牛明芬等
摘要:將豬糞與秸稈通過調節水分至配比3∶1(以鮮重計),采用機械強制通風、人工翻堆的靜態高溫堆肥方式,研究過程中各項指標的變化以及達到腐熟的情況。在堆肥進行的24 d中,根據溫度的變化取8次樣品進行分析。結果表明,至堆肥結束,銨態氮呈先上升后下降趨勢,含量較初期減少82%,而硝態氮呈逐漸上升趨勢,含量增加20%,水溶性有機碳呈遞減趨勢,總氮呈先下降后上升的趨勢,液相水溶性有機碳與總氮的比值C/N由最初的2.1降到0.5,溫度、pH值、WSC/TN、種子發芽指數GI已趨于穩定,初步認為堆肥24 d時腐熟基本完全,堆肥中氮素和碳素分別在升溫期和降溫期損失最大。豬糞與秸稈混合堆肥,水分是不可忽視的重要指標,物料高水分會使微生物發生厭氧反應,引發臭氣,降低分解率,因此堆肥之前最好根據水分設計出一個初始配方,獲得合適的C/N,后期可以通過加水來調節。建議在堆肥初期一次發酵時加大通風量,經常翻堆,在堆肥后期二次發酵時,由于易分解有機物反應基本結束,應適當減少通風量,減少翻堆次數,以確保高品質的堆肥產品。
關鍵詞:豬糞;秸稈;堆肥;腐熟;溫度;pH值;銨態氮;硝態氮;發芽指數
中圖分類號: S141.4文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0291-03
近年來,隨著我國畜牧業的不斷發展,畜禽糞便的排放量日益增大。這些糞便處置不當或者不經過任何處理就排放的話,對大氣、土壤、環境會造成嚴重的污染,同時也給畜牧場的環境衛生以及人類的健康帶來威脅。秸稈是農業生產過程中所產生的副產品之一,是主要的農村能源,也被用于造紙、飼料、肥料以及建筑材料,除此之外,還有相當一大部分秸稈被荒棄或者直接焚燒,不僅浪費資源,而且污染環境。目前,好氧堆肥是處理有機廢棄物最常用的方法,畜禽糞便等經過堆肥過程的高溫發酵后,能成為對農作物無害并且可以改良土壤的肥料[1]。同時,畜禽糞便堆肥后還田利用,能夠對土壤進行改良,抑制病菌,減輕土傳病害[2]。然而,在好氧堆肥過程中由于畜禽糞便的來源不同,堆肥物料的組成存在較大的養分差異,最突出表現在碳氮比(C/N)上,堆肥前需要進行調節以便使堆肥C/N保持在25左右[1]。秸稈作為最常見的有機碳源是進行堆肥C/N調節的主要物料來源,因此將秸稈和畜禽糞便堆肥過程相結合是在堆肥基礎上對秸稈進行資源化的有效途徑,對秸稈與畜禽糞便混合堆肥過程中物質變化情況進行研究,將為確定相關工藝參數,提高堆肥效率提供重要的技術支撐,對我國農業的可持續性發展有著不可代替的作用。
1材料與方法
1.1試驗裝置
試驗裝置如圖1所示,為小型模擬堆肥裝置,是有機玻璃制成的密閉容器,長300 mm,寬240 mm,高360 mm,堆肥外套電熱毯進行保溫,裝置底部安裝曝氣盤進行強制通風,空氣泵連接曝氣盤進行間歇式通風,采用人工翻堆,裝置底部留有排液管收集濾液。
1.2試驗初始條件及配比
本試驗所用新鮮豬糞取自遼寧省沈陽市十里河村農戶,秸稈經粉碎后處理成粒徑1~3 cm的小段。試驗于2014年春季在中國科學院生態研究所進行。堆肥原料基本性質見表1。
1.3試驗方法
1.3.1采樣及方法本試驗中以豬糞作為堆肥填料,并利用玉米秸稈進行堆肥C/N調節,堆體總質量15 kg,堆高25~35 cm,將堆肥原料混合均勻,混合后物料含水率為55%左右,裝置外面包裹電熱毯以保證堆體內部溫度,人工翻堆 3 d/次,機械間歇式通風,前4 d每3 h通風30 min,之后每 6 h 通風30 min。堆體中心插入數字溫度計,每天10:00、16:00 記錄堆體溫度,取平均值。分別在0、2、4、8、12、16、20、24 d 各采集3個平行樣,用密封袋封存并保存在冰箱冷藏,一部分樣品經自然風干后過100目篩網,以備分析。
1.3.2檢測項目及分析方法將3個平行新鮮樣品混勻后取1 g放在錐形瓶中,按水肥比10 ∶1用去離子水浸提1 h后,用Orion 868型pH計測定pH值。取風干后過100目篩網堆肥樣品1 g放在離心管中,加入50 mL去離子水, 3 000 r/min 離心15 min,過0.45 μm纖維樹脂濾膜,以備分析。水溶性銨態氮、硝態氮含量用凱氏定氮儀法測定,水溶性碳(WSC)、總氮(TN)含量用analysis Multi N/C 3100型 TOC/TN 分析儀器直接測得。最后進行種子發芽指數的測定。
2結果與分析
2.1溫度與pH值
堆肥內部溫度變化既能反映微生物所具有的活性,又是堆肥穩定和無害的重要標志。由圖2可以看出,堆肥3 d后迅速升溫至50 ℃以上,從堆肥初始的升溫階段迅速進入了高溫階段,溫度變化比較敏感。高溫階段反映堆肥前原料配比以及預處理的好壞,也是有機物在堆肥過程中氧化分解的關鍵階段,溫度過高、過低都不利于堆肥進行。從變化曲線可以看出,堆體溫度在堆肥3 d達到50 ℃后,持續了7 d,堆肥 10 d 后溫度迅速下降,堆肥12 d時溫度下降到38 ℃,隨后溫度有所回升,經過小幅度上升之后,堆肥14 d后開始下降,最后與環境溫度保持一致。堆肥升溫期是0~3 d,高溫期為 4~10 d,降溫期為11~18 d,穩定期為19~24 d,可以從溫度變化曲線判斷堆肥的進行情況,高溫堆肥符合衛生指標 GB 7959—1987 《糞便無害化衛生標準》的要求。
由圖3可知,堆肥原料的初始pH值為7.2,呈中性,pH值在堆肥2 d后下降到5.8,隨后開始上升,16 d后達到了pH值最大值8.5,到堆肥結束pH值保持在7.0~8.0之間。初期堆肥中微生物分解有機氮,增加了酸性物質,使得pH值下降;之后隨著有機物質的分解,溶解在堆肥中得NH+4增加,堿性增強,在高溫階段嗜熱微生物代替中溫微生物進行降解活動,此時銨態氮也迅速積累,使pH值達到了最高值;而后較高的pH值使得氨氣逸出堆體,物料有機物分解產生的有機酸增加,使得堆體pH值下降。pH值的變化呈先降后升的趨勢,在堆肥完成之前pH值在8.5~9.0之間,最終的成品pH值在7.0~8.0之間。endprint
2.2水溶性氨態氮(NH+4-N)和硝態氮(NO-3-N)
在初期堆肥一次發酵時,有機物在微生物的作用下迅速降解,由于初期含水率比較高,因此生成的氨通過溶解作用以 NH+4-N 離子的形式存在,銨態氮含量不斷增加,在堆肥4 d后達到了最高值,由圖4可知,銨態氮含量由初期的 2.13 g/kg 迅速增加到了3.52 g/kg,增加了65%,至高溫期開始有下降的趨勢,堆肥12 d后降到1.15 g/kg,在堆肥4~12 d銨態氮含量損失達67%,可能是因為在高溫環境下,物料中的水汽蒸發,引起NH3大量揮發。在堆肥12 d左右開始的二次發酵的過程中,NH+4-N的變化規律類似于一次發酵,但作用機理不同。一次發酵是在微生物的作用下進行,二次發酵是在硝化細菌的作用下進行,進一步氧化成硝態氮,因此銨態氮含量回升至16 d出現一個小的峰值(1.56 g/kg)后開始下降,并穩定不變到堆肥結束,這時銨態氮含量為0.38 g/kg,一般認為堆肥腐熟后銨態氮含量下降到小于400 mg/kg,符合堆肥腐熟的標準[3]。銨態氮最后損失比較多,可能是因為強制機械通風不利于銨態氮的累積[4],加快了氨氣的逸出。從圖中變化曲線可以看出,銨態氮經過短暫的上升呈逐漸下降的趨勢。
硝化與反硝化的速率差決定硝態氮的含量,在高溫好氧堆肥中硝化作用占主導地位,堆肥開始硝態氮含量很少,僅為0.25 g/kg,在升溫期小幅度增加到0.29 g/kg,在堆肥進入高溫階段,由于屬于嗜溫細菌的硝化細菌對高溫特別敏感,因此嚴重抑制硝化細菌的硝化作用,在堆肥4~12 d中硝態氮含量一直很低,保持在0.30 g/kg左右。在堆肥二次發酵中,硝化作用的條件合適,硝態氮含量不斷增加,16 d后增加到053 g/kg,是初始含量2倍左右,之后緩慢下降,到堆肥完成時含量變為0.30 g/kg。總體來說硝態氮在堆肥過程中有所增加,符合堆肥腐熟度的標準。
2.3水溶性碳(WSC)、總氮(TN)及液相碳氮比(C/N)
液相C/N是堆肥中的水溶性碳與總氮量的比值,圖5描述了這一過程的變化。本試驗在堆肥初期為了使其營養平衡,加入了富碳物質秸稈,減少了NH+4-N在物料中的積累,有較少氨氣揮發,還能夠更好地吸附銨態氮,從而可以很好地降低氮的損失。堆肥過程中水溶性碳呈逐漸減少趨勢,因為它是微生物活動的直接碳源,被微生物直接利用。WSC在升溫期變化緩慢,初值為13.2 g/kg,24 d后堆肥完成時減少到2.3 g/kg,減少了83%左右,表明在堆肥過程中,微生物進行了劇烈的分解作用。Garcia等提出堆肥腐熟后的水溶性有機碳應小于0.5%[5],本研究結果符合這一評價標準。
由圖5可知,總氮整體呈先降低再升高后降低的趨勢,含量由最初的6.3 g/kg在4 d后驟降到3.1 g/kg,然后回升,在 12 d 后達到峰值5.7 g/kg,然后開始下降,曲線變化比較平緩,到堆肥完成時降到4.9 g/kg,比初期減少了22%左右。
由圖5還可以看出,液相C/N 24 d后堆肥完成時降到05左右。微生物在堆肥過程中主要消耗的是水溶性物質,碳和氮的變化也是堆肥的主要特征,而且變化不易受物料限制,因此液相的C/N比可以用來評價腐熟的程度。合適的碳氮比可以減少氮的損失,因此在堆肥預處理時將C/N調節到合適的值很關鍵。文獻報道液相的WSC/TN應小于0.7[6],本試驗的最后結果符合這一數據,表明物料腐熟完全,符合標準。
2.4種子發芽指數
種子發芽指數可以反映物料的植物毒性,是可靠敏感的評價腐熟度的指標。由圖6可以看出,在堆肥初期,有機酸與高濃度NH3的產生,嚴重抑制了種子發芽,使得在試驗開始階段種子發芽指數(GI)幾乎為零,隨著堆肥的進行,抑制作用減弱,GI呈逐漸上升趨勢,并且在堆肥完成時已經趨于穩定,保持在70%~90%的范圍。Zucconi等認為,一般情況下,GI>50%,堆肥產品的毒性已經降到種子可以忍受的程度;GI>85%,堆肥產品已經無毒性,堆肥腐熟完全[7]。
3結論
豬糞與秸稈混合堆肥,水分是不可忽視的重要指標,物料
高水分會使微生物發生厭氧反應、引發臭氣、降低分解率,因此堆肥之前最好根據水分設計出一個初始配方,獲得合適的C/N,后期可以通過加水來調節。
對NH+4-N、NO-3-N、C/N、GI等變化的研究結果表明,堆肥啟動后24 d已基本腐熟,發酵分一次發酵和二次發酵2個階段,建議在堆肥初期一次發酵時加大通風量,經常翻堆;在堆肥后期的二次發酵時,由于易分解有機物反應基本結束,適當減少通風量,減少翻堆次數,可確保堆肥產品具有高品質。
在本次24 d的堆肥過程中,堆肥溫度逐步上升到55 ℃以上,堆肥高溫在50 ℃以上持續了7 d,滿足了堆肥高溫無害化衛生標準,且pH值作為評價腐熟度的必要條件,最終穩定在7.0~8.0之間。
至堆肥結束,銨態氮呈先上升后下降趨勢,含量較初期減少82%;而硝態氮呈逐漸上升趨勢,含量增加20%;水溶性有機碳呈遞減趨勢,總氮呈先下降后上升的趨勢,液相水溶性有機碳與總氮之比由最初的2.1降到0.5,堆肥中的氮素和碳素分別在升溫期和降溫期損失最大。
參考文獻:
[1]吳銀寶,汪植三,廖新俤,等. 豬糞堆肥腐熟指標的研究[J]. 農業環境科學學報,2003,22(2):189-193.
[2]汜勝之. 汜勝之書[M]. 北京:科學出版社,1956.
[3]Bernal M P,Sanchez-Monedero M A,Cegarra J,et al. Maturity and stability parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes[J]. Bioresource Technology,1998,63(1):91-99
[4]Sartaj M,Femandes L,PatniN K. Performance of forced,passive,and natural aeration methods for composting manure slurries[J]. Trans of the ASAE,1995,40(2):457-463.
[5]Garcia C,Hernandez T,Costa F. Changes in carbon fractions during composting and maturation of organic wastes[J]. Environmental Management,1991,15(3):433-439.
[6]李艷霞,王敏健,王菊思. 有機固體廢棄物堆肥的腐熟度參數及指標[J].環境科學,1999,20(2):99-104.endprint
2.2水溶性氨態氮(NH+4-N)和硝態氮(NO-3-N)
在初期堆肥一次發酵時,有機物在微生物的作用下迅速降解,由于初期含水率比較高,因此生成的氨通過溶解作用以 NH+4-N 離子的形式存在,銨態氮含量不斷增加,在堆肥4 d后達到了最高值,由圖4可知,銨態氮含量由初期的 2.13 g/kg 迅速增加到了3.52 g/kg,增加了65%,至高溫期開始有下降的趨勢,堆肥12 d后降到1.15 g/kg,在堆肥4~12 d銨態氮含量損失達67%,可能是因為在高溫環境下,物料中的水汽蒸發,引起NH3大量揮發。在堆肥12 d左右開始的二次發酵的過程中,NH+4-N的變化規律類似于一次發酵,但作用機理不同。一次發酵是在微生物的作用下進行,二次發酵是在硝化細菌的作用下進行,進一步氧化成硝態氮,因此銨態氮含量回升至16 d出現一個小的峰值(1.56 g/kg)后開始下降,并穩定不變到堆肥結束,這時銨態氮含量為0.38 g/kg,一般認為堆肥腐熟后銨態氮含量下降到小于400 mg/kg,符合堆肥腐熟的標準[3]。銨態氮最后損失比較多,可能是因為強制機械通風不利于銨態氮的累積[4],加快了氨氣的逸出。從圖中變化曲線可以看出,銨態氮經過短暫的上升呈逐漸下降的趨勢。
硝化與反硝化的速率差決定硝態氮的含量,在高溫好氧堆肥中硝化作用占主導地位,堆肥開始硝態氮含量很少,僅為0.25 g/kg,在升溫期小幅度增加到0.29 g/kg,在堆肥進入高溫階段,由于屬于嗜溫細菌的硝化細菌對高溫特別敏感,因此嚴重抑制硝化細菌的硝化作用,在堆肥4~12 d中硝態氮含量一直很低,保持在0.30 g/kg左右。在堆肥二次發酵中,硝化作用的條件合適,硝態氮含量不斷增加,16 d后增加到053 g/kg,是初始含量2倍左右,之后緩慢下降,到堆肥完成時含量變為0.30 g/kg。總體來說硝態氮在堆肥過程中有所增加,符合堆肥腐熟度的標準。
2.3水溶性碳(WSC)、總氮(TN)及液相碳氮比(C/N)
液相C/N是堆肥中的水溶性碳與總氮量的比值,圖5描述了這一過程的變化。本試驗在堆肥初期為了使其營養平衡,加入了富碳物質秸稈,減少了NH+4-N在物料中的積累,有較少氨氣揮發,還能夠更好地吸附銨態氮,從而可以很好地降低氮的損失。堆肥過程中水溶性碳呈逐漸減少趨勢,因為它是微生物活動的直接碳源,被微生物直接利用。WSC在升溫期變化緩慢,初值為13.2 g/kg,24 d后堆肥完成時減少到2.3 g/kg,減少了83%左右,表明在堆肥過程中,微生物進行了劇烈的分解作用。Garcia等提出堆肥腐熟后的水溶性有機碳應小于0.5%[5],本研究結果符合這一評價標準。
由圖5可知,總氮整體呈先降低再升高后降低的趨勢,含量由最初的6.3 g/kg在4 d后驟降到3.1 g/kg,然后回升,在 12 d 后達到峰值5.7 g/kg,然后開始下降,曲線變化比較平緩,到堆肥完成時降到4.9 g/kg,比初期減少了22%左右。
由圖5還可以看出,液相C/N 24 d后堆肥完成時降到05左右。微生物在堆肥過程中主要消耗的是水溶性物質,碳和氮的變化也是堆肥的主要特征,而且變化不易受物料限制,因此液相的C/N比可以用來評價腐熟的程度。合適的碳氮比可以減少氮的損失,因此在堆肥預處理時將C/N調節到合適的值很關鍵。文獻報道液相的WSC/TN應小于0.7[6],本試驗的最后結果符合這一數據,表明物料腐熟完全,符合標準。
2.4種子發芽指數
種子發芽指數可以反映物料的植物毒性,是可靠敏感的評價腐熟度的指標。由圖6可以看出,在堆肥初期,有機酸與高濃度NH3的產生,嚴重抑制了種子發芽,使得在試驗開始階段種子發芽指數(GI)幾乎為零,隨著堆肥的進行,抑制作用減弱,GI呈逐漸上升趨勢,并且在堆肥完成時已經趨于穩定,保持在70%~90%的范圍。Zucconi等認為,一般情況下,GI>50%,堆肥產品的毒性已經降到種子可以忍受的程度;GI>85%,堆肥產品已經無毒性,堆肥腐熟完全[7]。
3結論
豬糞與秸稈混合堆肥,水分是不可忽視的重要指標,物料
高水分會使微生物發生厭氧反應、引發臭氣、降低分解率,因此堆肥之前最好根據水分設計出一個初始配方,獲得合適的C/N,后期可以通過加水來調節。
對NH+4-N、NO-3-N、C/N、GI等變化的研究結果表明,堆肥啟動后24 d已基本腐熟,發酵分一次發酵和二次發酵2個階段,建議在堆肥初期一次發酵時加大通風量,經常翻堆;在堆肥后期的二次發酵時,由于易分解有機物反應基本結束,適當減少通風量,減少翻堆次數,可確保堆肥產品具有高品質。
在本次24 d的堆肥過程中,堆肥溫度逐步上升到55 ℃以上,堆肥高溫在50 ℃以上持續了7 d,滿足了堆肥高溫無害化衛生標準,且pH值作為評價腐熟度的必要條件,最終穩定在7.0~8.0之間。
至堆肥結束,銨態氮呈先上升后下降趨勢,含量較初期減少82%;而硝態氮呈逐漸上升趨勢,含量增加20%;水溶性有機碳呈遞減趨勢,總氮呈先下降后上升的趨勢,液相水溶性有機碳與總氮之比由最初的2.1降到0.5,堆肥中的氮素和碳素分別在升溫期和降溫期損失最大。
參考文獻:
[1]吳銀寶,汪植三,廖新俤,等. 豬糞堆肥腐熟指標的研究[J]. 農業環境科學學報,2003,22(2):189-193.
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[5]Garcia C,Hernandez T,Costa F. Changes in carbon fractions during composting and maturation of organic wastes[J]. Environmental Management,1991,15(3):433-439.
[6]李艷霞,王敏健,王菊思. 有機固體廢棄物堆肥的腐熟度參數及指標[J].環境科學,1999,20(2):99-104.endprint
2.2水溶性氨態氮(NH+4-N)和硝態氮(NO-3-N)
在初期堆肥一次發酵時,有機物在微生物的作用下迅速降解,由于初期含水率比較高,因此生成的氨通過溶解作用以 NH+4-N 離子的形式存在,銨態氮含量不斷增加,在堆肥4 d后達到了最高值,由圖4可知,銨態氮含量由初期的 2.13 g/kg 迅速增加到了3.52 g/kg,增加了65%,至高溫期開始有下降的趨勢,堆肥12 d后降到1.15 g/kg,在堆肥4~12 d銨態氮含量損失達67%,可能是因為在高溫環境下,物料中的水汽蒸發,引起NH3大量揮發。在堆肥12 d左右開始的二次發酵的過程中,NH+4-N的變化規律類似于一次發酵,但作用機理不同。一次發酵是在微生物的作用下進行,二次發酵是在硝化細菌的作用下進行,進一步氧化成硝態氮,因此銨態氮含量回升至16 d出現一個小的峰值(1.56 g/kg)后開始下降,并穩定不變到堆肥結束,這時銨態氮含量為0.38 g/kg,一般認為堆肥腐熟后銨態氮含量下降到小于400 mg/kg,符合堆肥腐熟的標準[3]。銨態氮最后損失比較多,可能是因為強制機械通風不利于銨態氮的累積[4],加快了氨氣的逸出。從圖中變化曲線可以看出,銨態氮經過短暫的上升呈逐漸下降的趨勢。
硝化與反硝化的速率差決定硝態氮的含量,在高溫好氧堆肥中硝化作用占主導地位,堆肥開始硝態氮含量很少,僅為0.25 g/kg,在升溫期小幅度增加到0.29 g/kg,在堆肥進入高溫階段,由于屬于嗜溫細菌的硝化細菌對高溫特別敏感,因此嚴重抑制硝化細菌的硝化作用,在堆肥4~12 d中硝態氮含量一直很低,保持在0.30 g/kg左右。在堆肥二次發酵中,硝化作用的條件合適,硝態氮含量不斷增加,16 d后增加到053 g/kg,是初始含量2倍左右,之后緩慢下降,到堆肥完成時含量變為0.30 g/kg。總體來說硝態氮在堆肥過程中有所增加,符合堆肥腐熟度的標準。
2.3水溶性碳(WSC)、總氮(TN)及液相碳氮比(C/N)
液相C/N是堆肥中的水溶性碳與總氮量的比值,圖5描述了這一過程的變化。本試驗在堆肥初期為了使其營養平衡,加入了富碳物質秸稈,減少了NH+4-N在物料中的積累,有較少氨氣揮發,還能夠更好地吸附銨態氮,從而可以很好地降低氮的損失。堆肥過程中水溶性碳呈逐漸減少趨勢,因為它是微生物活動的直接碳源,被微生物直接利用。WSC在升溫期變化緩慢,初值為13.2 g/kg,24 d后堆肥完成時減少到2.3 g/kg,減少了83%左右,表明在堆肥過程中,微生物進行了劇烈的分解作用。Garcia等提出堆肥腐熟后的水溶性有機碳應小于0.5%[5],本研究結果符合這一評價標準。
由圖5可知,總氮整體呈先降低再升高后降低的趨勢,含量由最初的6.3 g/kg在4 d后驟降到3.1 g/kg,然后回升,在 12 d 后達到峰值5.7 g/kg,然后開始下降,曲線變化比較平緩,到堆肥完成時降到4.9 g/kg,比初期減少了22%左右。
由圖5還可以看出,液相C/N 24 d后堆肥完成時降到05左右。微生物在堆肥過程中主要消耗的是水溶性物質,碳和氮的變化也是堆肥的主要特征,而且變化不易受物料限制,因此液相的C/N比可以用來評價腐熟的程度。合適的碳氮比可以減少氮的損失,因此在堆肥預處理時將C/N調節到合適的值很關鍵。文獻報道液相的WSC/TN應小于0.7[6],本試驗的最后結果符合這一數據,表明物料腐熟完全,符合標準。
2.4種子發芽指數
種子發芽指數可以反映物料的植物毒性,是可靠敏感的評價腐熟度的指標。由圖6可以看出,在堆肥初期,有機酸與高濃度NH3的產生,嚴重抑制了種子發芽,使得在試驗開始階段種子發芽指數(GI)幾乎為零,隨著堆肥的進行,抑制作用減弱,GI呈逐漸上升趨勢,并且在堆肥完成時已經趨于穩定,保持在70%~90%的范圍。Zucconi等認為,一般情況下,GI>50%,堆肥產品的毒性已經降到種子可以忍受的程度;GI>85%,堆肥產品已經無毒性,堆肥腐熟完全[7]。
3結論
豬糞與秸稈混合堆肥,水分是不可忽視的重要指標,物料
高水分會使微生物發生厭氧反應、引發臭氣、降低分解率,因此堆肥之前最好根據水分設計出一個初始配方,獲得合適的C/N,后期可以通過加水來調節。
對NH+4-N、NO-3-N、C/N、GI等變化的研究結果表明,堆肥啟動后24 d已基本腐熟,發酵分一次發酵和二次發酵2個階段,建議在堆肥初期一次發酵時加大通風量,經常翻堆;在堆肥后期的二次發酵時,由于易分解有機物反應基本結束,適當減少通風量,減少翻堆次數,可確保堆肥產品具有高品質。
在本次24 d的堆肥過程中,堆肥溫度逐步上升到55 ℃以上,堆肥高溫在50 ℃以上持續了7 d,滿足了堆肥高溫無害化衛生標準,且pH值作為評價腐熟度的必要條件,最終穩定在7.0~8.0之間。
至堆肥結束,銨態氮呈先上升后下降趨勢,含量較初期減少82%;而硝態氮呈逐漸上升趨勢,含量增加20%;水溶性有機碳呈遞減趨勢,總氮呈先下降后上升的趨勢,液相水溶性有機碳與總氮之比由最初的2.1降到0.5,堆肥中的氮素和碳素分別在升溫期和降溫期損失最大。
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[6]李艷霞,王敏健,王菊思. 有機固體廢棄物堆肥的腐熟度參數及指標[J].環境科學,1999,20(2):99-104.endprint