低温条件下发酵剂对猪粪发酵过程中氮磷转化影响研究

摘要

随着农业结构调整和农业产业化的推进，规模化、集约化畜禽养殖业的迅猛发展，成为发展农村经济和农民致富的重要途径之一。但大量畜禽粪便、污染物随意排放和流失，对水体、土壤及空气造成了污染，影响了人们的健康，破坏了农业生态环境，成为畜禽养殖业可持续性发展的瓶颈。而堆肥化技术逐渐成为处理畜禽粪便污染问题的主要手段。目前，大多数堆肥关于堆肥的研究都是在常温条件下进行，北方地区低温期长，而国内对于低温条件下有关猪粪发酵的研究未见报道。本试验采用猪粪为堆料，以玉米秸秆为调理剂，在较低环境温度条件下接种发酵剂进行发酵试验，探讨堆肥中氮素、磷素的动态变化规律，并对堆肥腐熟情况进行考察，同时与未添加发酵剂堆肥进行对比，为低温条件下堆肥实践提供依据。本试验主要结论如下： 1、发酵过程中，处理A、B、C的全氮与酸解性氮含量在堆肥前期均有不同程度的降低，而CK全氮与酸解性氮变化并不明显，说明加入发酵剂可促进发酵前期全氮与酸解性氮损失，可明显促进低温条件下发酵过程的进行。处理A、B、C酰胺态氮与氨基糖态氮均在发酵的高温期出现峰值，在发酵的腐熟期呈现较为平稳的走势，而CK酰胺态氮与氨基糖态氮在整个堆肥过程中均呈缓慢上升趋势。 2、发酵过程中，处理A、B、C在0-18d铵态氮变化幅度较大，呈现出先上升后急剧下降的趋势，而后基本趋于稳定，CK铵态氮变化不明显。发酵完成后，处理A、B、C与CK相比差异较大，表明发酵剂的加入，能够有效促进铵态氮向其他氮素形态的转化。发酵过程中，处理A、B、C与CK相比，硝态氮在堆肥后期明显增加，表明发酵剂的加入，能够有效促进堆肥末期铵态氮向硝态氮的转化。处理A、B、C速效氮在整个发酵周期内先上升后迅速上升，而CK速效氮变化平缓。这说明发酵剂的加入能有效促进不同阶段氮素的矿化或向有机态转化。 3、发酵过程中，处理A、B、C全磷和有效磷变化趋势相同，含量均随着堆肥时间的延长而增加，而CK全磷和有效磷含量变化不明显。说明堆肥过程中添加发酵剂，能够有效促进发酵过程的进行，从而实现“浓缩效应”，使全磷和有效磷含量增加。发酵过程中，处理A、B、C有机磷含量变化复杂，而CK加发酵剂处理有机磷变化不明显。 4、整个发酵过程中，处理A、B、C高于55℃以上时间分别为15d、11d、18d，能够达到堆肥无害化目的。而CK在堆肥过程中温度始终保持在20℃以下。发酵结束时，处理的A、B、C的EC分别为0.88ms/cm、0.92ms/cm、0.81ms/cm,达到无害化目的，可以安全施用。发酵结束时，处理A、B、C种子发芽指数分别为92.1％、93.2％、90.5％。而CK在整个堆肥后期种子发芽指数在堆肥结束时，其仅为34.1％。说明发酵剂的加入能够有效促进堆肥的腐熟进程。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1畜禽粪便污染现状及其危害

1.1.1畜禽粪便的污染现状

1.1.2畜禽粪便的污染危害

1.2畜禽粪便处理方法

1.2.1生产沼气

1.2.2卫生填埋法

1.2.3干燥处理

1.2.4自然堆沤发酵

1.2.5堆肥化技术

1.3堆肥化技术国内外发展现状

1.3.1国内外堆肥发展历史

1.3.2堆肥主要原理

1.3.3堆肥影响因素

1.4研究目的与意义、研究内容及技术路线

1.4.1研究目的与意义

1.4.2研究内容

1.4.3技术路线

1.4.4本研究创新点

2材料与方法

2.1.堆肥设计

2.1.1发酵原料

2.1.2堆肥制作

2.2测定方法

2.2.1物理学指标

2.2.2化学指标

2.3主要仪器设备

2.4数据分析

3结果与讨论

3.1发酵过程中温度和含水率的变化

3.1.1温度的变化

3.1.2含水率的变化

3.2发酵过程中氮素动态变化

3.2.1全氮含量的动态变化

3.2.2有机态氮含量的动态变化

3.2.3速效氮含量的变化

3.2.4铵态氮含量的动态变化

3.2.5硝态氮含量的动态变化

3.2.6发酵过程中不同形态氮素间的变化

3.2.7碳氮比的变化

3.3发酵过程中磷素动态变化

3.3.1全磷含量的动态变化

3.3.2有机磷含量的动态变化

3.3.3有效磷含量的动态变化

3.3.4发酵过程中不同形态磷素间的变化

3.4发酵过程中腐熟参数的动态变化

3.4.1 pH的变化

3.4.2电导率的变化

3.4.3种子发芽率的变化

4讨论

4.1氮素形态变化

4.2磷素的形态变化

4.3研究展望

5结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文