高峰,表明了堆肥内不同时期有机碳、含氮化合物分解和腐殖化进程的强度变化。在堆肥快速分解阶段,转化酶活性下降95%,脲酶、纤维素酶活性下降70%以上,且稳定维持在较低水平,以此可作为判定猪粪堆制过程中腐熟程度的定量生化指标。     

促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用研究

选用鸡粪和小麦秸秆为原料进行高温好氧堆肥,研究促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用。结果表明,接种促腐剂可迅速提高堆肥初期的发酵温度,最高温度超过70℃,但发酵后期降温快,高温加快了堆肥的发酵。发酵20d种子发芽指数达到80%以上;发酵30d含氮量比对照高4.3%,含水量降低3个百分点。综合堆温、C/N、种子发芽指数各项腐熟度指标,接种促腐剂可使鸡粪堆肥腐熟时间比对照提前5d以上。接种促腐剂可降低物料对种子发芽指数的影响,显著缩短发酵时间,加快堆肥物料的水分挥发,使堆肥中的无机营养成分含量相对增加,从而提高鸡粪堆肥的质量。     

塞内加尔达喀尔地区沙丘土壤中有机添加物的荧光表征及去向

The application of organic amendments on soils poor in organic matter (OM) can improve long-term soil fertility, but may also enhance the mineralization of native soil organic matter. Three organic amendments, compost, sewage sludge and horse manure used by urban market gardeners in Dakar, Senegal were analyzed for their OM maturity. Their fate was evaluated in a 45-d agronomic trial in a sandy Arenosol with lettuce. In each case, water-extractable organic matter (WEOM) and humic-like substances (HLS) were isolated from raw amendments and amended soils, and characterized using ultraviolet-visible (UV/Vis) spectroscopy. Results highlighted the general more aromatic character of HLS and WEOM fractions extracted from compost compared to the other two amendments. When applied to soils, however, these differences were not clearly observed. The aromaticity and humification degree of the labile fraction (WEOM) increased with depth in the first 30 cm for all amendments. This indicated the high lixiviation rates that fresh OM underwent in the studied sandy soil. Finally, a statistical analysis of the results was able to discriminate between surface and deeper horizons and between amended- and non-amended soil samples. Spectroscopic indices showed indeed strong increase/decrease with depth linked with the mineralization/humification processes that the fresh OM from amendments underwent during the 45 d of the agronomic trial. This study highlights the potential of spectroscopic techniques to study agricultural amendment organic matter fractions and their fate in soils.     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

Contribution of dissolved organic matter to carbon storage in forest mineral soils

Dissolved organic matter (DOM) is often considered the most labile portion of organic matter in soil and to be negligible with respect to the accumulation of soil C. In this short review, we present recent evidence that this view is invalid. The stability of DOM from forest floor horizons, peats, and topsoils against microbial degradation increases with advanced decomposition of the parent organic matter (OM). Aromatic compounds, deriving from lignin, likely are the most stable components of DOM while plant‐derived carbohydrates seem easily degradable. Carbohydrates and N‐rich compounds of microbial origin produced during the degradation of DOM can be relatively stable. Such components contribute much to DOM in the mineral subsoil. Sorption of DOM to soil minerals and (co‐)precipitation with Al (and probably also with Fe), especially of the inherently stable aromatic moieties, result in distinct stabilization. In laboratory incubation experiments, the mean residence time of DOM from the Oa horizon of a Haplic Podzol increased from <30 y in solution to >90 y after sorption to a subsoil. We combined DOM fluxes and mineralization rate constants for DOM sorbed to minerals and a subsoil horizon, and (co‐)precipitated with Al to estimate the potential contribution of DOM to total C in the mineral soil of a Haplic Podzol in Germany. The contribution of roots to DOM was not considered because of lack of data. The DOM‐derived soil C ranges from 20 to 55 Mg ha^–1 in the mineral soil, which represents 19%–50% of the total soil C. The variation of the estimate reflects the variation in mineralization rate constants obtained for sorbed and (co‐)precipitated DOM. Nevertheless, the estimates indicate that DOM contributes significantly to the accumulation of stable OM in soil. A more precise estimation of DOM‐derived C in soils requires mineralization rate constants for DOM sorbed to all relevant minerals or (co‐)precipitated with Fe. Additionally, we need information on the contribution of sorption to distinct minerals as well as of (co‐)precipitation with Al and Fe to DOM retention.     

堆肥过程中水溶性有机物常规荧光与固体表面荧光光谱比较

为研究固体表面荧光表征堆肥有机质结构及物质转化特征的可行性,采集堆肥原样,提取水溶性有机物,分别对两者的含碳量及前者的固体表面荧光和后者的常规荧光光谱进行分析。结果显示：堆肥过程中,水溶性有机物占总堆肥有机物的比例不断下降,第40天降至5.1 g/kg。堆肥进行时,水溶性有机物的发射、激发光谱及同步荧光光谱中的类腐殖质荧光的强度均不断增强,而堆肥原样的激发、发射和同步3种扫描形式的固体表面荧光却不断降低。3种荧光光谱中,堆肥原样和水溶性有机物的同步荧光光谱在常规荧光光谱和固体表面荧光中都出现了类蛋白和类腐     

立式筒仓反应器堆肥技术工艺优化研究

反应器堆肥技术作为一种新型快速堆肥方式逐渐被人们所认可，该技术包括反应器堆肥处理和陈化两个阶段，但反应器堆肥时长和通气方式等工艺参数对堆肥全过程的影响尚不清楚。因此，本研究立足生产中的实际问题，利用12 m³立式堆肥反应器，开展了反应器堆肥工艺优化调控试验，以鸡粪和锯末为原料，分别研究了连续供气和间歇供气（风机开3 min，关7 min）两种供气方式下，反应器处理周期对堆肥有机质降解率、产品含水率、氮素损失和运行成本的影响。研究结果表明：反应器堆肥10 d比2 d的处理物料有机质降解率分别增加60.7%（间歇）和66.2%（连续），产品含水率分别降低41.2%（间歇）和40.7%（连续）。反应器堆肥阶段是物料降解的主要阶段，利用反应器堆肥的时长越长，堆肥产品生产时间越短；但运行成本的增加也对反应器堆肥时长造成了限制，同时增加反应器堆肥时长也会增加堆肥物料的氮素损失，其中连续供气反应器堆肥10 d比2 d氮素损失增加17.5%。连续供气方式可提高堆肥效率，较间歇供气处理堆肥周期平均缩短32.1%，产品全氮含量平均提高7.4%，虽然反应器堆肥阶段每日能耗较间歇供气高20.2%，但堆肥周期的缩短使全程连续供气平均运行成本降低16.5%。其中，连续供气下反应器中处理6 d、8 d和10 d，堆肥产品理化性质无显著差异。综合考虑堆肥效率、产品和经济，本试验建议选择“连续供气方式+反应器内堆肥8 d”处理，既可提高反应器堆肥处理效率，在实际生产中又具有较高的经济效益潜力。