白三叶堆肥过程中养分含量的变化研究

发布时间：2020-04-09 07:55

【摘要】：为提高黄土高原苹果园土壤肥力,扩大有机肥源,科学利用苹果园白三叶(Trifolium repens),本研究通过堆制有机肥的方法来利用果园白三叶,以实现果园白三叶的高效利用。首先将白三叶和鸡粪按质量比1:0,1:0.5,1:1,1:2和0:1混合均匀后作为氮源,用小麦秸秆做碳源,调节C/N至30,研究不同质量比的白三叶和鸡粪堆制有机肥过程中各物理化学指标及养分动态变化规律,以期找到最佳的堆肥质量比,确定白三叶作为氮源堆制有机肥的可能性;然后,以白三叶为氮源,分别用小麦秸秆和苹果树叶作为碳源来调节C/N,使初始C/N分别为25,30和35,研究不同初始C/N比值下白三叶堆制有机肥过程中各物理化学指标及养分动态变化规律,以期找到白三叶与小麦秸秆和苹果树叶最佳的堆肥比例,同时比较以小麦秸秆和苹果树叶为碳源时白三叶堆肥的肥力效果,为实现白三叶高效利用、缓解苹果园有机肥短缺问题提供一定的理论依据。主要研究结论如下:(1)白三叶可单独作为氮源堆制有机肥,堆肥进程较加入鸡粪快。在鸡粪和白三叶以5种不同质量比混合堆肥时,白三叶作为单独氮源时,堆体温度升到最高温的时间仅为4 d,较其他处理进入最高温所用时间相对较短,且堆体温度在40 d就接近室温;同时,堆体温度在55℃以上高温持续天数超过3 d,达到了无害化和腐熟的要求。(2)在鸡粪和白三叶以5种不同质量比混合作为氮源堆肥时,随堆肥进行,p H值先升高后降低,最终p H稳定在7.08~7.53之间;电导率呈上升趋势,最终为2.66ms·cm-1~3.74 ms·cm-1,鸡粪加入比例与最终电导率呈正相关,白三叶作为单独氮源堆肥时电导率显著(P0.05)低于其他处理。鸡粪/白三叶质量比分别为1:0,1:0.5,1:1,1:2和0:1时,堆肥结束时肥料中碳含量分别为417.1 g·kg-1,415.4 g·kg-1,360.1 g·kg-1,401.9g·kg-1和380.2 g·kg-1;白三叶加入比例大于等于一半的处理之间,堆肥结束后,肥料中全氮、全钾、速效钾、硝态氮含量无显著差异,但均显著高于白三叶小于一半的处理(P0.05);加入白三叶过半的处理最终肥料中全磷含量显著低于其他处理(P0.05);用白三叶作为氮源堆肥,添加比例越大,堆肥产品铵态氮越低。(3)在不同C/N白三叶和小麦秸秆堆肥过程中,C/N为35时堆肥温度50℃以上持续天数超过一周,达到了无害化和腐熟的要求;堆体温度到达最高温的时间为6 d,且28 d就接近室温。随堆肥进行,p H值先升高后降低,最终p H为7.13~7.55;电导率均呈上升趋势,最终电导率为2.66 ms·cm-1~3.08 ms·cm-1,C/N为35时最终电导率最低。与堆肥前相比,堆肥后C/N为25,30和35的3个处理的全碳含量分别降低17.4%,22.1%和23.1%,全氮提高12.2%,54.6%和91.7%,全磷提高63.1%,71.1%和101.1%,全钾提高63.9%,61.1%和102.6%,硝态氮提高3.0倍、2.0倍和1.6倍,速效磷提高65.1%,88.8%和49.6%,速效钾提高82.7%,84.1%和107.4%;C/N为25和30处理的铵态氮含量分别较堆肥前提高3.2倍和2.7倍,而C/N为35的处理降低58.3%。(4)在不同C/N苹果树叶和白三叶堆肥过程中,C/N为30的处理堆肥温度55℃以上持续天数超过3 d;堆体温度到达最高温的时间为4 d。各处理最终p H在7.56~8.82之间;随堆肥的进行电导率变化均表现为上升趋势,最终电导率在1.48 ms·cm-1~2.64ms·cm-1之间。堆肥结束后,C/N为35的处理有机碳含量显著高于其他2个处理(P0.05);全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾含量均呈C/N 30C/N 25C/N 35,且各处理差异显著(P0.05);C/N为30时的硝态氮显著高于其他2个处理(P0.05);而铵态氮3处理无显著差异。(5)将苹果树叶和小麦秸秆作为碳源与白三叶堆肥时,苹果树叶较小麦秸秆堆制的有机肥中全碳、全氮、全磷、全钾、铵态氮含量高,硝态氮含量低。堆肥原料不同,堆肥最佳初始C/N不同。以苹果树叶和白三叶为堆肥原料时,最适C/N为30。以小麦秸秆与白三叶堆肥时,不同C/N处理堆肥产品养分含量和堆肥前后养分变化幅度因养分种类而异,C/N为25的处理有机碳、铵态氮、速效磷含量最高,全碳降低最少,铵态氮、硝态氮提高幅度最大;C/N为35的处理全氮、全钾、速效钾含量最高,全氮、全磷、全钾、速效钾含量提高幅度最大;C/N为30的处理全磷含量最高,速效磷提高幅度最大。
【图文】：

中温,持续上升,白三叶,鸡粪

图 2-1 堆肥过程中温度的变化Fig.2-1 Changes of temperature during composting process 不同质量比鸡粪和白三叶堆肥过程中 pH 的变化T1，T2，，T3，T4 和 T5 处理的初始 pH 分别为 6.59，6.37，6.32，6.66 和 6.4过程中，T1 处理的 pH 在前 5d 小幅度上升，5d 至 18d 又出现小幅下降，18d上升，并在第 40d 达到最高值，40d 之后逐渐下降。T2，T3，T4 和 T5 处理基本相同，T2 处理的 pH 在前 40d 持续上升，并在第 40d 达到最大值，40d 之降；T3 处理的 pH 在前 18d 持续上升，并在第 18d 达到最大值，随后逐渐下降处理的 pH 在前 18d 持续上升，18 至 29d 出现小幅下降，29 至 40d 小幅上升 40d 达到最大值，随后逐渐下降。至堆肥结束时，T1，T2，T3，T4 和 T5 处别为 7.35，7.38，7.08，7.13 和 7.53（图 2-2）。

持续上升,白三叶,鸡粪,同质

图 2-1 堆肥过程中温度的变化Fig.2-1 Changes of temperature during composting process同质量比鸡粪和白三叶堆肥过程中 pH 的变化T2，T3，T4 和 T5 处理的初始 pH 分别为 6.59，6.37，6.32，6.66 和中，T1 处理的 pH 在前 5d 小幅度上升，5d 至 18d 又出现小幅下降，，并在第 40d 达到最高值，40d 之后逐渐下降。T2，T3，T4 和 T5 处相同，T2 处理的 pH 在前 40d 持续上升，并在第 40d 达到最大值，40T3 处理的 pH 在前 18d 持续上升，并在第 18d 达到最大值，随后逐渐理的 pH 在前 18d 持续上升，18 至 29d 出现小幅下降，29 至 40d 小幅d 达到最大值，随后逐渐下降。至堆肥结束时，T1，T2，T3，T4 和 T5为 7.35，7.38，7.08，7.13 和 7.53（图 2-2）。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S141.4

【参考文献】