不同调理剂对鹿粪堆肥温室气体排放及氮素转化的影响研究
发布时间：2021-01-13 20:06
堆肥在实现有机废物的生物降解和循环利用的同时,也向环境排放温室气体（GHGs,Greenhouse Gases）及NH3,导致氮素损失,并造成全球变暖等环境问题。向堆体添加调理剂可缓解这些问题,且不同的调理剂与堆体相互作用的规律和机理有所不同。为了明确调理剂对堆肥进程的具体影响及其影响温室气体排放和氮素转化的机理,对不同调理条件的堆肥指标进行监测,为寻找最适宜的鹿粪秸秆复合堆肥调理剂提供参考。研究以鹿粪和玉米秸秆为堆肥基质,设置不添加调理剂的对照组（CK）、添加生物炭调理剂的处理组（B）、添加沸石调理剂的处理组（Z）和添加沸石-生物炭复合调理剂的处理组（BZ）四个堆肥组别,全部以碳氮比30、含水率60%和总重4 kg启动堆肥,连续监测基本理化指标、不同形态氮素水平、温室气体和NH3排放量。酶活性的动态变化、降趋对应分析、冗余分析以及扫描电子显微镜（SEM,Scanning Electron Microscope）观察和能谱分析（EDS,Energy Dispersive Spectrometer）从微观形态、微生物代谢等角度解释了温室气体排放...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应器构造Figure2-1Reactorstructure
17图 3-1 不同调理剂作用下的堆肥温度动态变化Figure 3-1 Tendency change in temperature under different amendment conditions during composting由于恒定的通风速率和翻堆频率，堆体温度总体上没有出现第二次温度峰值，这也与此前相关研究中通风速率变化引起第二次堆体温度峰值的现象相符[85,86]。本研究中四个不同调理剂处理组的温度变化情况都总体呈现出中温期（45°C 以下）、高温期（45°C以上）和降温期（45°C 以下）三个典型的演替阶段，这与微生物呼吸的变化阶段同步。在中温期，主要是 Z 处理组一直维持着相对较高的堆体温度。CK 处理组和 Z 处理组最早于 D6 同时进入到高温期，温度分别达到 45°C 和 56°C，且二者的高温期维持时
为 56°C（D8），在高温期这一阶段，如纤维素、半纤维素和蛋白质等复杂有机物被剧烈地分解。堆肥进行到 D13，四个处理组全部进入进入降温期，堆肥微生物进入到内源呼吸后期，新的腐殖质逐渐形成，且主要是 B 处理组一直维持着相对较高的堆体温度。沸石和生物炭调理剂分别在中温期和降温期不同程度地提高了堆体温度，促进了堆肥腐熟和无害化。美国国家环保局（U.S.EPA，U.S.EnvironmentalProtectionAgency）对堆肥腐熟的规定为，堆体温度达 55°C 以上应至少需 5d，以杀死虫卵和致病菌[87]。而根据（GB7959-2012）对粪便好氧发酵的无害化卫生要求，人工堆积的最高堆温 50 °C 以上，至少持续10d，即达到高温堆肥的卫生标准[88]。本研究中，Z 处理组同时达到了美国国家环保局和中华人民共和国卫生部的堆肥卫生要求，表明沸石对堆肥产品无害化的作用效果比较理想。3.1.2 对 pH 和含水率的影响对于堆肥微生物来说，最佳 pH 是 5.5~8.5。四个堆肥处理组在堆肥进程中的 pH 动态变化如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]鹿粪对栽参黑土团聚体中碱解氮与蛋白酶活性的影响[J]. 郭绮雯,韩雅棋,徐雅婧,宋欣蔚,高纪超,许永华,关松. 吉林农业. 2018(13)
[2]超高温预处理对猪粪堆肥过程碳氮素转化与损失的影响[J]. 曹云,黄红英,孙金金,吴华山,段会英,徐跃定,靳红梅,常志州. 中国环境科学. 2018(05)
[3]羊粪不同堆肥模式对温室气体排放的影响[J]. 史磊,王巨媛,于学茹,徐欣,陈辉,孙树臣,冯文丽,翟胜. 河南农业科学. 2017(12)
[4]沸石粉和硝化抑制剂投加对污泥堆肥过程中氮素保存和温室气体排放的影响[J]. 齐鲁,张俊亚,郑嘉熹,李洪枚,魏源送. 环境科学学报. 2018(06)
[5]硝化/脲酶抑制剂对石灰性潮土N2O减排效果及氮素转化的比较[J]. 杨柳青,季加敏,巨晓棠. 农业环境科学学报. 2017(03)
[6]沸石和过磷酸钙对鸡粪条垛堆肥甲烷排放的影响及其机制[J]. 李慧杰,王一明,林先贵,彭双,孙蒙猛. 土壤. 2017(01)
[7]碳源调理剂对黄瓜秧堆肥进程和碳氮养分损失的影响[J]. 常瑞雪,甘晶晶,陈清,李彦明. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]添加不同辅料对污泥堆肥腐熟度及气体排放的影响[J]. 袁京,何胜洲,李国学,彭升平,陈是吏,杜龙龙,张地方,徐鹏翔. 农业工程学报. 2016(S2)
[9]堆肥过程中纤维素酶活与纤维素降解相关研究[J]. 李洪涛,王涵,臧翔云,刘美庭. 东北农业大学学报. 2016(06)
[10]微生物菌剂对牛粪堆肥中酶活性的影响[J]. 张祥永,任静,马彦霞,郁继华. 甘肃农业大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]生物炭及翻堆频率对鸡粪堆肥过程中温室气体排放的影响[D]. 贾兴永.中国农业大学 2015
硕士论文
[1]生物质炭添加对猪粪堆肥腐殖化的影响及机理研究[D]. 屠巧萍.浙江大学 2014
[2]堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立[D]. 张亚宁.中国农业大学 2004
[3]堆肥氮素转化及原位减少氮素损失的研究[D]. 贺琪.中国农业大学 2004
本文编号：2975486
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应器构造Figure2-1Reactorstructure
17图 3-1 不同调理剂作用下的堆肥温度动态变化Figure 3-1 Tendency change in temperature under different amendment conditions during composting由于恒定的通风速率和翻堆频率，堆体温度总体上没有出现第二次温度峰值，这也与此前相关研究中通风速率变化引起第二次堆体温度峰值的现象相符[85,86]。本研究中四个不同调理剂处理组的温度变化情况都总体呈现出中温期（45°C 以下）、高温期（45°C以上）和降温期（45°C 以下）三个典型的演替阶段，这与微生物呼吸的变化阶段同步。在中温期，主要是 Z 处理组一直维持着相对较高的堆体温度。CK 处理组和 Z 处理组最早于 D6 同时进入到高温期，温度分别达到 45°C 和 56°C，且二者的高温期维持时
为 56°C（D8），在高温期这一阶段，如纤维素、半纤维素和蛋白质等复杂有机物被剧烈地分解。堆肥进行到 D13，四个处理组全部进入进入降温期，堆肥微生物进入到内源呼吸后期，新的腐殖质逐渐形成，且主要是 B 处理组一直维持着相对较高的堆体温度。沸石和生物炭调理剂分别在中温期和降温期不同程度地提高了堆体温度，促进了堆肥腐熟和无害化。美国国家环保局（U.S.EPA，U.S.EnvironmentalProtectionAgency）对堆肥腐熟的规定为，堆体温度达 55°C 以上应至少需 5d，以杀死虫卵和致病菌[87]。而根据（GB7959-2012）对粪便好氧发酵的无害化卫生要求，人工堆积的最高堆温 50 °C 以上，至少持续10d，即达到高温堆肥的卫生标准[88]。本研究中，Z 处理组同时达到了美国国家环保局和中华人民共和国卫生部的堆肥卫生要求，表明沸石对堆肥产品无害化的作用效果比较理想。3.1.2 对 pH 和含水率的影响对于堆肥微生物来说，最佳 pH 是 5.5~8.5。四个堆肥处理组在堆肥进程中的 pH 动态变化如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]鹿粪对栽参黑土团聚体中碱解氮与蛋白酶活性的影响[J]. 郭绮雯,韩雅棋,徐雅婧,宋欣蔚,高纪超,许永华,关松. 吉林农业. 2018(13)
[2]超高温预处理对猪粪堆肥过程碳氮素转化与损失的影响[J]. 曹云,黄红英,孙金金,吴华山,段会英,徐跃定,靳红梅,常志州. 中国环境科学. 2018(05)
[3]羊粪不同堆肥模式对温室气体排放的影响[J]. 史磊,王巨媛,于学茹,徐欣,陈辉,孙树臣,冯文丽,翟胜. 河南农业科学. 2017(12)
[4]沸石粉和硝化抑制剂投加对污泥堆肥过程中氮素保存和温室气体排放的影响[J]. 齐鲁,张俊亚,郑嘉熹,李洪枚,魏源送. 环境科学学报. 2018(06)
[5]硝化/脲酶抑制剂对石灰性潮土N2O减排效果及氮素转化的比较[J]. 杨柳青,季加敏,巨晓棠. 农业环境科学学报. 2017(03)
[6]沸石和过磷酸钙对鸡粪条垛堆肥甲烷排放的影响及其机制[J]. 李慧杰,王一明,林先贵,彭双,孙蒙猛. 土壤. 2017(01)
[7]碳源调理剂对黄瓜秧堆肥进程和碳氮养分损失的影响[J]. 常瑞雪,甘晶晶,陈清,李彦明. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]添加不同辅料对污泥堆肥腐熟度及气体排放的影响[J]. 袁京,何胜洲,李国学,彭升平,陈是吏,杜龙龙,张地方,徐鹏翔. 农业工程学报. 2016(S2)
[9]堆肥过程中纤维素酶活与纤维素降解相关研究[J]. 李洪涛,王涵,臧翔云,刘美庭. 东北农业大学学报. 2016(06)
[10]微生物菌剂对牛粪堆肥中酶活性的影响[J]. 张祥永,任静,马彦霞,郁继华. 甘肃农业大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]生物炭及翻堆频率对鸡粪堆肥过程中温室气体排放的影响[D]. 贾兴永.中国农业大学 2015
硕士论文
[1]生物质炭添加对猪粪堆肥腐殖化的影响及机理研究[D]. 屠巧萍.浙江大学 2014
[2]堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立[D]. 张亚宁.中国农业大学 2004
[3]堆肥氮素转化及原位减少氮素损失的研究[D]. 贺琪.中国农业大学 2004
本文编号：2975486
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