好氧堆肥对难溶性磷酸盐溶解效果的研究

摘要

本文通过对土壤中分离筛选出的一株黑曲霉菌株进行培养，探索该菌株的解磷效果和解磷机理，并将其接种入生物垃圾好氧堆肥中，探讨其在堆肥环境内对堆肥内添加的难溶性磷酸盐的解磷效果，并且从接种时间、接种量的角度分析接种后的堆肥对难溶性磷酸盐解磷效果。实验结果表明：
　　 黑曲霉菌株在液态发酵环境中分泌草酸、柠檬酸和少量苹果酸等小分子有机酸对磷酸钙进行溶解；加入的磷酸盐也作为一种营养物质被菌株吸收，参与自身的代谢。
　　 通过单因素实验和正交试验表明，柠檬酸在多种小分子有机酸中溶磷效果最佳，在低浓度的情况下，柠檬酸最佳溶磷条件是：浓度为100mmol/L、反应温度为50℃、反应初始pH为3.5、反应时间为24h。
　　 生物垃圾好氧堆肥对磷酸钙和磷酸铁的解磷效果最佳，磷酸氢钙次之，而对磷酸铝和磷矿粉的解磷效果则不显著。
　　 将培养后的黑曲霉加入生物垃圾好氧堆肥，结果表明既添加磷酸钙、又接种黑曲霉的堆肥处理在一次发酵末有效磷含量比仅添加磷酸钙的堆肥处理要高出1.60g/Kg，是这种处理的1.4倍。说明该菌株能够适应堆肥的环境，并且能够有效的提高堆肥的解磷效率。
　　 在好氧堆肥发酵的不同阶段分别向堆肥内接种黑曲霉，在一次发酵末期，堆肥发酵初期接种的处理有效磷溶出率分别比高温期、降温期接种处理高出2.8％和7.8％，是这两种处理的1.14倍和1.52倍，在堆肥发酵初期接种纯化后的黑曲霉比其他阶段更能提高堆肥的解磷效率。
　　 分别向6kg堆料中添加30g、60g和120g接种黑曲霉后的载体，在堆肥一次发酵结束后，接种60g载体的堆肥处理中有效磷溶出率比另外两组分别增加5.0％和3.3％，在仅仅利用生物垃圾堆肥自身营养物质的条件下，采用固体接种方式下添加接种载体的量应该控制在占堆料质量分数1％左右。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章前言

1.1中国磷资源现状

1.2磷素在土壤生态系统循环

1.2.1磷的主要存储形式

1.2.2磷的土壤生态系统循环过程

1.2.3磷素在土壤中的化学行为

1.2.4微生物在磷的生物循环中的作用

1.3国内外关于解磷微生物的研究进展

1.3.1解磷微生物的种类及分布

1.3.2解磷菌解磷效果的研究

1.3.3解磷菌解磷机理的研究

1.4生物解磷堆肥发酵磷素转化及研究进展

1.4.1有机肥对土壤磷组分的影响

1.4.2解磷生物肥料的应用及进展

1.5研究内容

第二章解磷菌液态发酵条件下产酸分析

2.1引言

2.2实验材料和仪器

2.3实验部分

2.3.1发酵液中相关指标的测定

2.3.2液态发酵实验方案设计

2.4结果与讨论

2.4.1黑曲霉菌落形态

2.4.2不同氮源对黑曲霉发酵产酸的影响

2.4.3黑曲霉发酵过程中有机酸代谢分析

2.4.4两种处理下的磷含量变化

2.4.5 pH值与发酵液总有效磷的相关性

2.5本章小结

第三章小分子有机酸对磷酸钙溶磷效果研究

3.1引言

3.2实验材料和仪器

3.2.1实验主要仪器

3.2.2实验主要药品

3.3实验方案设计

3.3.1实验参数水平的设计

3.3.2正交试验设计

3.3.3有效磷的测定

3.4结果与讨论

3.4.1单因素条件实验结果与分析

3.4.2正交试验结果与分析

3.4.3工艺条件比较

3.5本章小结

第四章好氧堆肥对难溶性磷酸盐促释效果的研究

4.1引言

4.2实验材料和仪器

4.2.1实验主要仪器

4.2.2实验主要药品

4.2.3堆肥发酵装置图

4.3实验原料及初始理化性质

4.4实验流程

4.5堆肥理化性质测定

4.5.1含水率的测定

4.5.2有机质的测定

4.5.3总氮的测定

4.5.4有效磷的测定

4.5.5总磷的测定

4.6实验方案设计

4.6.1好氧高温堆肥对难溶性磷酸盐促释效果的研究

4.6.2接种解磷菌对堆肥内难溶性磷酸盐促释效果的研究

4.7结果与讨论

4.7.1堆肥对几种常见难溶性磷酸盐的促释效果

4.7.2磷酸盐加入量对堆肥促磷效果的影响

4.7.3黑曲霉对堆肥解磷效果的影响

4.7.4解磷菌接种时间对堆肥中难溶性磷酸盐的促释效应

4.7.5解磷菌接种量对堆肥难溶性磷酸盐的促释效应的研究

4.8自制堆肥评价

4.8.1堆肥外观

4.8.2堆肥技术指标

4.9本章小结

结论与展望

参考文献

研究生期间发表的论文