不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

摘要

为探讨不同畜禽粪便(牛粪和羊粪)为主料,添加不同作物秸秆(玉米秸秆和小麦秸秆)为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律,采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合(T1:牛粪+玉米秸秆;T2:牛粪+小麦秸秆;T3:羊粪+玉米秸秆;T4:羊粪+小麦秸秆)在堆肥过程中总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的含量变化规律.结果表明:所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降,至堆肥结束时T1～T4处理的TOC含量分别下降了22.1％、21.5％、23.6、23.7％;DOC含量也随堆肥过程的推进而降低,至堆肥第15天时降低至最低,T1～T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg-1和4.93 g·kg-1,但不同处理的变化规律明显不同:以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化,而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值,至堆肥第15天时T1～T4处理的降幅分别为32.4％、36.5％、51.8％和39.3％;总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天,第15天时达到最高值,最高值分别为25.5％、22.5％、29.8％和30.0％,整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理(P<0.05).随堆肥过程的推进,游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低,堆肥结束时降幅为7.6％～18.0％;HA含量逐渐增加,至堆肥结束时增幅为65.4％～197.8％,堆肥过程提高了胡敏酸态碳.T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理.FA含量随堆肥进程推进逐渐下降,至堆肥结束时降幅为44.9％～54.9％.羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因,在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳.