堆肥科學(xué)與技術(shù)-第五章(參考版)
2025-01-22 00:15本頁面
【正文】 外源添加劑 ? 1. 物理添加劑 ? 2. 化學(xué)添加劑 ? 3. 微生物菌劑 。 ? 利用不同碳含量的物質(zhì)添加到家庭廢棄物中聯(lián)合堆肥時(shí)發(fā)現(xiàn) ， 59天堆肥后添加干草的堆肥氮素?fù)p失率為43%~62%， 添加泥炭和秸稈的堆肥氮素?fù)p失最少 ，而添加廢紙的堆肥最高 ， 不添加干草 （ 碳源物質(zhì) ） 堆肥的氮素?fù)p失達(dá)到 70%。 MPAPMtPMNL22????四、氮素?fù)p失控制的其他研究 ? 原料性質(zhì)的調(diào)節(jié) ? 外源添加劑 原料性質(zhì)的調(diào)節(jié) ? 堆肥氮損失與初始原料性質(zhì)有很大關(guān)系 ， 主要有原料組成 、 C/N、 水分 、 pH值等 。 ? 公式計(jì)算值與其所做實(shí)驗(yàn)真是得數(shù)誤差在 10%。 ? P. Bueno等 （ 2022） 通過對(duì)堆肥中環(huán)境因素以及物料特性的變化對(duì)堆肥 N素?fù)p失影響的研究 ， 構(gòu)建了合理的公式用以計(jì)算各變量對(duì)堆肥中 N素轉(zhuǎn)化的影響 。 許多因素如濕度 、 溫度 、pH、 翻堆或攪拌以及通氣量等都會(huì)通過影響 NH3/NH4+平衡 ，進(jìn)而在堆肥進(jìn)程中影響 N素以 NH3的形式揮發(fā) 。 ? 影響堆肥化過程氮素轉(zhuǎn)化的因素有很多 ， 其中 C/N比是堆肥過程一個(gè)重要的影響因素 。 通氣量不足或通氣不均勻會(huì)造成局部厭氧環(huán)境 ， 反硝化作用占主要地位 ， 使氮素以 N2的形式損失 。水分的含量不但影響著堆肥化過程中微生物的生長(zhǎng)與繁殖 ， 而且對(duì)堆體的孔隙率有較大的影響 。 如初始 C/N比高容易導(dǎo)致堆肥產(chǎn)品的 C/N比過高 ，這種堆肥施入土壤后 ， 將與作物爭(zhēng)氮 ， 影響作物生長(zhǎng) ，若 C/N比低于 20， 可供消耗的碳素少 ， 氮素相對(duì)過剩 ，則氮極易變成氨態(tài)氮而揮發(fā) ， 導(dǎo)致氮素營(yíng)養(yǎng)大量損失 。 ? 堆肥過程中最佳 C/N比為 25~35。 ? 堆肥物料碳氮比的變化在堆肥中有特殊意義 ， 在微生物的新陳代謝和細(xì)胞物質(zhì)的合成中需要大量的營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素 ， 如碳 、 磷 、 鉀 、 氮 、 錳 、 鎂 、 銅和鈣等 。 當(dāng) pH值在 5~6之間時(shí)保氮效果好；在6~7之間次之；呈堿性時(shí)不利于保氮 。 一般堆肥化原料的 pH值在中性條件下堆制效果較好 。 ? 不同環(huán)境條件下堆肥過程中 NH3釋放量也有不同 ， 如在低溫的冬季和高溫的夏季堆肥時(shí) NH3的釋放量有明顯差別 ， 夏季釋放量大 ， 而冬季堆肥 NH3釋放量小 。 溫度 ? 在堆肥的高溫時(shí)期 ， 在這個(gè)階段銨態(tài)氮會(huì)快速積累 ，從而使 pH值提高 ， 如有過量的有效氮就會(huì)以氨的形式釋放出來 。 畜禽糞便堆肥化過程氮素?fù)p失是一個(gè)普遍的問題 。 成品堆肥中氮素主要以有機(jī)態(tài)形式存在 。 高溫期 ， 由于硝化細(xì)菌被抑制 ， 此時(shí)期主要以NH4+N為主 ， 堆肥化后期急劇下降 。 ? 不同堆肥化工藝 、 不同原料 、 不同過程和條件等都會(huì)影響堆肥化過程氮素的轉(zhuǎn)化 ， 但對(duì)于高溫好氧堆肥化過程 ， 氮素的轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性 。 ? Kizchmann（ 1985） 報(bào)道 ， 未覆蓋糞堆通過滲液可使 N素?fù)p失 10%~14%。 二、堆肥化過程中氮素轉(zhuǎn)化規(guī)律 ? 堆肥過程通常分為兩個(gè)階段 ， 第一階段是升溫和微生物增加階段 ， 通常持續(xù)幾天到幾周 ， 在這個(gè)階段銨態(tài)氮會(huì)快速積累并使 pH值提高 ， 這樣在高溫條件下導(dǎo)致銨態(tài)氮以氨的形式大量損失 。 ? 堆肥過程中硝化作用 、 反硝化作用相互轉(zhuǎn)化 ， 互相依存 ， 是一個(gè)復(fù)雜的微生物活動(dòng)過程 。 ? 反硝化作用是造成堆肥化過程氮素?fù)p失的重要原因之一 。 ? 反硝化菌在有氧情況下 ， 以氧為最終電子受體 ， 沒有反硝化作用 。cH2O（堆肥） + dH2O（水） + eH2O（氣） + fO2 + gNH3 + 能量 堆肥化過程中的主要氮素轉(zhuǎn)化反應(yīng) ? 細(xì)胞物質(zhì)的合成（包括有機(jī)物的氧化，并以 NH3為氮源） nCxHyOz + NH3 +（ nx+ny/4nz/25x） O2 → C5H7NO2 （細(xì)胞質(zhì)） +（ nx5） CO2 + 1/2（ ny4） H2O + 能量 堆肥化過程中的主要氮素轉(zhuǎn)化反應(yīng) ? 細(xì)胞質(zhì)的氧化 C5H7NO2 （細(xì)胞質(zhì)） + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3↑ +能量 堆肥化過程中的主要氮素轉(zhuǎn)化反應(yīng) ? 堆肥中的硝化過程 NH4+ + 2O2 {亞硝化菌 } → NO2 + 4H+ + O2 NH4+ + 2O2 → NO3 + 2H+ + O2 2NO2 + O2 {硝化菌 } → NO3 堆肥化過程中的主要氮素轉(zhuǎn)化反應(yīng) ? 堆肥中的反硝化過程 HNO3 + 2H+ {反硝化菌 } → HNO2 + H2O HNO3+8H+ {反硝化菌 } → NH3↑ + 3H2O 2NO3+5H2 {反硝化菌 } → N2↑ + 2OH + 4H2O 硝化過程包括兩個(gè)階段 ? 第一階段 ， 在 亞硝化細(xì)菌 的作用下 ， 氨被氧化成亞硝酸 ， 這類菌的形態(tài)多樣 ， 包括有亞硝化單胞菌屬（ Nitrosomonos） ， 亞硝化球菌屬 （ Nitrosocoxous） ，亞硝化螺菌屬 （ Nitrosospira） ， 亞硝化葉菌屬 （ Nitroso Lobus） 等等 。 堆肥化過程中的主要氮素轉(zhuǎn)化反應(yīng) ? 含氮有機(jī)物的氧化 CsHtNuOv 在堆肥結(jié)束后 ， 氮素通常有一定的損失 ， 這主要是由于有機(jī)氮的礦化和持續(xù)性氨的揮發(fā)以及硝態(tài)氮的反硝化作用 。 如何在堆肥過程中減少氮素的損失已經(jīng)成為近年來堆肥研究的熱點(diǎn)之一 。 FA處理對(duì)于提高發(fā)芽率 、 出苗率 ， 增加莖粗 、 主根長(zhǎng) ， 提高葉綠素 、 可溶性總糖和可溶性蛋白含量 ， 降低丙二醛含量 ， 以及防病 、 防蟲 、抗旱和提高產(chǎn)量方面都具有較好的效果 。 腐殖物質(zhì)還在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用 。 第三 ， 腐殖物質(zhì)的深色使土壤吸熱升溫快 ， 有利于春播作物的早發(fā)速長(zhǎng) 。 腐殖物質(zhì)還是親水膠體 ， 可作為土壤的保水劑 。 腐殖質(zhì)的生化結(jié)構(gòu)決定其具有較強(qiáng)的酸堿緩沖能力 。 對(duì)土壤肥力和植物生長(zhǎng)的作用 腐殖物質(zhì)能提高土壤肥力 ， 主要表現(xiàn)在： 第一 ， 能增強(qiáng)土壤的保肥和供肥能力 。 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn) ， 土壤對(duì)農(nóng)藥吸附的 74%取決于 HA和
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