牛糞發(fā)酵過程中碳、氮、磷轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展、科學技術的進步，人們越來越認識到資源和環(huán)境對人類的重要性。畜禽糞便作為資源化研究和利用對象逐漸引起此領域研究科學工作者的注意，因此畜禽糞便是放錯了位置的資源的思想已逐漸深入人心。 對于畜禽糞便堆肥發(fā)酵的研究已有很多報導，但由于不同地域畜禽糞便的成分不同，因此發(fā)酵過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及發(fā)酵產(chǎn)品的理化性質(zhì)有所差異。另外，由于條件的限制，多數(shù)科學工作者主要通過實驗室模擬對畜禽糞便發(fā)酵進行研究，其試驗結果與工廠化發(fā)酵過程

2、中實際情況差異很大，不能完全表征發(fā)酵過程中的實際變化。本試驗通過與完達山奶牛場合作，進行外源微生物牛糞工廠化發(fā)酵，并通過加入外源無機磷，探討堆肥發(fā)酵過程中牛糞有機物質(zhì)和氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)化，發(fā)酵過程中的代謝產(chǎn)物對外源無機磷的溶解、轉(zhuǎn)化能力以及磷素的有效性，為工廠化牛糞發(fā)酵的物質(zhì)轉(zhuǎn)化及提高外源無機磷的有效性提供理論與實踐依據(jù)。 本試驗通過研究，主要結論如下： 1.在牛糞發(fā)酵過程中，揮發(fā)性有機酸出現(xiàn)一個峰值，不揮發(fā)性有機酸出現(xiàn)兩個

3、峰值，其中外源微生物處理使揮發(fā)性有機酸峰值提前出現(xiàn)7～14d；處理DM+EM150、DM+EM200不揮發(fā)性有機酸第二個峰值提前出現(xiàn)14d。發(fā)酵前期，各外源微生物處理下，有機酸的總量均有不同程度的增加，但發(fā)酵結束后，各處理間有機酸差異不大。 2.在牛糞發(fā)酵過程中，有機碳含量和水溶性有機碳含量均呈明顯降低趨勢，外源微生物處理下，其下降幅度明顯大于不接種外源微生物處理。 3.總腐殖酸、游離腐殖酸和水溶性腐殖酸含量在發(fā)酵前期呈

4、明顯的降低趨勢，但至發(fā)酵腐熟期，又逐漸升高。發(fā)酵前期，外源微生物處理使其下降幅度明顯大于不接種外源微生物處理，但在發(fā)酵腐熟期變化不大。 4.各處理下胡敏酸含量呈先降低，然后增加的趨勢。發(fā)酵結束后，外源微生物處理胡敏酸的含量高于不接種外源微生物處理。發(fā)酵前期，各處理富里酸含量呈現(xiàn)明顯下降趨勢，至發(fā)酵腐熟期趨于穩(wěn)定，在整個發(fā)酵周期內(nèi)，外源微生物處理富里酸的含量均低于不接種外源微生物處理。 5.在牛糞發(fā)酵過程中，腐殖化指數(shù)(H

5、I)、胡敏酸的百分含量(HP)均呈明顯的上升趨勢，表明在發(fā)酵過程中腐殖酸的腐殖化程度增加。在發(fā)酵后期，外源微生物處理DM+EM150、DM+EM200，HI、HP值明顯高于不接種外源微生物處理。 6.外源微生物處理可促進發(fā)酵前期全氮與酸解性氮損失，但發(fā)酵結束后，與不加微生物處理相比，并沒有引起氮素濃度的太大變化。 酰胺態(tài)氮與氨基糖態(tài)氮均在發(fā)酵的高溫期出現(xiàn)峰值，在發(fā)酵的腐熟期早現(xiàn)較為平穩(wěn)的走勢。但在發(fā)酵的不同時期，外源微生

6、物處理酰胺態(tài)氮含量始終低于不加微生物處理，而氨基糖態(tài)氮含量則表現(xiàn)山與酰胺態(tài)氮相反的趨勢，各外源微生物處理之間差異不顯著。 7.牛糞發(fā)酵前期，各處理氨態(tài)氮呈現(xiàn)急劇下降趨勢，而在腐熟階段基本趨于穩(wěn)定。發(fā)酵完成后，外源微生物處理與不加微生物處理變化不大。各處理硝態(tài)氮變化規(guī)律恰好與氨態(tài)氮相反；各處理速效氮0～7d先有所下降，7～28d又迅速上升，然后又下降。 8.15N示蹤結果表明，各處理肥料氮總量在0～28d迅速降低，后期含量

7、又有所升高。發(fā)酵前后對比，處理DM+EM0、DM+EM50、DM+EM100、DM+EM150、DM+EM200肥料氮依次降低比率為：8.77％、6.26％、6.26％、2.76％、3.51％。進一步說明外源微生物的加入，只是加快了有機物質(zhì)的分解進程，但并沒有引起氮素濃度的太大變化。 9.牛糞在整個培養(yǎng)過程中氨揮發(fā)量較低。大量的氨揮發(fā)都集中在前期，中、后期氨的揮發(fā)量很少。培養(yǎng)初期NH3呈現(xiàn)直線上升趨勢，NH3釋放量的高峰期出現(xiàn)在

8、培養(yǎng)后第1～14d，并在第2d達到最大值(675.5mg·kg-1)。14d后NH3的釋放量開始下降，大約在30d左右氨揮發(fā)量達到100％。 10.牛糞發(fā)酵過程中，全磷的含量呈逐漸增加的趨勢，在腐熟階段表現(xiàn)相對穩(wěn)定。在同一磷素水平內(nèi)，與無外源微生物發(fā)酵處理相比，外源微生物發(fā)酵牛糞磷素的含量均有一定程度的提高，而且隨著外源微生物添加的數(shù)量增加而增加，在EM150時出現(xiàn)峰值；對于不同磷水平，全磷的含量隨外源無機磷數(shù)量的增加而增加。

9、 11.有機態(tài)磷在發(fā)酵第28d達到最高峰，而后呈快速下降。在發(fā)酵的不同時期，同一磷素水平外源微生物處理明顯高于不接種外源微生物處理，隨著外源微生物添加的數(shù)量增加而增加，在EM150時出現(xiàn)峰值；同一微生物處理比較，在P1、P2水平有機態(tài)磷差異不顯著。 12.外源無機磷加入能明顯增加牛糞發(fā)酵產(chǎn)品中速效磷含量；在同一磷水平，外源微生物處理有效磷提高幅度明顯增大，但不同菌量處理之間沒有明顯差異。同一微生物處理下，外源磷加入量越大，