新型生物化工堆肥体系的研究

摘要

堆肥化这是一个非常复杂的生物化学反应过程，包括微生物的降解作用，大量有机酸和腐殖酸的溶解作用和活化作用，最终将复杂有机大分子降解生成小分子物质的过程。我国磷矿钾矿资源贫乏，单靠进口磷肥钾肥难以从根本上解决大面积缺磷缺钾问题，寻找新的补磷补钾途径已成为解决土壤缺磷缺钾问题的当务之急，本试验通过堆肥化来处理难降解的磷矿钾矿，初步研究了磷矿钾矿在堆肥中的降解机理及其堆肥中各种理化性质变化，并对生物化工堆肥对土壤肥效作用进行了研究。为生产新型绿色肥料提供依据。 特制生物化工堆肥，是在常规堆肥的基础上，加入了磷矿粉和钾矿粉，通过高温好氧堆肥化处理，进而提高堆肥中有效磷和有效钾的含量。研究结果如下： 通过堆肥化处理，堆体中各种理化性质产生了规律性的变化。首先，堆体温度经历了三个阶段：升温期，高温期，降温期。最高温度达到了56℃，达到了堆肥腐熟化的标准。其次，堆体的酸碱度变化也呈一定的规律，最初堆体的pH值降低，随后又开始升高，最后达到稳定状态；在次，堆体水分含量在堆肥过程中呈下降趋势，这对堆肥进程是不利的，所以在堆肥过程中对堆体进行了适当的补水，以保持堆体有效水分含量。总腐殖酸含量在堆体中虽然呈下降趋势，但随着堆体体积的减小，腐殖酸的相对含量是增加了。最后，堆体中有效磷和速效钾的含量随堆肥进程大量增加，有效磷含量在堆肥中最高达到1550mg/kg，速效钾含量最高达到1650mg/kg。 通过平板计数法和PLFA方法评价了堆肥中加入磷矿粉和钾矿粉对微生物群落结构变化的影响。研究结果表明，常规堆肥和生物化工堆肥微生物种群变化有很大的不同，堆肥初期，常规堆肥细菌和放线菌数量都开始增加，常规堆肥中细菌增长速度比生物化工堆肥快，但放线菌较慢，真菌增长速度生物化工堆肥要比常规堆肥快，真菌在常规堆肥中甚至随堆肥温度升高而有所降低。到了堆肥高温期，常规堆肥细菌和放线菌数量有所降低，真菌开始增长，而生物化工堆肥细菌，放线菌，真菌继续增长。在堆肥腐熟期，常规堆肥细菌和放线菌在大量增加后又开始减少，这可能与温度降低有一定关系，真菌在这一时期开始增长，并在堆肥中占主要地位。在生物化工堆肥中，细菌，放线菌，真菌都大量增长，其中细菌和真菌占主要地位。通过这些变化，可以看出，堆肥中加入磷矿粉和钾矿粉对堆肥微生物种群变化有较大影响。此外，通过PLFA方法对整个堆肥微生物群落结构进行了评价，结果显示：生物化工堆肥中PLFA18：2在堆肥的初期含量与常规堆肥相同，随着堆肥的进行，生物化工堆肥中PLFA18：2明显开始增加，特别是在升温开始阶段和高温阶段有大量的增加，而常规堆肥在升温阶段有一定的增加，到后期就开始减少了。PLFAcy19：0，在常规堆肥中，含量在高温阶段初期有所增长，到了高温阶段后期含量开始降低，接着在堆肥后期(腐熟期)又有所增加，而生物化工堆肥PLFAcy19：0在升温阶段大量增加，一直到堆肥后期达到最大值。10Me16：0，10Me17：0，在堆肥过程初期含量几乎为0，与常规堆肥相同，但到了升温阶段，生物化工堆肥的含量明显开始增大，而常规堆肥增长却比较缓慢。这说明堆肥中加入磷矿粉和钾矿粉对堆肥微生物群落结构变化产生了很大影响，成为堆肥解磷解钾的理论依据，同时PLFA法快速检测微生物群落的变化是一种理想的分子生态学方法。 通过对实验室土壤培肥研究，发现生物化工堆肥除能有效改善土壤结构，增加土壤有机质含量，保持土壤水分含量外，还能大大的提高土壤中有效磷和速效钾的含量和土壤中微生物的活性。 综上，堆肥是一个有效的降解体系，通过生物化工堆肥我们可以得到无污染，肥效高，营养元素含量高的新型绿色肥料。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

第二章生物化工堆肥方法及其堆肥过程中物理化学性质变化

第三章生物化工堆肥过程中微生物群落结构的变化

第四章生物化工堆肥对土壤理化性质的影响

第五章生物化工堆肥对土壤微生物种群数量的影响

结束语

参考文献

附录 硕士研究生期间发表的学术论文

致谢

承诺书