【摘要】：本研究采用不同濃度的硫酸對(duì)玉木耳菌糠進(jìn)行酸預(yù)處理,與微生物菌劑混合在常溫條件下進(jìn)行好氧堆肥,研究不同酸濃度(0(A0)、0.1(A1)、0.3(A2)、0.5mol/L(A3))預(yù)處理對(duì)玉木耳菌糠腐熟過(guò)程的影響,針對(duì)溫度、含水量、pH、揮發(fā)氨、C/N、有機(jī)質(zhì)以及發(fā)芽指數(shù)等多項(xiàng)指標(biāo)在堆肥過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析,探討腐熟玉木耳菌糠酸預(yù)處理的最佳濃度,為縮短腐熟時(shí)間,提高堆肥品質(zhì)提供理論依據(jù)。以腐熟好的玉木耳菌糠為材料,通過(guò)添加膨潤(rùn)土和蛭石等材料,研究以不同配比配制成的水稻育苗基質(zhì)的株高、莖基寬、壯苗指數(shù)、出苗率、葉綠素指數(shù)等。并篩選出最佳玉木耳菌糠水稻育苗基質(zhì)配方方案,為菌糠等農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用提供新途徑。研究結(jié)果如下:(1)通過(guò)對(duì)物理指標(biāo)溫度、pH、EC等分析,在堆肥期間,A0、A1、A2、A3處理最高溫度分別為56℃、59℃、48℃、32℃;至堆肥結(jié)束時(shí),與未添加硫酸的處理A0的pH(6.63)相比,A1、A2和A3分別降低了1.37、4.73、5.105;A0、A1、A2和A3處理EC值分別為1.625、2.775、4.15和6.025 m S·cm~(-1);綜合結(jié)果表明A0和A1處理均完全腐熟,其中A1腐熟溫度較高,效果較好,表明合理的酸預(yù)處理濃度提高了堆體腐熟的最高溫度和時(shí)長(zhǎng),使堆體達(dá)到無(wú)害化處理。(2)通過(guò)對(duì)全氮、C/N的分析,A0、A1、A2和A3處理C/N整體均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),至堆肥結(jié)束分別下降了12.58、12.44、10.06、0.95;各處理N含量分別增加了40.5%、32.7%、18.2%和0%。結(jié)果表明在堆肥過(guò)程中有機(jī)碳含量隨著堆肥進(jìn)程的推進(jìn)而減少,而全氮含量增加,A0和A1處理達(dá)到堆肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)。(3)通過(guò)對(duì)堆肥品質(zhì)四種處理的堆體有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分析,A0、A1、A2和A3處理有機(jī)質(zhì)含量分別為63.42%、59.86%、53.89%和59.24%。結(jié)果表明各處理有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)降低趨勢(shì),說(shuō)明酸預(yù)處理能夠有效降解部分復(fù)雜有機(jī)物質(zhì),使微生物在腐熟過(guò)程中更好地利用和分解,加快堆肥的進(jìn)程。(4)通過(guò)對(duì)堆肥產(chǎn)品全鉀、全磷指標(biāo)測(cè)定分析,至腐熟結(jié)束后,各處理磷含量分別為0.723、0.745、0.519和0.303。鉀含量分別為0.0402、0.0438、0.0308和0.0288。結(jié)果表明除A3處理外,A0、A1和A2處理磷、鉀含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且適宜濃度的酸預(yù)處理,能夠提高堆體的養(yǎng)分含量。(5)通過(guò)對(duì)堆肥過(guò)程中氨揮發(fā)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)的分析,各處理N含量分別增加了40.5%、32.7%、18.2%和0%。累積氨揮發(fā)量分別為1.01325、0.805、0.182和-0.10675 g/kg·h。較A0相比,其余處理均呈明顯降低的趨勢(shì),酸預(yù)處理顯著地降低了NH_3的揮發(fā)量,減少了氮素的損失,具有良好的固氮作用并減少了對(duì)大氣的污染。(6)通過(guò)對(duì)植物指標(biāo)發(fā)芽指數(shù)的測(cè)定分析,各處理發(fā)芽指數(shù)分別為86%、114%、75%和0%,可以判斷A0和A1處理完全符合腐熟標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明適當(dāng)?shù)牧蛩犷A(yù)處理濃度顯著提高了發(fā)芽指數(shù),適宜的弱酸環(huán)境有利于種子和作物的生長(zhǎng)。(7)從纖維結(jié)構(gòu)和掃描電鏡來(lái)看,A1處理纖維素降解率為24.1%,半纖維素降解率為31.33%,而其他處理降解率均明顯低于A1處理。從掃描電鏡的角度來(lái)看,A1處理較其他處理相比,改善了纖維結(jié)構(gòu),裂解難分解的纖維素、木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)的同時(shí),打開(kāi)纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),促進(jìn)微生物對(duì)內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)的分解,加快腐熟進(jìn)程,而其他處理則效果較差。(8)通過(guò)采用不同材料配比的基質(zhì)對(duì)水稻育苗秧苗出苗率的分析,AB組的水稻幼苗平均出苗率為85.8%,高于AC組平均出苗率約6個(gè)百分點(diǎn),AB組最高出苗率為94%,AC組最高出苗率為85%。AB組總體出苗整齊,而AC組出苗率較低,出苗不齊,長(zhǎng)勢(shì)不一。(9)通過(guò)對(duì)水稻秧苗的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià),AB組中1-6處理壯苗指數(shù)為0.10443與CK壯苗指數(shù)0.10703相差甚小,其余均明顯小于對(duì)照土壤CK;AC組中壯苗指數(shù)最接近CK的為2-6處理,為0.08200。表明AB組秧苗素質(zhì)較好,于對(duì)照土壤CK無(wú)明顯差異,壯苗指數(shù)較高,整體素質(zhì)較好。(10)對(duì)各處理水稻秧苗素質(zhì)進(jìn)行分析,AB組中1-6處理秧苗素質(zhì)最好,說(shuō)明該配比適用于水稻育苗,比例為菌糠:膨潤(rùn)土:蛭石=92:3:5。(11)通過(guò)對(duì)玉木耳菌糠堆肥質(zhì)量和腐熟度,A1處理為最佳處理效果的堆肥產(chǎn)品,且配比膨潤(rùn)土、蛭石能夠有效增強(qiáng)水稻秧苗素質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S511
【圖文】：

第 6d 進(jìn)入高溫期，第 9 天達(dá)到最高溫度 59℃，前后共 8d 保持在 高溫度僅達(dá)到 48℃，并只維持 2d，此后溫度逐漸下降。腐熟從第 3d他處理差異顯著，溫度并沒(méi)有明顯變化，相較之下，溫度處于最低。靜態(tài)好氧堆肥，堆體溫度達(dá) 55℃以上應(yīng)至少需 5 d，以殺死蟲(chóng)卵和致 5~7d。因此，A0 和 A1 達(dá)到堆體溫度標(biāo)準(zhǔn)，而 A2 和 A3 并不達(dá)堆體溫度基本達(dá)到室溫。添加硫酸的處理推遲了堆體進(jìn)入高溫期的時(shí)腐熟溫度甚至無(wú)溫度變化。由此表明，酸預(yù)處理抑制微生物活動(dòng)，酸時(shí)間馴化后堆體溫度并無(wú)明顯差異且提高了高溫期的溫度，但酸度過(guò)顯，微生物無(wú)法適應(yīng)濃酸環(huán)境活動(dòng)受限。

因 A3 處理酸濃度過(guò)高，微生物嚴(yán)重失活，無(wú)法適應(yīng)濃酸環(huán)境，因此 pH 值無(wú)明顯變化。高溫階段有機(jī)物質(zhì)的快速分解，使水溶性鹽濃度劇增[97],各處理 EC 值均與高溫期達(dá)到最大值，之后大體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，至堆肥結(jié)束時(shí) A0、A1、A2 和 A3 處理 EC 值分別為 1.625、2.775、4.15 和 6.025 mS·cm-1，整個(gè)堆肥過(guò)程中 A0 的 EC 值最低，其余 3個(gè)處理由于硫酸的添加，增加了堆肥中可溶性鹽的含量，同時(shí)由于腐熟過(guò)程中產(chǎn)生大量小分子物質(zhì)，促使 EC 值上升[98]。其中 A2 與 A3 處理 EC 大于 4 mS·cm-1，未滿(mǎn)足腐熟的要求[99]。添加硫酸的處理由于增加了硫酸根離子，顯著增加了 EC 值，改變了細(xì)胞的滲透壓[100]，同時(shí)降低了堆肥初期的 pH 值，微生物的活性受到抑制，使 A1、A2 和 A3處理進(jìn)入高溫期的時(shí)間有所推遲甚至沒(méi)有進(jìn)入高溫期，其中 A3 處理最明顯。

滲透壓[100]，同時(shí)降低了堆肥初期的 pH 值，微生物的活性受到抑制，使 A1、A2 和 A3處理進(jìn)入高溫期的時(shí)間有所推遲甚至沒(méi)有進(jìn)入高溫期，其中 A3 處理最明顯。圖 2.2 不同濃度酸預(yù)處理對(duì)堆體 pH 和 EC 的影響Fig. 2.2 pH and EC changes in the composting with different concentration of acid

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2754126