畜禽粪便好氧堆肥处理及高效复合肥肥效的研究

论文摘要

随着我国畜禽养殖业规模化、集约化的发展,产生的大量畜禽粪便已经成为我国主要农业污染源。为了解决畜禽粪便造成的环境污染问题,并达到农业废弃物的高效资源化利用,本文以新鲜猪粪为研究对象,通过试验筛选适宜的秸秆调理料及调配比例,按筛选结果进行中试堆肥试验,探讨堆肥过程中堆体传热传质特征；利用中试堆肥产品进行有机—无机复混肥配方及肥效的研究,以确定出较佳的肥料配制方案。论文首先为筛选出不同的调理料和猪粪好氧堆肥影响进行了小体堆肥试验。选用的调理料包括小麦秸秆、玉米秸秆、软木屑和可仅用于调理堆体孔隙度的泡沫颗粒,并对每种调理料分别设置为10%、15%、20%三种比例。试验在保温措施的约30L的塑料桶进行,5d/次的人工翻堆。分析了各处理堆体的温度、含水率、pH、有机质、总氮、总磷、总钾、纤维素和木质素含量的变化特征与表现,然后进行了综合评价。结果表明：适当对玉米秸秆进行晾干预处理并对茎秆揉碎及适量添加粉碎玉米叶,至占总干物重20%可获得最佳效果；而以小麦秸秆为调理料和猪粪好氧堆肥以占总干物重15%效果次之；可添加小比例的软木屑进行堆肥,但效果相对于以玉米秸秆和小麦秸秆为调理料不理想,利用泡沫颗粒不适宜做堆肥的调理料。然后根据湖北省资源实际,选取了以小麦秸秆为调理料占总干物重15%的处理,进行了中试规模再试验。试验表明：（1）堆肥温度能产生空间效应,由温度表征的热量的传递方向,表现为由堆体表面开始迅速升温,然后向堆体中心转移,最后由堆体正中心外层中心扩散,直至趋于室温。在堆体下部转角处存在三角锥形区域,易存在死角。建议：可选用可用导热性能铁板作外壳；减少底部方形角设计；人工翻堆频率应为5d/次,且翻堆堆体深度最高应在90cm左右。（2）中试规模的堆肥在含水率、pH值及有机质上存在有明显的分层效应,三者都表现为上下层分层不明显而变化相似,且共同与中层形成分层效应。（3）体积的大小对堆肥产生影响,小体堆可采样中心处测定,但中试堆体的中心点测定值不具有典型代表性。中试堆体的温度在升温更快速、高温持续时间更长、堆肥总耗时相对更短；二者在含水率、有机质含量、pH值的基本变化趋势虽然相似,但总变化率差异大,大堆体更有优势。研究最后进一步将中试规模堆肥试验后有机肥,添加不同种类NPK无机肥,按照物料质量百分比混合配制成5种有机-无机复混肥配方。如下：Fa：有机肥60%、尿素20%、过磷酸钙10%、硫酸钾10%；Fb：有机肥70%、尿素10%、过磷酸钙10%、硫酸钾10%；Fc：有机肥80%、尿素10%、过磷酸钙5%、硫酸钾5%；Fd：有机肥60%、硫酸铵20%、磷矿粉10%、硫酸钾10%；Fe：有机肥60%、硝酸铵20%、磷矿粉10%、氯化钾10%；为测定肥效,将以上5种有机-无机复混肥与有机肥（Ff:有机肥100%）、无机复混肥（G：硫酸铵44%、过磷酸钙15%、氯化钾41%）、不施肥（K）的3种方式进行300mg/kg等氮量施肥的试验。施肥肥效测试试验包括同时进行的培养试验和盆栽试验。结果表明：（1）采用堆肥制成的有机肥,虽然在培养试验的供肥表现并不突出,但在小白菜盆栽试验中,在各组的增产量中最高,产品品质好；（2）配制成有机-无机复混肥配方后,Fd组在供氮稳定性、磷素矿化、供钾能力方面都表现较好,栽培小白菜也能获得较高产量和很好的产品品质,是最理想的有机无机复混肥配方。综合所得研究结果,建议：以湖北省资源分布为基础,处理农业废弃物时,采用占总干物重15%的小麦秸秆对猪粪进行好氧堆肥可获最好效果。堆肥后有机肥可直接施用,就能获得较高产量和良好品质；若配制成有机无机复混肥施肥,建议采用以下质量百分比配方：有机肥60%、硫酸铵20%、磷矿粉10%、硫酸钾10%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 堆肥的相关研究进展
• 1.2. 堆肥后有机肥及应用效果
• 1.2.1 肥料的研究发展进程
• 1.2.2 有机肥配制的研究
• 1.3 施肥土壤肥效及其对作物影响的研究
• 1.3.1 施肥土壤肥效释放特性
• 1.3.2 施用肥料后对作物影响的研究
• 1.4 目前相关研究中存在的问题与本课题的提出
• 1.4.1 好氧堆肥研究存在的问题
• 1.4.2. 有机-无机复混肥研究中存在的问题
• 1.4.3. 本课题研究的提出
• 第2章 堆肥调理料筛选的试验研究
• 2.1 试验方案
• 2.1.1 试验材料与方法
• 2.2 试验结果与分析
• 2.2.1 不同调理料及比例对好氧堆肥特性的影响
• 2.2.2 不同处理小试好氧堆肥效果综合比较
• 2.2.3 堆肥产品的中微量元素含量
• 2.3 本章小结
• 第3章. 扩大的中试规模堆肥试验
• 3.1 试验研究方案
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验实施方法
• 3.2 好氧堆肥的动态及空间效应分析
• 3.2.1 好氧堆肥的温度场动态变化
• 3.2.2 其它工艺参数的分层动态变化
• 3.3 体积大小对堆肥的影响分析
• 3.4 本章小结
• 第4章. 配方肥肥效释放试验
• 4.1 利用堆肥产品进行复混肥配方
• 4.1.1 配方材料与方法
• 4.1.2. 配方设计
• 4.1.3 配方与施肥方法
• 4.2 培养肥效释放试验
• 4.2.1 试验实施方案
• 4.2.2 施用不同肥料配方的培养土壤肥效特点
• 4.3 盆栽肥效释放试验
• 4.3.1 试验实施方案
• 4.3.2. 盆栽肥效试验结果分析
• 4.4 各配方肥效综合评价
• 第5章 本研究总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录