墊料、菌渣聯(lián)合堆肥過程中碳氮轉(zhuǎn)化與溫室氣體排放研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化大幅度提高，農(nóng)業(yè)廢棄物如禽畜糞便、菌渣等的數(shù)量也不斷的在增加。農(nóng)業(yè)廢棄物不經(jīng)處理隨意丟棄不僅造成資源的浪費同時也對環(huán)境造成巨大的威脅。高溫堆肥技術(shù)是變農(nóng)業(yè)廢棄物為“寶”的有效途徑之一，但在高溫堆肥過程中普遍存在碳、氮元素?fù)p失、溫室氣體排放等問題。高溫堆肥過程實質(zhì)是由微生物參與的碳氮循環(huán)過程，因此對高溫堆肥過程中碳、氮轉(zhuǎn)化規(guī)律及微生物間互作關(guān)系的研究是減少碳、氮素的損失及溫室氣體排放的基礎(chǔ)，同時對于堆肥理論和

2、技術(shù)的發(fā)展、提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量、提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用具有重要的理論和實際意義。
　　本文以生豬養(yǎng)殖發(fā)酵床廢棄墊料及菌渣為原料，在自制強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)堆肥反應(yīng)箱中進(jìn)行高溫堆肥實驗。研究了墊料和菌渣不同配比及添加EM菌劑對堆肥腐熟過程及碳氮轉(zhuǎn)化的影響。主要研究結(jié)論如下：
　　1.以菌渣為主的處理溫度大于50℃持續(xù)超過一周符合無害化標(biāo)準(zhǔn)，且菌渣為主的處理EC值分別為2.28和2.32均對作物沒有毒害作用，而以墊料為主的處理EC值分別

3、為4.545、5.655。但墊料為主的處理全磷、全鉀含量高于以菌渣為主的處理，四個處理的GI值均達(dá)到80％以上。總的說來，添加EM菌劑能明顯縮短堆肥周期，但對堆肥腐熟度營養(yǎng)元素的積累方面與未添加菌劑的處理相比并未顯示出優(yōu)勢。且整體來說以墊料為主的處理腐熟度及營養(yǎng)元素的累積高于菌渣為主的處理。
　　2.以墊料為主的堆肥配比T1和T3的固氮能力比以菌渣為主的堆肥處理T2和T4的高，以菌渣為主的堆肥處理添加EM菌劑后更有利于堆肥過程中氮

4、素的保持。
　　3.本實驗中碳素?fù)p失多發(fā)在降溫期，添加EM菌劑的處理有機(jī)碳和可溶性碳含量小于未添加菌劑的處理。墊料為主的處理比菌渣為主的處理更有利于腐殖質(zhì)質(zhì)量提高，且添加菌劑的處理比未添加菌劑的處理更有利于形成腐殖類物質(zhì)，提高腐熟度。
　　4.添加菌劑的處理比不加菌劑的處理微生物總量大，同樣添加菌劑，以菌渣為主的處理微生物總量大于墊料為主的處理，微生物脂肪酸種類數(shù)以菌渣為主的T2和T4處理大于墊料為主的T1和T3處理。特征性

5、磷脂脂肪酸含量細(xì)菌最多，真菌其次，第三是放線菌，第四為好氧細(xì)菌，最后是甲烷氧化菌和原生生物。同種多樣性指數(shù)中，添加菌劑的T3和T4處理的多樣性指數(shù)大于T1和T2，并且以菌渣為主的T4處理各多樣性指數(shù)大于T3處理。
　　5.溫室氣體CO2、CH4和N2O排放速率最大的是CO2，其次為N2O,而CH4排放量最少。排放規(guī)律為前期排放速率最大，中后期排放量減少。溫室氣體日排放速率中，未添加菌劑的T1、T2處理排放高峰在11:30-12:0

6、0點和17:30-18:00間，添加菌劑的T3和T4處理高峰值出現(xiàn)在8:30-9:00和17:30-18:00.二次發(fā)酵期間的高峰期在8:30-9:00和14:30-15:00。N2O日排放速率一次發(fā)酵和二次發(fā)酵間，排放高峰期均出現(xiàn)在早上8:30-9:00和晚上20:30-21:00這兩個時刻。以墊料為主的處理日排放率高于以菌渣為主的處理。菌渣為主并添加EM菌劑的處理有利于減少溫室氣體排放。
　　6.相關(guān)性分析。溫度與CO2和CH

7、4的排放通量呈極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.34和0.41。水分與溫室氣體排放呈正比，水分含量越大溫室氣體排放量越高，尤其是對N2O影響最大。除此之外，全氮、微生物生物量碳氮與CO2排放呈極顯著負(fù)相關(guān)；真菌、細(xì)菌、甲烷氧化菌對CO2排放的呈顯著正相關(guān)關(guān)系，尤其是細(xì)菌對CO2排放的影響最大。全磷、有機(jī)氮、HI含量與CH4排放通量呈極顯著正相關(guān)，C/N、胡敏酸與CH4呈極顯著負(fù)相關(guān)性。EC值、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、可溶性有機(jī)碳與N2O間有顯著