秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥及其应用研究

摘要

利用农作物秸秆和养殖废弃物堆制有机肥及栽培基质发展蘑菇栽培，既可以充分利用农业废弃物、减少环境污染，又可以产生较好的经济效益，栽培双孢蘑菇后的基料，含有大量有机质和农作物需要的营养物质，可以作为优良的有机肥料。本研究先进行了秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥的腐熟进程试验，并以此为依据与实际生产相结合，在江苏省宜兴市天蓬科技有限公司进行了利用秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥处理奶牛场废弃物的试验研究，然后在江苏省无锡市祥云菇业有限公司进行了利用秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥制作蘑菇栽培基料的中试研究，以期为秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥及其应用提供理论依据。
　　 (1)以秸秆和牛粪、牛粪水为主要原料进行混合堆肥研究，研究秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥的腐熟进程及其腐熟过程的参数变化。试验结果表明，各处理的温度变化趋势基本相同，均经过快速升温、高温和降温3个阶段，50℃以上堆体温度持续天数分别为10、7和9天，持续时间均超过5-7天，均符合粪便无害化卫生标准(GB7975-87)对堆肥高温时间要求;随着堆肥进行，各处理的E4/E6值先增加后减少并逐渐趋于稳定，各处理的总有机碳和C/N随着堆肥进程逐渐减少并趋于稳定，堆肥结束时各处理的T值（堆肥终点C/N与初始C/N的比值）均小于0.6;堆料有机碳的降解和热值的减少呈显著正相关(r=0.974，p＜0.01)，且堆肥过程中产生的热量可将堆肥中的水分蒸发出去;随着堆肥反应进行，各处理物料中总酚酸含量先增加后减少最后趋于稳定;用不同阶段堆肥产物栽培水稻，其植株的生物量呈先降低后升高的趋势，以水稻秧苗为材料，研究了堆肥物料对稻秧苗生长的影响，以表征堆肥物料的无害化程度，结果表明经过60天的堆制酚酸类物质的抑制作用已大大减弱，各处理均已到达无害化的腐熟状态。
　　 (2)为了利用秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥处理奶牛场废弃物，进行了秸秆与沼渣、沼液、牛粪、牛粪水的混合堆肥试验，结果表明，秸秆分别与沼渣、沼液、牛粪、牛粪水和尿素混合堆肥后，50℃以上堆体温度持续天数分别为30、17、41、12和24天，持续时间均超过7天，所有处理均符合粪便无害化卫生标准(GB7975-87)对堆肥过程高温时间要求;不同处理堆肥过程中纤维酶活性和脱氢酶活性都呈先增加后减少的趋势，但不同处理堆肥过程中纤维酶活性和脱氢酶活性不同;经60天堆肥后，处理T1（秸秆+沼渣）、T2（秸秆+沼液）、T3（秸秆+牛粪）、T4（秸秆+牛粪水）和T5（秸秆+尿素）的有机碳含量分别降低了14％、5.5％、15.8％、4.45％和10.7％。堆肥过程中各处理氮、磷、钾含量逐渐增加，堆肥结束时各堆肥产物总养分(N+P2O5+K2O)含量分别为69.61g/kg、49.10g/kg、89.45g/kg、46.54g/kg和63.33g/kg，均高于国家有机肥的总养分含量标准，是肥效较高的有机肥，其中秸秆和牛粪混合堆肥的总养分含量最高，且秸秆和奶牛场废水（沼液和牛粪水）混合堆肥，每吨秸秆可以消纳1.8t的养殖废水，因而利用秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥可以处理奶牛场废弃物，同时可以获得肥效较高的有机肥。
　　 (3)以秸秆和奶牛场废弃物为主要原料，进行了秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥制作双孢蘑菇栽培基料中试及栽培效果试验。试验结果表明:不同堆肥槽堆肥槽二次发酵结束时，各堆肥槽堆肥槽栽培基质的pH介于7.63-8.35之间，均微偏碱性，适合双孢蘑菇食用菌的生长增殖。各堆肥槽堆肥槽中栽培基质的总有机碳含量在301.27g/kg-371.98g/kg范围内，C/N比为17.13-28.68，可溶性糖含量为2.38％-3.02％;堆肥槽堆肥槽A5栽培所得蘑菇品质最好产量较高，栽培基质配方较为合理，堆肥槽堆制物料的初始总有机碳含量、全氮含量和C/N分别为336.36g/kg、10.19g/kg和33.02。栽培基质全碳含量和C/N与蘑菇品质和产量均呈负相关，而全氮含量与蘑菇品质和产量呈正相关，因而在堆制蘑菇栽培基质过程，应保证有机质有一定的降解幅度，同时要控制氮素的损失，使栽培基质的C/N维持在适宜水平。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 农作物秸秆及奶牛场废弃物概述

1．1．1 农作物秸秆概述

1．1．2 奶牛场废弃物概述

1．2 堆肥机理及影响因素

1．2．1 堆肥机理及其过程

1．2．2 堆肥发酵的影响因素

1．3 堆肥发酵系统工艺及其特征

1．3．1 条垛式堆肥系统

1．3．2 强制通风静态垛式堆肥系统

1．3．3 发酵仓式堆肥系统

1．4 秸秆与奶牛场废弃物堆制双孢蘑菇基质概述及其国内外生产现状

1．4．1 秸秆与奶牛场废弃物堆制双孢蘑菇基质概述

1．4．2 国外双孢蘑菇栽培基质生产现状

1．4．3 我国双孢蘑菇栽培基质生产现状

1．5 本文的研究目的和意义及研究内容

1．5．1 本文的研究目的和意义

1．5．2 研究内容

第二章 秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥腐熟进程及其参数变化研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验设计

2．2 测定指标及方法

2．2．1 温度的测定

2．2．2 pH值的测定

2．2．3 电导率值的测定

2．2．4 胡敏酸E4／E6值测定

2．2．5 含水率的测定

2．2．6 热值的测定

2．2．7 总有机碳(TOC)的测定

2．2．8 全氮的测定

2．2．9 硝态氮和铵态氮的测定

2．2．10 水溶性有机碳(DOC)的测定

2．2．11 总酚酸的测定

2．2．12 水稻植株鲜重的测定

2．3 结果分析

2．3．1 堆肥过程中温度变化

2．3．2 堆肥过程中pH值变化

2．3．3 堆肥过程中EC值变化

2．3．4 堆肥过程中E4／E6值变化

2．3．5 堆肥过程中含水率变化

2．3．6 堆肥过程中总有机碳、全氮和C／N变化

2．3．7 堆肥过程中的热值变化及其对含水率的影响

2．3．8 堆肥过程中水溶性有机碳变化

2．3．9 堆肥过程中硝态氮和铵态氮含量变化

2．3．10 堆肥过程中总酚酸变化

2．3．11 不同处理各阶段堆肥产物对水稻植株生物量的影响

2．4 小结

第三章 秸秆和奶牛场废弃物混合堆肥处理奶牛场废弃物研究

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设计

3．2 测定指标及方法

3．2．1 温度的测定

3．2．2 纤维素酶的测定

3．2．3 脱氢酶的测定

3．2．4 总有机碳(TOC)的测定

3．2．5 全氮的测定

3．2．6 可溶性有机碳(DOC)的测定

3．2．7 全磷的测定

3．2．8 全钾的测定

3．3 结果分析

3．3．1 秸秆和奶牛场废弃物混合堆肥温度变化

3．3．2 不同处理堆肥过程中纤维素酶活性变化

3．3．3 不同处理堆肥过程中脱氢酶活性变化

3．3．4 不同处理堆肥过程中总有机碳、全氮和C／N变化

3．3．5 不同处理堆肥过程中DOC含量变化

3．3．6 不同处理堆肥过程中全磷和全钾含量变化

3．4 小结

第四章 秸秆与奶牛场废弃物混合堆肥制作双孢蘑菇栽培基料中试

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验设计

4．2 测定指标及方法

4．2．1 基质pH值的测定

4．2．2 基质总有机碳(TOC)的测定

4．2．3 基质全氮的测定

4．2．4 基质可溶性糖的测定

4．2．5 蘑菇多糖的测定

4．2．6 蘑菇蛋白质的测定

4．2．7 蘑菇脂肪的测定

4．2．8 蘑菇粗纤维的测定

4．2．9 蘑菇灰分的测定

4．3 结果分析

4．3．1 发酵过程中的温度变化

4．3．2 栽培基质的pH变化

4．3．3 栽培基质的总有机碳、全氮和C／N变化

4．3．4 栽培基质的可溶性糖变化

4．3．5 各堆肥槽双孢蘑菇的品质和产量及其与栽培基质的相关性

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 本文结论

5．2 创新点和不足

5．2．1 创新点

5．2．2 不足之处

5．3 研究展望

参考文献

个人简介及发表文章

致谢