堆肥发酵菌箱中干燥或潮湿对降解速度和对最后产生肥料的多少有什么影响

  摘要:本文通过控制玉米秸秆与牛粪的投加量来观察不同配比下混合好氧发酵的情况。结果表明:当玉米秸秆与牛粪在7:3配比的条" />
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牛粪与玉米秸秆生产有机肥实验研究
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  摘要:本文通过控制玉米秸秆与牛粪的投加量来观察不同配比下混合好氧发酵的情况。结果表明:当玉米秸秆与牛粪在7:3配比的条件下产肥效果最佳。此时堆体温度2d即可达到55℃,且可维持长达9d,达到了快速腐熟的目的;堆肥结束时,堆体颜色呈黑褐色,无异味,略偏碱性具有较高的减量效果。堆体总氮含量上升1.5%,总碳含量下降12%,种子发芽指数达85%,均达到有机肥质量标准.因此,在实际混合堆肥过程中,牛粪所占混合堆肥原料的体积以30%为宜. 中国论文网 /2/view-4278789.htm  关键词:牛粪;有机肥;高温堆肥;   中图分类号: S963.91 文献标识码: A 文章编号:   1 材料与方法   1.1 试验材料   堆肥原料采用经过破碎处理的玉米秸秆和新鲜牛粪。牛粪取自沈阳市沈北新区蒲河镇大望花乡养牛场,秸秆取自于农户。   1.2 试验方法   本实验利用我们自行设计的堆肥箱(见图1),对牛粪和秸秆按不同配比进行好氧堆肥实验。因为牛粪纤维含量高,同时具有较高的含水率,导致了牛粪内部通气量差,从而不利于好氧发酵,因此牛粪不适宜单独堆肥。本实验按 牛粪与秸秆的体积比分五组处理进行实验研究,分别为7:3(处理1)、6:4(处理2)、5:5(处理3)、4:6(处理4)、3:7(处理5),堆肥周期为35天。在整个堆肥过程中,对各参数进行监测。对不同阶段堆肥过程中各参数的变化情况进行比较,得出牛粪与秸秆进行好氧堆肥的最佳配比。   1.3 检测项目与检测方法   1.3.1检测项目   每天定时记录环境温度与堆体温度的变化情况。分别在堆制的第0、7、14、2l、28、35d,于堆体内的中间部位采集四个平行样品,并将其混合均匀。部分样品置于取样袋内并现场保存于4℃冰箱中,剩余样品风干后需粉碎过40目筛,置于样品袋内密封保存以备分析。在实验过程中我们对温度,物料含水率,体积减少量、总固体溶解量、pH值、种子发芽指数、粪大肠菌值和蛔虫卵,全碳含量、全氮含量进行测定。鲜样用于测定电导率、pH值、种子发芽指数、蛔虫卵死亡率和粪大肠菌值,风干样品用于测定含水率、全碳含量、全氮含量。   1.3.2检测方法   堆体温度的测定:利用堆肥箱顶板上插入的三支特制温度计进行温度监测,记录时间为每天记录一次,温度测定位置距堆体顶部与底部分别为5cm处,距堆体底部20cm处。   含水率的测定:在105℃下干燥风干样品24h至恒重,精确至0.1 g,测定样品的水分含量。   pH值的测定:按1:10比例混合新鲜样品与蒸馏水,用振荡器于室温下连续振荡30min,后静置30min,经滤纸过滤上清液后用奥立龙410A+型pH计定上清液的pH值。   全碳及全氮的测定:将0.2000g试样放入已恒重的坩埚中;置于马弗炉内用600℃温度燃烧15min;移坩埚到干燥器中冷却并称重;两次称重的重量差即为挥发性固体(vs)的重量。   全碳(M)的估算公式为:m(g/g)=0.47VS   VS(g/g)=(a-b)/(a-c)   a为试样加上坩锅的重量;b为燃烧后的试样与坩锅重:c为坩锅重量;   2结果与分析   2.1 堆肥过程中堆料物理性状的变化   2.1.1气味变化    堆肥开始时,具有刺鼻的气味,在比较好的堆肥过程中,这种气味逐渐减弱并在堆肥结束后消失,研究指出,低分子量挥发性脂肪酸是引起难闻主要成分之一。堆肥结束后,堆体内无恶臭,堆肥产品具有潮湿泥土的气息。本次试验开始时,各组均具有很浓的臭味,招引了大量的蚊蝇,随着堆肥的进行,各处理组的臭味逐渐减轻,不再吸引蚊蝇。堆肥结束时,各处理组均有潮湿泥土的气味,符合堆肥的腐熟程度要求。   2.1.2颜色变化   腐熟的堆肥颜色应呈现为褐色或黑褐色,当堆肥开始时,各组混合堆体的颜色在淡黄色和黄褐色之间,随着堆肥的进行,各处理堆体的颜色均是由浅到深、从表层开始逐渐发黑,并会有白色或灰色的菌斑或菌丝出现,至堆肥结束时,各组堆体颜色在褐色或黑褐色之间,符合堆肥的腐熟程度要求.   2.1.3不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体温度变化的影响   温度是影响堆肥系统微生物活动以及堆肥工艺过程的重要因素之一,堆肥温度的高低决定着堆肥的速度。现行《粪便无害化卫生标准》(1987)中规定,杀灭堆料中所含虫卵以及致病微生物,使堆肥的卫生指标合格并且实现堆肥腐熟的重要条件,是使堆体温度达50~55℃以上,并其要保持5-7天是。堆肥过程中控制所有过程参数均是为了实现堆体温度上升、从而维持适当的堆腐温度并使温度顺利地下降。堆料中的病原菌只有在高温才能被杀死,并且在适当温度范围内可以使有机质降解最快,同时需要进行水分去除并令堆温下降结束堆腐。   由图2可知配比不同的所有处理组在其堆肥过程中的不同阶段,所测部位的温度变化规律基本相同,均呈现出快速升温的趋势,持续高温和顺利降温的规律。   从图2中可以看出,堆肥过程中处理5表现为升温最快,第2天即可达到55℃,且达到50℃以上的总天数为9天,甚至最高温度可以达到63℃,第21天温度降到40℃以下;其次为处理4也表现出较快的升温,第三天可以达到55℃,且维持在50℃以上的总天数为6天,最高温度可以达到55℃,而在第19天时降温至40℃以下。处理3和处理2基本相同,维持在50℃以上的天数总共有5天,最高温度达到52℃。处理1温度效果最不理想,最高温度为50℃且只维持3天。所有处理每7天便会出现降温现象是由于翻堆所致。          图2 不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体温度变化的影响   2.1.4 不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体pH值的影响   pH值可以作为评价堆肥腐熟程度的一个指标。pH值是影响微生物生长的重要因素之一,一般微生物适宜的环境是中性或弱碱性,即要求堆肥过程中堆料的pH值为6.5~8.5,pH值太高或太低都会影响微生物的活性,进而影响堆肥的正常进行。   由图3可知,堆肥开始时五个处理的pH值稍有不同,分别是7.7、7.5、7.4、7.3、7.3。 图4所示为堆肥过程中各处理组pH值随时间变化情况,各处理的pH值在堆肥发酵的过程中总体表现为升高---平稳---略有下降的趋势,所有处理的pH值在前21天均呈现上升的趋势。到第21天达到最高值分别是8.3、8.1、8.2、8.2、8.2。初始阶段,随着堆体温度的升高,pH值迅速上升,这是由于随着有机物分解产生的有机酸,有机酸的分解产生的部分氨氮充满在堆体造成偏碱性环境,使堆体的pH值开始上升;堆置后期,氨氮的挥发导致堆体的pH值又逐渐回落。至堆肥结束时,所有处理的pH值均在8.0以上8.5以下,符合有机肥料pH在7.5~8.5的标准。      图3不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体pH值的影响      2.1.5 不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体全碳含量的影响    堆肥是利用微生物分解和转化原料中得到可降解有机质产生二氧化碳、水及热量的过程,微生物在新陈代谢和合成细胞的过程中,需要碳、氮、磷、钾等营养元素,而以碳、氮为最多,微生物对碳、氮的需要是有区别的。碳是好氧堆肥过程中微生物的能源,为微生物的生命活动提供能量,碳是提供能源和组成微生物细胞的主要物质。随着堆肥的进行,所有处理的全碳含量均在不断下降,全碳的减少是因为微生物利用碳源物质作能源时,堆料中的有机质一部分分解转化为二氧化碳和水,有机碳不断以二氧化碳的形式损失,另一部分用于微生物的生长和腐殖质的合成。   堆肥处理中所有处理堆料的全碳含量变化情况见图4。从图4中可以看出,随着时间的延长,所有处理堆料中的全碳含量呈逐渐减少的趋势。          图4不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体全碳含量的影响      2.1.6不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体种子发芽指数的影响   种子发芽指数可作为判断堆肥植物毒性以及堆肥腐熟度的重要参数,未腐熟的堆肥中含有毒性物质,抑制植物的生长。因此,国内外学者研究证明,堆肥毒性的发展趋势可以通过植物种子发芽指数的变化来体现,一般认为当GI值大于80%,就可判定堆肥成熟。   在堆肥过程中堆料种子发芽指数随时间的变化关系见图6。从图6中可以看出,随着堆肥的进行,各处理组的种子发芽指数均呈下降趋势。这可能是由于堆肥初始阶段产生了一些有毒物质(例如一些小分子的有机酸和NH4、醛类物质)抑制了种子发芽。随着堆肥的进行、由于NH3的挥发以及植物毒性物质在堆肥过程中不断被降解,堆体逐渐呈现为无害化,各处理组的GI值总体呈现为不断上升的趋势,至堆肥结束时,各处理组的GI值均达到70%以上,而只有处理4、处理5的GI值达到80%,其中处理5的GI值表现为最高,达到85%。最低的为处理1、处理2,GI值为75%。其它剩余组均在75%~85%之间。             图6 不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体种子发芽指数的影响      2.1.7 不同配比的牛粪与玉米秸秆对堆体卫生学指标的影响   粪大肠菌值表示检出一个粪大肠菌所需的样品克数,无害化堆肥标准要求粪大肠菌的值为0.1~0.01,即检出一个粪大肠菌所需的样品为0.1~0.01克。五组处理的粪大肠菌值的变化情况见表4-9。从表中可以看出,当堆肥进行至第7天时,处理2、处理3、处理4、处理5的粪大肠菌值均大于或等于0.01,即这四组处理都达到了无害化堆肥的标准。处理1在第14天达到了0.0105克,稍晚达到了堆肥无害化的标准。    表2五组处理粪大肠菌值的变化            3小结   综上所述,本试验研究结果表明,不同配比中的牛粪与秸秆,以牛粪与玉米秸秆3:7配比最佳,且生产出来的有机肥符合国家有机肥检测标准。因此,建议以后在生产实践中使用此配比。
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高温堆肥原理是:利用细菌、真菌等微生物的呼吸作用,分解人粪尿、禽畜粪尿、秸秆中的有机物,转变成无机盐,释放能量,产生高温,高温可以杀死人粪尿中的各种病菌和虫卵,从而达到无害的目的.A、高温堆肥不产生甲烷,A错误.B、高温堆肥利用细菌、真菌等微生物的呼吸作用,分解人粪尿、禽畜粪尿、秸秆中的有机物,转变成无机盐.B正确.C、高温堆肥过程中释放能量,产生高温,高温可以杀死人粪尿中的各种病菌和虫卵,从而达到无害的目的.C正确.D、高温堆肥是无害化处理的方式之一,是生产农家肥料的重要方式.D正确.故选:A
本题考点:
人粪尿的无害化处理.
问题解析:
人粪尿中含有各种病菌和虫卵,因此我们要进行无害化处理,高温堆肥是无害化处理的方式之一,分析解答.}

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