蔬菜废弃物堆肥化过程中碳氮转化规律

发布时间：2017-04-25 14:12

  本文关键词：蔬菜废弃物堆肥化过程中碳氮转化规律，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着蔬菜种植产业化的迅速发展,在生产、运输等过程中产生了大量废弃物。蔬菜废弃物中含有大量的营养成分,但是蔬菜废弃物含水量高、碳氮比小、堆腐过程碳氮损失严重、易产生漏滤液和恶臭。为了研究蔬菜废弃物在堆肥过程中碳氮转化规律,为蔬菜废弃物堆肥保碳保氮提供依据。本研究选用蔬菜废弃物、菌糠和畜禽粪便进行了为期60 d的堆肥试验,在不同的通气条件下,同时观测堆肥过程中各种形态的有机碳(有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳、腐殖质等)及含氮化合物(全氮、碱解氮、硝铵态氮)的变化。另采用西红柿茎蔓、玉米秸秆和猪粪按一定比例混合后添加不同比例的生物质炭进行了为期30 d的堆肥发酵试验,研究分析添加生物质炭对堆肥过程中氮素的转化及损失规律的影响。研究结果表明:⑴研究堆肥过程中温度和含水量的变化。通气和微生物菌剂都有利于堆体温度的快速升高,通气处理的堆体最高温度高于不通气处理,在通气条件下添加微生物菌剂的处理堆肥的最高温度比未添加微生物菌剂的处理高4.13℃。通气能快速降低堆体含水量。在堆肥结束时,含水量分别降低了32.90%和37.52%;不通气处理的含水量前期波动升高后期趋于稳定,堆肥结束时,含水量的分别增加了4.13%、8.68%。⑵研究堆肥过程中氮素的变化。在通气条件下,堆肥前期NH4+-N含量较高,后期逐渐降低,而硝态氮含量随着堆积的进行而升高,添加微生物菌剂有利于堆肥前期的氨化作用和后期的硝化作用;不通气处理前期NH4+-N含量逐渐升高,中后期趋于稳定。通气和微生物菌剂有利于堆肥保氮,减少氮素损失,堆肥结束时,各处理的全氮含量分别升高了3.06%、10.63%、20.29%、7.03%。添加微生物菌剂有利于前期堆肥物料中复杂的含氮化合物被微生物分解利用,形成易吸收的碱解氮,而后期微生物利用碱解氮供自身生长需要,同时氮素以氨气等气体形式挥发或向其他形态转化,导致HN含量降低。堆肥结束时,不通气条件下未添加微生物菌剂处理的碱解氮含量降低了5.72%,而其他处理分别增加了0.23%、3.07%、0.23%。⑶研究堆肥过程中有机碳的变化。添加微生物菌剂有利于前期有机物料快速分解,后期促进腐殖质的形成,减少堆肥碳素损失。在通气条件下堆肥结束时,未添加生物菌剂和添加生物菌剂,有机碳分别降低了18.46%、14.70%;在不通气条件下,堆肥结束时,未添加生物菌剂和添加生物菌剂的有机碳分别降低12.17%、10.14%。通气处理比不通气条件的HA/FA值高,能够产生更多的胡敏酸,通风有能够促进富里酸向胡敏酸的转化形成;添加微生物菌剂比未添加微生物菌剂的HA/FA值高,能够产生更多的胡敏酸,添加微生物菌剂能够产生更多的胡敏酸,能够促进富里酸向胡敏酸的转化形成。⑷研究添加生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程中的氮素转化。在堆肥过程中,添加生物质炭能够提高堆体温度,使堆体快速进入高温期,延长高温持续时间;可降低挥发性氨的累积释放量,减少堆肥过程中的氮素损失,从而提高堆肥产品全氮的含量,可促进堆肥后期NH4+-N向NO3--N转化,提高非酸水解态氮的含量。添加生物质炭有利于堆肥的腐熟,在堆肥的第18 d添加较高比例的生物质炭的处理其NH4+-N/NO3--N≤0.5,堆肥产品达到腐熟。综合保氮和腐熟效果,蔬菜废弃物在堆肥化过程中以添加10%的生物质炭为最佳。
【关键词】：蔬菜废弃物 堆肥化处理 生物质炭 有机碳 氮 腐熟度
【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】：2016
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-8
• abstract8-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 蔬菜废弃物的资源化利用13-14
• 1.1.1 我国蔬菜产业的现状13
• 1.1.2 蔬菜废弃物的理化特性以及危害13
• 1.1.3 蔬菜废弃物的资源化利用13-14
• 1.2 蔬菜废弃物堆肥处理的研究进展14-17
• 1.2.1 温度14-15
• 1.2.2 含水量15
• 1.2.3 C/N比15
• 1.2.4 通风量对堆肥化的影响15-16
• 1.2.5 pH值对堆肥化的影响16
• 1.2.6 微生物菌剂对堆肥化的影响16
• 1.2.7 生物质炭对堆肥化的影响16-17
• 1.3 堆肥过程中的碳氮转化规律17
• 1.3.1 堆肥过程中有机碳的变化规律17
• 1.3.2 堆肥过程中氮素的变化规律17
• 1.4 堆肥腐熟指标的研究17-19
• 1.5 本研究的目的及内容19-20
• 1.5.1 研究目的19
• 1.5.2 研究内容19-20
• 1.6 技术路线20-21
• 第二章 通风气和微生物菌剂作用下蔬菜废弃物堆肥化氮素转化和腐熟度变化21-28
• 2.1 引言21-22
• 2.2 材料与方法22-23
• 2.2.1 试验材料22
• 2.2.2 试验设计22
• 2.2.3 测定指标与方法22-23
• 2.2.4 数据分析23
• 2.3 结果与分析23-27
• 2.3.1 温度的变化23-24
• 2.3.2 含水量的变化24
• 2.3.3 全氮含量的变化24-25
• 2.3.4 硝铵态氮含量的变化25-26
• 2.3.5 碱解氮的变化26
• 2.3.6 发芽指数的变化26-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 通气和微生物菌剂蔬菜废弃物堆肥过程中的有机碳转化28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 材料与方法28-29
• 3.2.1 堆肥原料及配比28
• 3.2.2 测定项目与测定方法28-29
• 3.3 结果与分析29-33
• 3.3.1 有机碳的变化29-30
• 3.3.2 水溶性有机碳30-31
• 3.3.3 腐殖质总量的变化31
• 3.3.4 胡敏酸和富里酸的变化31-32
• 3.3.5HA/FA的变化32-33
• 3.4 小结33-34
• 第四章 添加生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 材料与方法34-36
• 4.2.1 试验材料34-35
• 4.2.2 试验设计35
• 4.2.3 测定项目及方法35-36
• 4.2.4 氮素损失率的计算36
• 4.2.5 数据处理36
• 4.3 结果与分析36-41
• 4.3.1 堆肥过程中温度变化36-37
• 4.3.2 全氮含量的变化37
• 4.3.3 无机氮的变化趋势37-38
• 4.3.4 挥发性氨的变化38-39
• 4.3.5 有机态氮的变化39-40
• 4.3.6 堆肥产物的氮素损失率40-41
• 4.4 讨论41
• 4.5 小结41-43
• 第五章 结论与展望43-45
• 5.1 结论43-44
• 5.2 存在问题及展望44-45
• 参考文献45-51
• 致谢51-52
• 作者简介52

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