隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化大幅度提高,農(nóng)業(yè)廢棄物如禽畜糞便、菌渣等的數(shù)量也不斷的在增加。農(nóng)業(yè)廢棄物不經(jīng)處理隨意丟棄不僅造成資源的浪費(fèi)同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成巨大的威脅。高溫堆肥技術(shù)是變農(nóng)業(yè)廢棄物為“寶”的有效途徑之一,但在高溫堆肥過(guò)程中普遍存在碳、氮元素?fù)p失、溫室氣體排放等問(wèn)題。高溫堆肥過(guò)程實(shí)質(zhì)是由微生物參與的碳氮循環(huán)過(guò)程,因此對(duì)高溫堆肥過(guò)程中碳、氮轉(zhuǎn)化規(guī)律及微生物間互作關(guān)系的研究是減少碳、氮素的損失及溫室氣體排放的基礎(chǔ),同時(shí)對(duì)于堆肥理論和技術(shù)的發(fā)展、提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量、提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用具有重要的理論和實(shí)際意義。本文以生豬養(yǎng)殖發(fā)酵床廢棄墊料及菌渣為原料,在自制強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)堆肥反應(yīng)箱中進(jìn)行高溫堆肥實(shí)驗(yàn)。研究了墊料和菌渣不同配比及添加EM菌劑對(duì)堆肥腐熟過(guò)程及碳氮轉(zhuǎn)化的影響。主要研究結(jié)論如下：1.以菌渣為主的處理溫度大于50℃持續(xù)超過(guò)一周符合無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn),且菌渣為主的處理EC值分別為2.28和2.32均對(duì)作物沒(méi)有毒害作用,而以墊料為主的處理EC值分別為4.545、5.655。但墊料為主的處理全磷、全鉀含量高于以菌渣為主的處理,四個(gè)處理的GI值均達(dá)到80%以上�？偟恼f(shuō)來(lái),添加EM菌劑能明顯縮短堆肥周期,但對(duì)堆肥腐熟度營(yíng)養(yǎng)元素的積累方面與未添加菌劑的處理相比并未顯示出優(yōu)勢(shì)。且整體來(lái)說(shuō)以墊料為主的處理腐熟度及營(yíng)養(yǎng)元素的累積高于菌渣為主的處理。2.以墊料為主的堆肥配比T1和T3的固氮能力比以菌渣為主的堆肥處理T2和T4的高,以菌渣為主的堆肥處理添加EM菌劑后更有利于堆肥過(guò)程中氮素的保持。3.本實(shí)驗(yàn)中碳素?fù)p失多發(fā)在降溫期,添加EM菌劑的處理有機(jī)碳和可溶性碳含量小于未添加菌劑的處理。墊料為主的處理比菌渣為主的處理更有利于腐殖質(zhì)質(zhì)量提高,且添加菌劑的處理比未添加菌劑的處理更有利于形成腐殖類物質(zhì),提高腐熟度。4.添加菌劑的處理比不加菌劑的處理微生物總量大,同樣添加菌劑,以菌渣為主的處理微生物總量大于墊料為主的處理,微生物脂肪酸種類數(shù)以菌渣為主的T2和T4處理大于墊料為主的T1和T3處理。特征性磷脂脂肪酸含量細(xì)菌最多,真菌其次,第三是放線菌,第四為好氧細(xì)菌,最后是甲烷氧化菌和原生生物。同種多樣性指數(shù)中,添加菌劑的T3和T4處理的多樣性指數(shù)大于T1和T2,并且以菌渣為主的T4處理各多樣性指數(shù)大于T3處理。5.溫室氣體CO2、CH4和N20排放速率最大的是CO2,其次為N20,而CH4排放量最少。排放規(guī)律為前期排放速率最大,中后期排放量減少。溫室氣體日排放速率中,未添加菌劑的T1、T2處理排放高峰在11：30-12：00點(diǎn)和17：30-18：00間,添加菌劑的T3和T4處理高峰值出現(xiàn)在8：30-9：00和17：30-18：00.二次發(fā)酵期間的高峰期在8：30-9：00和14：30-15：00。N20日排放速率一次發(fā)酵和二次發(fā)酵間,排放高峰期均出現(xiàn)在早上8：30-9：00和晚上20：30-21：00這兩個(gè)時(shí)刻。以墊料為主的處理日排放率高于以菌渣為主的處理。菌渣為主并添加EM菌劑的處理有利于減少溫室氣體排放。6.相關(guān)性分析。溫度與CO2和CH4的排放通量呈極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.34和0.41。水分與溫室氣體排放呈正比,水分含量越大溫室氣體排放量越高,尤其是對(duì)N20影響最大。除此之外,全氮、微生物生物量碳氮與CO2排放呈極顯著負(fù)相關(guān)；真菌、細(xì)菌、甲烷氧化菌對(duì)CO2排放的呈顯著正相關(guān)關(guān)系,尤其是細(xì)菌對(duì)CO2排放的影響最大。全磷、有機(jī)氮、HI含量與CH4排放通量呈極顯著正相關(guān),C/N、胡敏酸與CH4呈極顯著負(fù)相關(guān)性。EC值、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、可溶性有機(jī)碳與N2O間有顯著正相關(guān)關(guān)系；胡敏酸、HI與其呈反比,相關(guān)系數(shù)分別為0.55、0.49；微生物生物量碳與N20排放通量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;真菌、細(xì)菌和甲烷氧化菌與N2O排放呈正比,細(xì)菌的影響最大。7.從四個(gè)處理的堆肥品質(zhì),碳氮損失,溫室氣體排放反面分析比較,添加菌劑的T3和T4處理比T1和T2處理整體效果好,而T4處理在四個(gè)處理中的整體效果最好。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S141.4
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 堆肥過(guò)程中碳、氮素轉(zhuǎn)化與研究進(jìn)展
        1.2.2 堆肥過(guò)程溫室氣體排放動(dòng)態(tài)研究進(jìn)展
        1.2.3 堆肥過(guò)程中影響碳氮轉(zhuǎn)化的主要因素
    1.3 研究目的和內(nèi)容
        1.3.1 研究目的和意義
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
第二章 不同堆肥處理對(duì)豬墊料堆肥腐熟進(jìn)程和品質(zhì)的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 堆制設(shè)備和試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.1.3 采樣方法
        2.1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法
        2.1.5 數(shù)據(jù)分析
    2.2 結(jié)果分析
        2.2.1 不同處理堆肥過(guò)程中溫度變化
        2.2.2 不同處理堆肥過(guò)程中含水率的變化
        2.2.3 不同處理堆肥過(guò)程中pH、EC變化
        2.2.4 不同堆肥處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響
        2.2.5 不同處理對(duì)TP、TK的影響
        2.2.6 不同堆肥處理C/N比變化
    2.3 討論
    2.4 結(jié)論
第三章 不同堆肥處理對(duì)豬墊料堆肥過(guò)程中氮素轉(zhuǎn)化的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與取樣方法
        3.1.2 測(cè)定項(xiàng)目和方法
        3.1.3 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結(jié)果分析
        3.2.1 不同堆肥處理總氮和有機(jī)氮的動(dòng)態(tài)變化
        3.2.2 不同堆肥處理銨態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化
        3.2.3 不同堆肥處理硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化
        3.2.4 可溶性有機(jī)氮(DON)
        3.2.5 微生物生物量氮
    3.3 討論
    3.4 結(jié)論
第四章 不同堆肥處理對(duì)豬墊料堆肥過(guò)程中碳素轉(zhuǎn)化的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與取樣方法
        4.1.2 測(cè)定項(xiàng)目和方法
        4.1.3 數(shù)據(jù)分析
    4.2 結(jié)果分析
        4.2.1 不同堆肥處理總有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化
        4.2.2 不同堆肥腐殖質(zhì)分組的動(dòng)態(tài)變化
        4.2.3 HA/FA
        4.2.4 微生物生物量碳
    4.3 討論
    4.4 結(jié)論
第五章 不同堆肥過(guò)程中微生物多樣性動(dòng)態(tài)變化
    5.1 材料與方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與取樣方法
        5.1.2 堆肥微生物群落的PLFAs提取與測(cè)定
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 不同堆肥處理微生物PLFAs生物標(biāo)記分析
        5.2.2 不同堆肥處理特征性微生物脂肪酸生物標(biāo)記的比較分析
        5.2.3 不同堆肥處理微生物群落PLFAs生物標(biāo)記聚類分析
        5.2.4 不同堆肥處理微生物群落多樣性指數(shù)分析
        5.2.5 相同微生物群落多樣性指數(shù)不同堆肥處理分析
    5.3 討論
    5.4 結(jié)論
第六章 不同堆肥處理對(duì)豬墊料堆肥過(guò)程中溫室氣體排放的影響
    6.1 材料與方法
        6.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        6.1.2 采樣方法
        6.1.3 測(cè)定方法
        6.1.4 數(shù)據(jù)分析
    6.2 結(jié)果分析
        6.2.1 發(fā)酵過(guò)程中不同堆肥處理溫室氣體排放速率變化情況
        6.2.2 一次發(fā)酵和二次發(fā)酵階段各處理溫室氣體排放速率日變化情況
        6.2.3 堆肥溫室氣體排放與影響因子的相關(guān)分析
        6.2.4 微生物菌群對(duì)溫室氣體的相關(guān)作用
    6.3 討論
    6.4 結(jié)論
第七章 主要結(jié)論和展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
參與課題研究
攻讀碩士期間發(fā)表的文章
致謝

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