不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温堆肥的影响

不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温堆肥的影响1

刘凯郁继华颉建明冯致张国斌李琨刘佳

（甘肃农业大学农学院，甘肃兰州，730070）

摘要：实验研究了牛粪与玉米秸秆不同配比(体积比)条件下对高温堆肥的影响。结果表明：牛粪与玉米秸秆以3:7配比效果最佳，堆肥升温快，2d达到55℃，高温维持时间为16d，达到快速、腐熟的目的；至堆肥结束时，堆体无恶臭，呈现黑褐色，体积减少量为56%，pH值为8.4，TDS值为1275ppm，换算EC值为2.55ms·cm-1，全碳含量下降9.23%，全氮含量上升1.01%，种子发芽指数达到88.95%，均达到堆肥质量标准。因此，在实际应用中，牛粪在堆制原料中所占体积以30%为宜。

关键词：牛粪玉米秸秆配比高温堆肥

Effect of Different Ratios of Dairy Manure and Corn Stalk

for High T emperature Composting Process

Liu Kai Y u Jihua Xie Jianming Feng Zhi Zhang Guobin Li Kun Liu Jia

(College of agronomy, Gansu agricultural university, Gansu Lanzhou, 730030) Abstract: The composting trial was to evaluate the effect of dairy manures and corn stalks in a different ratio(V/V)on composting process. The results indicated that 3:7 of dairy manures and corn stalks was best ratio. Its temperature rose rapidly to 55℃on the second day, and high temperature maintained for 16 days. It meets the purpose of sterilization and thorough decomposition. And at the end of the compost, no odor, showing dark brown, the volume reduction is 56%, The pH value is 8.4, TDS value is 1275ppm, EC conversion value is 2.55ms•cm-1, the total carbon content declines

9.23%, the total nitrogen content increases 1.01%,the seed germination index(GI) is 88.95%, which

all meet the compost quality standards. Thus, in practice, dairy manure in the composting of raw materials accounts for 30% in volume is suitable.

Key words: Dairy manure; Corn stalk; Ratio; High-temperature composting

由于产业结构调整，我国现代化农业和畜牧业的快速发展使得农业固体有机废弃物数量大幅增加。如果不加以处理和利用，不仅将会严重污染环境，而且还会阻碍现代化农业和畜牧养殖业的可持续发展。实践证明，堆肥化是处理固体有机废弃物的一个有效途径，是粪便和秸秆管理与利用的重要手段之一，有利于粪便达到无害化，并生产商品有机肥实现粪便和秸秆的资源化利用[1]。

堆肥化过程是一个复杂的过程，要达到良好的堆制效果，必须控制一些因素，包括水分、温度、pH 值和碳氮比等。这些因素决定微生物活动的强度，从而影响堆肥的速度与质量。由于堆制方法的不同，对各种指标的要求不尽相同，很多研究者对其各种影响因素的参数指标进行了大量研究。李艳霞等研究认为，当堆体温度低于40℃后，主要发酵过程已经完成，保证了堆肥的卫生学指标和堆肥腐熟的条件[2]。孙先锋等研究认为最适宜微生物生长的pH值呈中性或弱碱性，pH过低或过高都会影响堆肥的顺利进行[3]。鲍士旦等根据土壤浸出液的电导率与盐分含量和作物生长的关系得出抑制作物生长的限定电导率值为4.0ms⋅cm-1[4]。本试验以牛粪和玉米秸秆为试验原料，采用高温好氧堆肥技术，主要研究了牛粪与玉米秸秆不同配比对高温堆肥的影响，以期为农业废弃物资源的高效合理利用提供理论依据。

1 材料与方法

收稿日期：俢回日期：

基金项目：国家科技支撑计划项目(2007BAD89B17)

作者简介：刘凯（1983—），男，硕士研究生，主要从事设施蔬菜栽培生理与生长调控的研究。

E-mail：liukai_7@

＊通讯作者：郁继华（1961—），男，教授，博士生导师，主要从事设施园艺栽培生理方面的教学和研究。

E-mail：yujihua@

1.1 试验材料

牛粪：试验所用牛粪来源于临泽县平川镇芦湾村奶牛场。

玉米秸秆：使用前利用切碎机将玉米秸切成长3 5cm的碎料，经晒干后使用。

纤维素降解菌剂：使用之前先进行菌剂扩繁，原料与纤维素降解菌剂的用量比例（质量比）为100:1。

起始堆肥时，控制初始含水量在65％左右。堆肥原料的基本理化性状见表1。

表1 堆肥材料的主要理化性状

Table 1 Physical and chemical characteristics of the composted materials used

原料有机碳

(%) TN

(%)

C/N 水分

(%)

容重

(kg·m-3)

牛粪36.2 1.51 23.97 74.26 346.61 玉米秸秆44.15 0.65 67.92 10.83 62.4

1.2 试验方法

堆肥试验在临泽县平川镇三二村荒漠试验区进行，处理设置为：

处理1：100%玉米秸秆

处理2：100%牛粪

处理3：100%玉米秸秆（1.5kg纤维素降解菌剂）

处理4：牛粪:玉米秸秆=7:3

处理5：牛粪:玉米秸秆=5:5

处理6：牛粪:玉米秸秆=3:7

对照(池外玉米秸秆)：100%玉米秸秆

试验在8个长2m、宽1.6m、高0.6m的砖砌发酵池内进行，每个池子容积为1.92m3。池外对照堆体按长×宽×高(1.8m×1.5m×1.0m)自然堆置。

1.3 样品采集与测定方法

1.3.1 采样时间、方法

样品采集每周进行1次，每次从堆体的不同位置（东南西北中五个方向）分层各取样品约300g，混匀，共8次。采集后在24h内测定pH值和电导率(EC)。发酵堆体每10天进行1次翻堆，共翻堆4次。

1.3.2 指标测定

在试验过程中观察并记录堆体温度、堆料颜色、气味和体积的变化情况。

温度测定：每天下午16时测定所有堆肥的温度，每隔一天测量一次堆体温度，以堆体东、南、西、北和中心五点温度的平均值作为堆体的发酵温度。测量时温度计插入堆体表面25cm以下，同时记录周围环境温度。

pH值测定：取混合后的样品，用去离子水按粪水比1:10(W:V)浸提1h，用pH计测定悬浮液的pH值。

TDS值测定：新鲜样品与去离子水按1:10(W:V)比例混合，在室温下用振荡器连续振荡30min，静置30min后，上清液经滤纸过滤后用TDS笔测定TDS值。

全碳的测定：称取0.2000g试样放入已恒重的坩埚中；在茂福炉内用600℃温度燃烧15min；移坩埚到干燥器中冷却并称重；两次称重的重量差即为挥发性固体(VS)的重量。

全碳(M)的估算公式为:M(g/g)=0.47VS，VS(g/g)=(a一b)/(a一e)

a为试样加上坩埚的重量;b为燃烧后的试样与柑锅重；c为坩埚重

全氮的测定：称取0.2000g样品经消煮后，用凯氏定氮分析仪(FOSS-2300型Kjieltec analyzer unit)测定样品中的含氮量。

种子发芽指数(GI)的测定：新鲜样品与蒸馏水按1:10(W:V)比例混合并在摇床上摇2个小时，提取液在5000r/min下离心分离20分钟，上清液经滤纸过滤后待用。把一张大小合适的滤纸放入干净无菌的9cm 的培养皿中，滤纸上整齐摆放10粒青菜种子，准确吸入3ml滤液于培养皿中，在25℃、黑暗条件下的培养箱中培养48小时后，计算种子的发芽率，并用游标卡尺量取种子的根长。同时用蒸馏水作为对照。根