添加剂对牛粪堆肥过程理化性质及细菌群落结构影响的研究

发布时间：2020-04-13 03:51

【摘要】：堆肥是指通过自然界普遍存在的微生物,有控制地促进可生物降解的有机物向稳定腐殖质转化的生物化学方法。堆肥过程中,堆体理化参数、堆体材料所产生的可溶性有机质、堆体生境中细菌群落结构等会随着堆肥材料发酵而变化,故可直接或间接用于堆体性质及其变化的表征。本研究设置两批独立堆肥实验,分别探索膨润土、生物炭对堆体理化性质的影响以及脱硫石膏对可溶性有机质性质及细菌群落结构的影响。在牛粪一腐熟肥料一甘蔗秸秆堆肥体系中,以生物炭及膨润土作为变量,监测并分析温度、pH、水分含量、有机质含量、凯氏氮含量、碳氮比、铵态氮及硝态氮含量等理化性质在完整堆肥化阶段中的动态变化,从而探索该两种无机添加剂对于堆肥理化性质的影响。结果显示:膨润土与生物炭均有一定程度截留水分的能力;膨润土通过增强堆体蓄水能力,从而加速堆肥过程前期阶段堆体温度下降,生物炭则未对堆体温度展现出明显影响;膨润土和生物炭均能小幅增强堆体碱性程度;膨润土与生物炭对有机质的降解、氮素保留均具有不同程度促进作用;二者截留氮素营养的途径可能是通过减少铵类物质含量(即弱化含氮有机物矿化作用),从而增加物料中潜在氮素营养;然而,二者对于物料硝态氮的积累并未产生显著影响。本次堆肥实验结束时,物料碳氮比变化情况符合两项标准,堆体到达较高腐熟要求;并且,本实验所选用添加剂(膨润土、生物炭)均能小幅提升堆肥腐熟程度。在牛粪一甘蔗秸秆一糖厂底泥堆肥体系中,以可溶性有机质与细菌群落研究对象,探索脱硫石膏对可溶性有机质元素组成、有效粒径、zeta电位、紫外-可见光谱吸收、红外光谱吸收以及细菌群落结构的影响。结果表明:脱硫石膏减少了可溶性有机质中碳元素的损失,同时促进了有机氮的反硝化作用;对可溶性有机质的有效粒径及化学电位没有产生显著影响;增强了可溶性有机质芳香化程度、堆肥腐熟度以及羟基、醛基、羧基等官能团的光谱吸收。此外,探明了本堆肥体系中主要菌门为:放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)以及变形菌门(Proteobacteria);脱硫石膏一定程度上抑制了细菌整体多样程度、绿弯菌门及厚壁菌门的生长,却对变形菌门和拟杆菌门生长具有不同程度的促进作用。
【图文】：

堆体,生物炭,实验组,膨润土

２．３结果与讨论逡逑２．３．１膨润土、生物炭对堆肥温度、游离水含量、ｐＨ的影响逡逑堆体温度变化如图２－１所示。堆肥过程伊始，，由于环境中养料丰富，微生物逡逑剧烈活动所释放出的大量热量使得堆体温度迅速上升，堆体温度随即达到最高位逡逑点（６３°Ｃ以上）。此后，受制于易降解有机物数量逐渐减少，微生物生长和代谢逡逑速率有所放缓，当热量产生效率低于其散失效率时，堆体温度开始呈现出下降态逡逑势，直至后期（３５天以后）与外界环境温度相一致。翻堆操作可使堆体温度阶逡逑段性回升，可能原因有三：１）使得堆体边缘部位未充分发酵材料重新分布于发逡逑酵中心区域；２）增加氧气含量；３）促进部分水分散失。本实验过程中，于第５逡逑天及第１５天进行的两次翻堆操作均有明显促使堆体升温效应，从而加快了有机逡逑质稳定化进程。堆肥高温阶段的界定存在不同温度下限［６２

游离水含量,堆体,堆肥,生物炭

２．３．２膨润土、生物炭对堆肥有机质含量、凯氏氮含量以及碳氮比的逡逑影响逡逑作为最重要的能源物质，有机质数量随着堆肥T间而逐渐减少（图２－４）。堆逡逑１９逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S141.4

【参考文献】