本文關(guān)鍵詞：園林綠化廢棄物堆肥化的過程控制及其產(chǎn)品改良與應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對我國園林綠化廢棄物堆肥化技術(shù)不完善、無土栽培基質(zhì)保水劑品質(zhì)差、以及泥炭基質(zhì)需求量劇增等問題,通過研究不同外源堆肥添加劑和預處理對園林綠化廢棄物二次堆肥化過程中的物理、化學、微生物學性質(zhì)和堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的影響、研發(fā)無土栽培基質(zhì)(堆肥基質(zhì))專用保水劑和泥炭替代基質(zhì)、以及探討堆肥基質(zhì)調(diào)理劑對堆肥基質(zhì)理化性質(zhì)的影響,優(yōu)化堆肥過程中的控制因素,縮短堆肥周期,增加堆肥產(chǎn)品的養(yǎng)分含量,同時,提出制備無土栽培基質(zhì)保水劑的最優(yōu)方案,以及確定無土栽培替代基質(zhì)和堆肥基質(zhì)調(diào)理劑的最優(yōu)配比。研究結(jié)果解決了園林綠化廢棄物處理困難(填埋和焚燒)、傳統(tǒng)堆肥方法周期長、生產(chǎn)成本高、堆肥產(chǎn)品和無土栽培基質(zhì)保水劑質(zhì)量差、以及泥炭供不應(yīng)求等實際問題。本文研究的具體結(jié)論如下：(1)添加0.15%鼠李糖脂和15mm粒級的初始堆肥顆粒、添加35%菇渣和20%生物碳、以及添加0.30%蚯蚓糞和25%沸石的3種最優(yōu)處理組合均顯著優(yōu)化了園林綠化廢棄物二次堆肥過程中的理化性質(zhì)和微生物學性質(zhì),縮短了堆肥周期,提高了堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是,延長了微生物最佳活動溫度范圍的持續(xù)時間,改善了堆肥過程的酸堿環(huán)境,降低了氮素(NH3)的損失,增加了微生物的數(shù)量,提高了酶的活性,加速了園林綠化廢棄物中纖維素和半纖質(zhì)素的降解,降低了堆肥產(chǎn)品的C/N比和毒性,增強了堆肥產(chǎn)品的通氣透水性和養(yǎng)分含量。同時,傳統(tǒng)堆肥需90～270天才可以生產(chǎn)完全腐熟的堆肥產(chǎn)品。但是,在3種最優(yōu)處理下的園林綠化廢棄物二次堆肥僅需21～24天,即可獲得養(yǎng)分含量高和完全穩(wěn)定腐熟的堆肥產(chǎn)品。(2)與市場常用保水劑(旱寶貝)比較,本研究自制的無土栽培基質(zhì)復合保水劑p-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+可溶性淀粉(β:CMC:K=1:1:1).β-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+竹炭粉(β:CMC:Z=2:10:5).β-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+可溶淀粉+竹炭粉 (β:CMC:K:Z=2:2:2:1).以及β-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+可溶性淀粉+玉米芯熱解粉(β:CMC:K:TD=4:4:4:1)的pH值、溶脹度、吸水速率、失水速率以及反復吸水性均優(yōu)于旱寶貝。其中,以β-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+可溶性淀粉+玉米芯熱解粉為配方的自制復合保水劑的吸水保水性最優(yōu)。(3)以旱寶貝為對照,當堆肥基質(zhì)的質(zhì)量一定時,隨著保水劑添加量的減少,濕容重均減小,且相同比例下添加自制復合保水劑的堆肥基質(zhì)濕容重均大于旱寶貝；相同復合保水劑與基質(zhì)比例為1：10和1:20的最大持水量分別較其15降低0.58～12.12%和8.79～15.23%,而旱寶貝比例為1：10和1:20分別較其1：5降低40.79%和47.02%;相同比例下添加復合保水劑的基質(zhì)水分蒸發(fā)速率均小于早寶貝�？芍�,在堆肥基質(zhì)中添加少量的復合保水劑即可達到添加大量早寶貝的效果。同時,添加復合保水劑的堆肥基質(zhì)發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均高于添加旱寶貝的基質(zhì)。所以,自制復合保水劑應(yīng)用于堆肥基質(zhì)的綜合效果均優(yōu)于旱寶貝。其中,添加以β-環(huán)糊精+羧甲基纖維素鈉+可溶性淀粉+玉米芯熱解粉為配方的復合保水劑的堆肥基質(zhì)吸水保水性最優(yōu)。(4)在泥炭中添加園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)品可以改善泥炭的物理和化學性質(zhì),同時,也可以降低栽培基質(zhì)的分解和塌陷。在30%泥炭和70%園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)品的栽培基質(zhì)中,貓眼竹芋的生長狀況最優(yōu)。雖然當堆肥產(chǎn)品添加量70%的栽培基質(zhì)下貓眼竹芋生長狀況低于堆肥產(chǎn)品添加量為70%的栽培基質(zhì)下的貓眼竹芋,但是,添加100%堆肥產(chǎn)品的栽培基質(zhì)下貓眼竹芋生長狀況仍高于添加100%泥炭的栽培基質(zhì)(泥炭未添加外源有機肥料)。因此,園林綠化廢棄物堆肥可以部分甚至完全替代泥炭進行貓眼竹芋栽培。(5)作為堆肥基質(zhì)調(diào)理劑,生物碳和腐殖酸可以優(yōu)化堆肥基質(zhì)(以園林綠化廢棄物為原料)的理化性質(zhì)和營養(yǎng)含量,提高貓眼竹芋的生物量,支持植物根系的發(fā)展,增加植物葉片的養(yǎng)分含量。最優(yōu)處理是添加20%生物碳和0.70%腐殖酸的堆肥基質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：園林綠化廢棄物堆肥 添加劑 保水劑 無土栽培 貓眼竹芋
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S141.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1. 引言12-29
• 1.1. 園林綠化廢棄物概述12-13
• 1.2. 國內(nèi)外園林綠化廢棄物處理與再利用的相關(guān)政策和研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1. 國外的相關(guān)政策和研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2. 國內(nèi)的相關(guān)政策和研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3. 園林綠化廢棄物堆肥化技術(shù)及其產(chǎn)品在園林綠化領(lǐng)域中的應(yīng)用15-21
• 1.3.1. 堆肥化技術(shù)原理16-17
• 1.3.2. 堆肥化的影響因素及其條件控制17-18
• 1.3.3. 堆肥腐熟度的評價指標18-20
• 1.3.4. 園林綠化廢棄物的應(yīng)用方向20-21
• 1.4. 園林綠化廢棄物堆肥化存在的問題21-22
• 1.5. 外源堆肥添加劑應(yīng)用于園林綠化廢棄物堆肥化的研究22-24
• 1.5.1. 微生物接種劑22-23
• 1.5.2. 起爆劑23
• 1.5.3. 特定目的調(diào)節(jié)劑23-24
• 1.6. 園林綠化廢棄物生產(chǎn)泥炭替代基質(zhì)的必要性和可行性24-25
• 1.6.1. 園林綠化廢棄物生產(chǎn)泥炭替代基質(zhì)的必要性24
• 1.6.2. 園林綠化廢棄物生產(chǎn)泥炭替代基質(zhì)的可行性24-25
• 1.7. 研發(fā)無土栽培基質(zhì)專用保水劑的迫切性25-26
• 1.8. 本研究的目的和意義26
• 1.8.1. 研究目的26
• 1.8.2. 研究意義26
• 1.9. 本研究的研究思路和技術(shù)路線26-29
• 1.9.1. 研究思路26-27
• 1.9.2 技術(shù)路線27-29
• 2. 試驗材料與方法29-47
• 2.1. 鼠李糖脂和初始堆肥顆粒粒級對園林綠化廢棄物堆肥化影響研究的試驗材料與方案29-32
• 2.1.1. 試驗材料29
• 2.1.2. 試驗方案29-31
• 2.1.3. 樣品采集方法31-32
• 2.2. 菇渣和生物碳對園林綠化廢棄物堆肥化影響研究的試驗材料與方案32-33
• 2.2.1. 試驗材料32-33
• 2.2.2. 試驗方案33
• 2.2.3. 樣品采集方法33
• 2.3. 蚯蚓糞和沸石對園林綠化廢棄物堆肥化影響研究的試驗材料與方案33-35
• 2.3.1. 試驗材料33-34
• 2.3.2. 試驗方案34-35
• 2.3.3. 樣品采集方法35
• 2.4. 制備無土栽培基質(zhì)復合保水劑研究的試驗材料與方案35-37
• 2.4.1. 試驗材料35-36
• 2.4.2. 試驗方案36-37
• 2.5. 復合保水劑應(yīng)用于無土栽培基質(zhì)研究的試驗材料與方案37
• 2.5.1. 試驗材料37
• 2.5.2. 試驗方案37
• 2.6. 園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)品替代泥炭栽培貓眼竹芋研究的試驗材料與方案37-39
• 2.6.1. 試驗材料37-38
• 2.6.2. 試驗方案38-39
• 2.7. 生物碳和腐殖酸改良堆肥基質(zhì)進行貓眼竹芋栽培研究的試驗材料與方案39-40
• 2.7.1. 試驗材料39
• 2.7.2. 試驗方案39-40
• 2.8. 試驗方法40-47
• 2.8.1. 二次堆肥過程中物理、化學、微生物學性質(zhì)的測定方法40-43
• 2.8.2. 研發(fā)無土栽培基質(zhì)復合保水劑過程中相關(guān)指標的測定方法43-44
• 2.8.3. 復合保水劑應(yīng)用于無土栽培基質(zhì)過程中相關(guān)指標的測定方法44-45
• 2.8.4. 貓眼竹芋栽培基質(zhì)理化性質(zhì)的測定方法45
• 2.8.5. 貓眼竹芋生長指標和養(yǎng)分含量的測定方法45-46
• 2.8.6. 試驗數(shù)據(jù)分析方法46-47
• 3. 鼠李糖脂和初始堆肥顆粒粒級對園林綠化廢棄物堆肥化及其產(chǎn)品的影響研究47-59
• 3.1. 研究背景與內(nèi)容47
• 3.2. 結(jié)果與分析47-58
• 3.2.1. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥產(chǎn)品干容重和持水量的影響47-49
• 3.2.2. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥化中全碳、全氮和碳氮比的影響49-50
• 3.2.3. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥化中微生物數(shù)量的影響50-51
• 3.2.4. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥化中酶活性的影響51-53
• 3.2.5. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥化中水溶性碳變化的影響53-54
• 3.2.6. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對纖維素和半纖維素分解的影響54-55
• 3.2.7. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥產(chǎn)品養(yǎng)分含量的影響55-57
• 3.2.8. 鼠李糖脂和初始堆肥粒級對堆肥產(chǎn)品發(fā)芽試驗的影響57-58
• 3.3. 小結(jié)58-59
• 4. 菇渣和生物碳對園林綠化廢棄物堆肥化及其產(chǎn)品的影響研究59-78
• 4.1. 研究背景與內(nèi)容59
• 4.2. 結(jié)果與分析59-76
• 4.2.1. 菇渣和生物碳對堆肥化中溫度變化的影響59-61
• 4.2.2. 菇渣和生物碳對堆肥產(chǎn)品顆粒粒級分布和粗糙度指數(shù)的影響61-63
• 4.2.3. 菇渣和生物碳對堆肥化中陽離子交換量(CEC)變化的影響63-64
• 4.2.4. 菇渣和生物碳對堆肥化中NH_4~+-N,NO_3~--N,NH_4~+-N/NO_3~--N變化的影響64-65
• 4.2.5. 菇渣和生物碳對堆肥化中有機質(zhì)消耗量的影響65-67
• 4.2.6. 菇渣和生物碳對堆肥化中腐殖化系數(shù)的影響67-68
• 4.2.7. 菇渣和生物碳對堆肥化中元素含量和固相水相C/N的影響68-71
• 4.2.8. 菇渣和生物碳對堆肥化中異養(yǎng)型好氧微生物數(shù)量的影響71-72
• 4.2.9. 菇渣和生物碳對堆肥化中脫氫酶活性的影響72-73
• 4.2.10. 菇渣和生物碳對堆肥產(chǎn)品養(yǎng)分含量的影響73-74
• 4.2.11. 菇渣和生物碳對堆肥產(chǎn)品發(fā)芽試驗的影響74-76
• 4.3. 小結(jié)76-78
• 5. 蚯蚓糞和沸石對園林綠化廢棄物堆肥化及其產(chǎn)品的影響研究78-94
• 5.1. 研究背景與內(nèi)容78
• 5.2. 結(jié)果與分析78-92
• 5.2.1. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中溫度變化的影響78-80
• 5.2.2. 蚯蚓糞和沸石對堆肥產(chǎn)品物理性質(zhì)的影響80-81
• 5.2.3. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中pH值變化的影響81-82
• 5.2.4. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中EC值變化的影響82-84
• 5.2.5. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中有機物腐殖化的影響84-85
• 5.2.6. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中NH_4~+-N,NO_3~--N,NH_4~+-N/NO_3~--N變化的影響85-86
• 5.2.7. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中微生物數(shù)量的影響86-88
• 5.2.8. 蚯蚓糞和沸石對堆肥化中酶活性的影響88-89
• 5.2.9. 蚯蚓糞和沸石對纖維素和半纖維素分解的影響89-90
• 5.2.10. 蚯蚓糞和沸石對堆肥產(chǎn)品養(yǎng)分含量的影響90-91
• 5.2.11. 蚯蚓糞和沸石對堆肥產(chǎn)品發(fā)芽試驗的影響91-92
• 5.3. 小結(jié)92-94
• 6. 無土栽培基質(zhì)復合保水劑吸水保水性能的研究94-101
• 6.1. 研究內(nèi)容94
• 6.2. 結(jié)果與分析94-99
• 6.2.1. 不同保水劑的pH值比較94-95
• 6.2.2. 不同保水劑的吸水性能比較95-97
• 6.2.3. 不同保水劑的保水性能比較97-99
• 6.3. 小結(jié)99-101
• 7. 添加復合保水劑對無土栽培基質(zhì)吸水保水性能影響的研究101-107
• 7.1. 研究內(nèi)容101
• 7.2. 結(jié)果與分析101-106
• 7.2.1. 保水劑種類及用量對栽培基質(zhì)濕容重的影響101-102
• 7.2.2. 保水劑種類及用量對栽培基質(zhì)最大持水量的影響102-103
• 7.2.3. 保水劑種類及用量對栽培基質(zhì)水分蒸發(fā)速率的影響103-104
• 7.2.4. 保水劑種類及用量對栽培基質(zhì)發(fā)芽試驗的影響104-106
• 7.3. 小結(jié)106-107
• 8. 園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)品替代泥炭栽培貓眼竹芋的研究107-118
• 8.1. 研究內(nèi)容107
• 8.2. 結(jié)果與分析107-117
• 8.2.1. 不同配比栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)107-108
• 8.2.2. 不同配比栽培基質(zhì)的顆粒粒級分布108-110
• 8.2.3. 不同配比栽培基質(zhì)的化學性質(zhì)110-111
• 8.2.4. 貓眼竹芋在不同栽培基質(zhì)中的生長指標分析111-113
• 8.2.5. 貓眼竹芋在不同栽培基質(zhì)中的根系形態(tài)分析113-114
• 8.2.6. 貓眼竹芋在不同栽培基質(zhì)中的葉片養(yǎng)分分析114-116
• 8.2.7. 貓眼竹芋在不同栽培基質(zhì)中的葉片光合色素分析116-117
• 8.3. 小結(jié)117-118
• 9. 生物碳和腐殖酸改良園林綠化廢棄物堆肥基質(zhì)栽培貓眼竹芋的研究118-134
• 9.1. 研究背景與內(nèi)容118-119
• 9.2. 結(jié)果與分析119-132
• 9.2.1. 生物碳和腐殖酸對堆肥基質(zhì)物理性質(zhì)的影響119-122
• 9.2.2. 生物碳和腐殖酸對堆肥基質(zhì)化學性質(zhì)的影響122-124
• 9.2.3. 生物碳和腐殖酸對堆肥基質(zhì)養(yǎng)分含量的影響124
• 9.2.4. 生物碳和腐殖酸對堆肥基質(zhì)微生物量碳和氮的影響124-125
• 9.2.5. 貓眼竹芋在不同堆肥基質(zhì)中的生長指標分析125-128
• 9.2.6. 貓眼竹芋在不同堆肥基質(zhì)中的根系形態(tài)分析128-129
• 9.2.7. 貓眼竹芋在不同堆肥基質(zhì)中的葉片養(yǎng)分分析129-131
• 9.2.8. 貓眼竹芋在不同堆肥基質(zhì)中的葉片光合色素分析131-132
• 9.3. 小結(jié)132-134
• 10. 結(jié)論與展望134-138
• 10.1. 結(jié)論134-136
• 10.2. 創(chuàng)新點136-137
• 10.3. 展望137-138
• 參考文獻138-150
• 個人簡介150-151
• 導師簡介151-152
• 個人成果清單152-154
• 致謝15

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10 李季;固體廢物循環(huán)利用模式多樣[N];中國國門時報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李吉進;畜禽糞便高溫堆肥機理與應(yīng)用研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2004年

2 余震;五氯酚污染土壤的堆肥修復及其微生物群落組成研究[D];湖南大學;2012年

3 肖勇;基于分子生物學技術(shù)的堆肥微生物群落、功能與應(yīng)用研究[D];湖南大學;2011年

4 劉擊;堆肥對菲及三環(huán)唑污染土壤修復研究[D];浙江大學;2007年

5 張璐;園林綠化廢棄物堆肥化的過程控制及其產(chǎn)品改良與應(yīng)用研究[D];北京林業(yè)大學;2015年

6 王洪波;生態(tài)堆肥反應(yīng)器的污染物去除特性研究及應(yīng)用示范[D];西安建筑科技大學;2009年

7 劉燦;電化學傳感器檢測堆肥微生物及幾種典型環(huán)境污染物的研究[D];湖南大學;2012年

8 徐大兵;豬糞—秸稈堆肥提取液促進植物生長和抑制土傳病原菌效果及其作用機制[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2011年

9 喻曼;基于非培養(yǎng)生物技術(shù)的堆肥微生物群落研究及木質(zhì)纖維素降解[D];湖南大學;2009年

10 張隴利;產(chǎn)業(yè)廢棄物堆肥處理效果及碳素物質(zhì)變化規(guī)律研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊天學;生活垃圾與畜禽糞便混合堆肥工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2009年

2 喬俊婧;農(nóng)家堆肥系統(tǒng)中氮磷的環(huán)境行為研究[D];西南大學;2010年

3 于鑫;北京市園林綠化廢棄物再利用調(diào)查及堆肥實驗研究[D];北京林業(yè)大學;2010年

4 王爽;處理染疫雞尸靜態(tài)堆肥的建立與效果評價[D];大連理工大學;2012年

5 沈家禾;銀杏殘葉堆肥研究與應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學;2012年

6 熊建軍;城市生活污泥條垛式堆肥保氮技術(shù)及安全風險研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2008年

7 習佳林;通風對堆肥處理死雞效果的影響[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2010年

8 呂德龍;脫水污泥與園林廢物混合堆肥中通風技術(shù)研究[D];山東建筑大學;2011年

9 王偉;堆肥介質(zhì)中高效降解細菌的吸附傳輸性能研究[D];湖南大學;2006年

10 高建程;牛糞堆肥的腐熟度評價及重金屬形態(tài)變化研究[D];上海師范大學;2008年

  本文關(guān)鍵詞：園林綠化廢棄物堆肥化的過程控制及其產(chǎn)品改良與應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259559