堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立_精品文档资料下载.pdf

1、李国学20040601摘要现有的堆肥腐熟度指标种类繁多，适应范围各不相同。本文对现有的堆肥腐熟度物理评价指标、化学评价指标、生物评价指标和波谱分析法四大类的3 0 多个指标的优缺点进行了分析评价，通过对其适用范围、量化程度、测定方式的简便程度逐进行比较，筛选出部分可以进行快速测定的畜禽粪便堆肥和污泥堆肥腐熟度指标，包括p H 值、电导率（E c）、总有机碳（T O C）、全氮（1 N）、固相C N、水溶性碳（W S C）、总有机碳全氮（w s c r m）、水溶性铵态氮（N H 4+-N）、水溶性硝态氮（N 0 3 J）和E 4 E 6 等。并在实验室进行了污泥+麦秸、鸡粪+麦秸、牛粪+麦秸、

2、猪粪+麦秸四个处理的高温堆肥试验，分析了选定的快速腐熟度评价指标随堆肥时间的变化规律。通过对其与一些传统意义上，应用广泛的成熟堆肥腐熟度指标，如固相C N、水溶性有机碳氮比（W S C N o r g）、种子发芽率（G I）等指标做显著性相关检验和评价，筛选出具有评价效果好，测定方法简便的3 个快速测定指标。即利用堆肥水浸提液测定水溶碳（W S C）、水溶性N H 4+-N和水溶性E g E 6。考虑到堆肥的实用意义，种子发芽率（G I）应是最具说服力的堆肥腐熟度指标一般认为G I 8 5 以上时，堆肥已经完全腐熟，因此本文以堆肥过程中G I ，8 5 为参比标准，确定了各堆肥处理腐熟度快速测

3、定指标的腐熟闽值和临界值：W S C 含量下降到O 3 O 6 时；或水溶性N H 4+-N 下降为2 0 0 3 0 0 m g k g 时；或E 4，E 6 下降到1 5 1 9 之间时，可以认为堆肥已经完全腐熟。规范了3 个快速测定指标的测定方法，并通过对一些堆肥工厂腐熟堆肥的实际应用对其进行了验证，最终建立起适合工厂化堆肥处理的备禽粪便和污泥的腐熟度快速测定指标。关键词：堆肥，腐熟度，快速测定A b s t r a c tC o m p o s tm a t u r i t yi sa ni m p o r t a n tf a c t o rd u r i n gt h ec o m

4、 p o s ta p p l i c a t i o n T h i st e s tw a sc o n d u c t e dt os t u d yt h ef o u n d a t i o na n du s eo fs i m p l ei n d e x e sa n dr a p i dm e n s u r a t i o no fc o m p o s tm a t u r i t y A c c o r d i n gt ot h ec o m p o s tt e s ti na na u t o m a t i cc o m p o s td e v i c eu

5、s i n gf e e dp l o tm a n u r e（c h i c k e nm a n u r e，p i gm a n u r e，c o wm a n u r e）a n dw h e a ts t r a w，m u n i c i p a ls e w a g es l u d g ea n dw h e a ts t r a w,i ts h o w e dt h a tt h e r ei sh i g hc o r r e l a t i o nb e t w e e nt h er a t i oo fo r g a n i cc a r b o nt oo r

6、 g a n i cn i t r o g e n（C N），t h er a t i oo f w a t e r-s o l u l eo r g a n i cc a r b o nt oo r g a n i cn i t r o g e n（W S C N-o r g），s e e dg e r m i n a t i o ni n d e x（G I）a n dt h er a t i oo fw a t e r-s o l u l eo r g a n i cc a r b o nt ot o t a lo r g a n i cn i t r o g e n（W S C T N

7、）t h ec o n t e n to fw a t e r-s o l u b l eN H 4+_ N，t h ec o n t e n to fw a t e r-s o l u b l eN O z -N，E 4，E 6，t h ec o n t e n to fw a t e r-s o l u b l eo r g a n i cc a r b o n（w s c）A n di nt h e s ei n d e x e s，m e n s u r a t i o n so fw a t e r-s o l u b l eo r g a n i cc a r b o n（w s

8、c），w a t e r-s o l u b l eN H 4+N，E 4 E 6a r es i m p l e rt h a nw a t e r-s o l u l eo r g a n i cc a r b o nt ot o t a lo r g a n i cn i t r o g e n（W S C 仃N）a n du s e da ss i m p l ei n d e x e sa n dm e a s u r a t i o no f c o m p o s tm a m r i t y w h e nG Ii Sa b O V C8 5 t h ec o m p o s

9、ti Sa l m o s ts t a b i l i z e da n dm a t u r e d，o nb a s i so fh i g hC O r r e l a t i o n w h e nt h ec o n t e n to fW S Cd e c r e a s e dt o0 3 0 6 o rt h ec o n t e n to fw a t e rs o l u b l eN H 4+小 d e c r e a s e dt o2 0 0 3 0 0 m g k g，o r 已E 6d e c r e a s e dt ol _ 5 1 9，t h ec o m

10、 p o s ti ss t a b i l i z e da n dm a t u r e d N o to n l yn u m e r i c a lv a l u eo fs i m p l ei n d e x e si sp r o v i d e d,b u ta l s om e n s u r a t i o ni sp r e s c r i b e di nt h et e s t，a n das y s t e mo fs i m p l ei n d e x e sa n dr a p i dm e n s u r a t i o no f c o m p o s t

11、m a t u r i t yi sp r o o f-t e s t e da n dc o n c s t r u c t e d K e y w o r d s：C o m p o s t，M a t u r i t y,R a p i dM e n s u r a t i o nI I独创性声明矿6 59 3 58本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

12、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、研究生签名：易长易髯时间：凇年g 月纠日关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文铍查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、礼编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体卜发表、传播学位论文的全部或部分内容。（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）、，研究生签名：乃长乒吁时间：2 护9 年g 月叫目导师签名芍诩时间：朋年i 月刃同中国农业大学硕士论文第一章绪论1 1 研究背景及意义第一章绪论现代农业和农村经济的发展，造成各种有机固体废弃物资源的大量产生。据统

13、计，我国目前畜禽粪便排放量（湿重）达2 7 1 0 8 t，农作物秸秆产生量为6 5 1 0 8 t，饼粕类0 2 s 1 0 8t，此外还有人粪便3 0X1 0 8 3 5 1 0 5t，城市生活垃圾3 0 1 0 8 3 5 1 0 8t，肉类加工厂（包括肉联厂、皮革厂和屠宰场）废弃物O 5 X 1 0 8 O，6 5 1 0 8t，城市污泥0 2 1 0 8t m j。这些废弃物数量大，点集中，采用常规处理方法很难解决，如果处置不当或不经任何处理就直接排放，不但侵占土地，影响景观，造成大气，土壤和地下水环境的污染，而且一旦进入食物链，如城市污泥未经处理直接施入农田所造成的重金属、有机物污

14、染以及病虫害等，将造成严重的食品公害问题，直接危害人身健康。畜禽粪便用做肥料，是世界各国传统上最常用的办法。至今，国内绝大多数畜禽粪便是作为肥料予以消纳的。国外一些经济发达的国家，甚至通过立法规定了饲养场的家畜最大饲养量、家畜粪便施用量限额以及排污标准等，以迫使养殖场对畜禽粪便进行处理，其中则以还田作肥料为主。实际上，让粪便还田是一种形成农牧良性循环，维持生态平衡的有效措施。农业秸秆和畜禽粪便以及其它有机废弃物含有大量有机质和养分资源，据估算可提供氮（N）4 7 0 5 5 0 万t 磷（P 2 0 5）2 8 0 3 1 0 万t，钾（K 2 0）5 6 0 5 9 0 万t，有机质6 亿多

15、吨，还含有大量的微量元素l。这是宝贵的有机肥料资源，若予以处理利用，将对我国农业生产起很大的促进作用。我国目前主要几种废弃物年排放量和养分贮量见表1 一l 一1。表1-1 1 说明了我国目前有机固体废弃物占主要地位的是畜禽粪便其氮、磷、钾总贮量约为6 3 3 1 07 t，相当于4 9 3 1 0 7 t 尿素，1 1 9 4 1 0 5 t 的过磷酸钙和3 3 8 1 07 t 的氯化钾；占第二位的是农村秸秆，其氨、磷、钾总贮量约为4 7 4 1 0。t。表1 1 1我国各莉疰弃物豹排放量羊口养分贮量废弃物类型年产生量垡生墨：壁：塑垦墨I 兰!啦（1 0 8 t）N 贮量P 2 0 5 贮量

16、K 2 0 贮量贮量引自：中国有机肥料资源全国农业技术排广中心1 9 9 9堆肥不仅能在微生物作用下通过高温发酵使上述废弃物中的病原菌无害化，有机物腐殖化、稳定化、最终达到腐熟，而且还会进一步加工为宝贵的复混肥料1 1 2】。但是，现代农业条中国农业大学硕士论文第一章绪论件F 音禽粪便采用传统的堆制技术，存在耗时长，污染环境等缺点，限制了畜禽粪便使用质量的提高。为了保证堆肥质量，不仅要了解土壤与作物的性质，而且还须知道废弃物的堆肥化过程与腐熟度1 4】。堆肥如果过腐，则大量养分得不到充分利用，白白消耗：未完全腐熟的堆肥c，N 比则过高，其中的有机质没有达到足够稳定，施入士壤之后对农作物生长产生一些不利影响，如阻碍农作物对氮的吸收、造成植物缺氮，而C N 比过低，施入土壤后则会造成氨气的大量产生，对植物生长有毒害作用。未腐熟的堆肥在施入土壤后的一段时间，由于堆肥中的有机质尚未分解完全，从而引起微生物在土壤中继续剧烈活动而导致氧的缺乏，容易在植物根区形成厌氧条件增加土壤中某些重金