微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响

江西农业学报 2006,18(5):36~38

ActaAgriculturaeJiangxi

微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响

刘益仁,刘光荣,李祖章,周荣娇,潘新群,李建国111121

(1.江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所,江西南昌330200;2.江西金牛集团,江西南昌330044)

摘 要:研究了添加微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响。结果表明,添加微生物发酵菌剂堆肥温度第6d达到50 ,50 以上持续时间达7d,符合粪便无害化卫生标准要求,C/N第20d下降为19.7 1,第25dNH4-N含量减少至72.6mg/kg,水溶性碳降低至4.7g/kg,种子发芽指数达到81.4%,上述指标均达到腐熟要求;对照堆肥温度第12d

+达到50 ,50 以上持续时间为3.5d,第25dC/N为22.8 1,NH4-N含量为973.4mg/kg,水溶性碳含量为12.8g/

kg,种子发芽指数为47.5%,均未达到腐熟要求;此外,添加菌剂处理堆肥物理性状明显改善,臭味明显减少。说明接种微生物发酵菌剂能明显加速堆肥的腐熟进程。

关键词:猪粪;发酵菌剂;堆肥;腐熟

中图分类号:S141 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2006)05-0036-03+

EffectofMicroorganismInoculantsonPigManureComposting

LIUYi-ren1,LIUGuang-rong1,LIZu-zhang1,ZHOURong-jiao1,PANXin-qun2,LIJian-guo1

(1.SoilandFertilizer&ResourcesandEnvironmentInstitute,JiangxiAcademyofAgriculturalSciences,Nanchang330200,China;

2.JiangxiJinniuCorporationGroup,Nanchang330044,China)

Abstract:Theeffectofmicroorganisminoculantsonpigmanurecompostingwasstudied.Theresultsshowedthattemperatureofthecompostappendedmicroorganisminoculantsreached50 onthe6thdayaftertreatmentanddurationextended7daysundercondi tionofmorethan50 ,ittalliedwithsanitarystandardforthenon-hazardoustreatmentofpigmanure(GB7959-87),thecarbon/nitrogenratiodeclinedto19.7 1after20days.ThecontentofNH4+-Nandwater-solublecarbon(WSC)reducedto72.6mg/kgand4.7g/kgrespectivelyafter25days,moreover,germinationindexofseedsreached81.4%.Theaboveindexessatisfiedthedemandofmanurematurity.However,thechecktreatmenttook12daystomakethetemperatureofthecompostreach50 andtheduration

+forabove50 extended3.5days.Thecarbon/nitrogenratio,thecontentofNH4-NandWSCreducedto22.8 1,973.4mg/kg

and12.8g/kgrespectivelyafter25days,andtheindexofseedgerminationonlyreached47.5%,whichdidn tsatisfythedemandofmanurematurity.Furthermore,thephysicalpropertiesofthecompostappendedmicroorganisminoculantswereimprovedanditsodorlessenedevidently.Thecomparisonindicatedmicroorganisminoculantscouldobviouslyacceleratethematurityofthecompost.

Keywords:Pigmanure;Microorganisminoculants;Compost;Maturity

随着畜禽养殖业集约化和规模化的迅速发展,畜禽废弃物排放量急剧增加,造成的环境污染问题日益突出。据统计,2002年我国畜禽粪便资源量约为20.4亿,t折算粗有机物5.5亿,t全氮725万t、全磷218万t、全钾359万,t养分资源量相当丰富。调查显示,我国畜禽废弃物只有30%左右得到初步处理,60%以上未能及时利用,大部分被随意弃置,对有机肥资源造成了巨大的浪费。此外,由于畜禽粪便等废弃物含有各种病原微生物、寄生虫卵及有毒有害物质,未经处理而随意排放将造成严重的环境污染。常规堆肥发酵速度缓慢,处理时间长,不利于有机废弃物的资源化利用。在堆肥中添加外源微生物是目前普遍利用的快速处理有机废弃物的方法。本试验通过在堆肥中接种微生物发酵菌剂,观测发酵过程中主要参数的变化,探讨接种菌剂对猪粪堆肥腐熟的效果,为畜禽废弃物的无害化处理和资源化利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验于2005年11月8日开始,试验地点设在江西省农科院畜牧兽医研究所种猪场。试验原料为该场的肥猪粪,试验对象为自制的畜禽废弃物发酵菌剂,填充料为稻草和风化煤,各种原料配比为鲜猪粪 稻草 风化煤=6.5 2 1,混合后堆肥的C/N为25.4 1,堆肥过程添加自制除臭剂。各种原料成分含量见表1。

1.2 试验方法 试验设对照(CK)和添加菌剂(简称NC)2个处理,每堆料总重量为200kg,堆肥初始水分含量为62%。稻草切成2~3cm长。采用方形堆置,堆高50cm,各堆长、宽、高一致,用薄膜覆盖,每堆各插2根温度计,温度 收稿日期:2006-04-11

基金项目:江西省农业科学院院长基金项目。:),男,,,

5期 刘益仁等:微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响37计插入料堆深度约为堆高的1/3。每3d翻堆1次。每天上午10:00和下午4:00分别记录料堆温度和环境温、湿度,同时记载料堆臭味、颜色、质地等物理性状的变化。

表1 堆肥原料的部分理化性质

Table1 Thesomephysicochemicalpropertiesoftherawmaterialsusedforsyntheticmanure

原料

猪粪

稻草

风化煤pH7.886.526.34水分含量(%)72.311.716.0总碳含量(%)37.843.638.5总氮含量(%)2.700.980.48C/N14.0 144.5 180.2 1

1.3 采样及分析 堆肥当天采样一次,以后每5d采样一次,在堆肥的四周及中部五点分别采样混合成一个样,分析碳氮比(C/N)、氨态氮(NH4-N)、水溶性碳(WSC)和种子发芽指数(GI)。碳氮比(C/N)测定采用分别测定全碳和全氮的方法,氨态氮(NH4-N)测定采用碱解扩散法,水溶性碳(WSC)采用重铬酸钾容量法-外加热法测定。

种子发芽指数的测定:堆肥样品按固液比1 5加入去离子水浸提,吸取5mL滤液于事先垫有滤纸的培养皿内,均匀放入10粒 鲁白六号 大白菜种子,盖上皿盖,在25 黑暗培养箱中培养48h后测定发芽率和根长。每个样品3次重复,同时以去离子水做空白试验。按下式计算种子发芽指数:

种子发芽指数(GI)=(处理发芽率 处理根长)/(空白发芽率 空白根长) 100%[2]+[1]+

2 结果与分析

2.1 堆体物理性状的变化 堆肥第1d,两处理堆体均为黄褐色,粪团较多,粪草明显分离,颜色对比明显,堆体臭味较浓。第10d,添加发酵菌剂处理比对照颜色略微加深,粪团数量减少,臭味比对照更浓,与堆肥初期相比,二者臭味均明显增加,这主要是由于堆体发酵分解有机态氮产生游离态氨挥发出来引起的。第20d,与对照相比,添加发酵菌剂处理的臭味明显减少,粪团数量明显减少,颜色明显加深,呈黑褐色。第25d,添加发酵菌剂处理只能看到少量微小团块,基本闻不到臭味,堆体质地较对照疏松、均匀。

2.2 堆肥温度的变化 如图1所示,堆肥过程中两处理堆肥温度变化趋势一致,均为先升后降。但是,添加发酵菌剂处理堆体温度上升速度更快,在堆肥的第6d即达到50 ,50 以上持续时间为7d,符合粪便无害化卫生标准(GB7959-87)要求。对照处理在第12d达到50 ,较菌剂处理推迟6d,50 以上持续时间为3.5d,未达到粪便无害化卫生标准要求。说明接种微生物发酵菌剂可以加速堆肥升温,促使堆肥提前达到高温期,延长高温持续时间,有利于堆肥的

腐熟及无害化。

图1 堆肥过程温度的变化

Figure1 Changeoftemperatureduringcomposting图2堆肥过程C/N的变化Figure2 ChangeofC/Nduringcomposting

2.3 碳氮比的变化 如图2所示,从总体趋势来看,随着时间的推移,堆肥的碳氮比均呈下降趋势。结果表明,全碳与全氮含量均呈下降趋势,但全碳含量下降幅度较全氮大,这是由于微生物活动消耗了堆体内大量的有机碳源并转化为CO2损失掉了。随着堆肥时间的延长,二者的碳氮比逐步表现出差异,菌剂处理的碳氮比明显比对照低,添加发酵菌剂堆肥第20d的C/N为19.7 1,根据杨毓峰、吴银宝等的研究[3,4],当固相碳氮比低于20时可认为堆肥已经腐熟,

+因此可认为添加发酵菌剂处理堆肥在第20d已经达到腐熟要求,而对照第25d的C/N为22.8 1,仍未达到腐熟要求。2.4 氨态氮含量的变化 如图3所示,堆肥的氨态氮含量变化趋势为先升后降,NH4-N含量前期上升是由于微生

物活动对有机物降解产生大量游离态的NH3,后期下降是由于硝化作用增强及NH3的挥发损失双重作用的结果。添加菌剂处理堆肥的NH4-N含量上升及下降均比对照速度快、幅度大,说明添加菌剂处理微生物活动比对照旺盛。到第25d,菌剂处理的氨态氮含量为72.6mg/kg,堆肥基本腐熟;对照的氨态氮含量变化较平缓,至第25d仍高达4mkg,+

38江 西 农 业 学 报 18卷

图3 堆肥氨态氮含量的变化 图4堆肥水溶性碳含量的变化

Figure3 Changeofammonianitrogen

contentincompostFigure4 Changeofwater-solublecarboncontentincompost

2.5 不同处理堆肥水溶性碳(WSC)含量的变化 如图4所示,堆体水溶性碳含量变化趋势表现为先升后降,总体上与温度及氨态氮的变化趋势相似。前期上升是由于堆肥基质在微生物的作用下水解造成的,后期下降是由于微生物的旺盛活动消耗了堆体中水溶性碳为能源的缘故。第25d,添加发酵菌剂处理的水溶性碳含量降低至4.7g/kg,而对

[3]照仍然高达12.8g/kg,根据杨毓峰等的研究,若以腐熟堆肥水溶性碳含量<6.5g/kg为指标,则可认为添加发酵菌

剂处理的堆肥已经腐熟,而对照仍未达腐熟标准。说明添加微生物发酵菌剂有利于加速堆肥的腐熟进程。

2.6 不同处理堆肥对种子发芽指数(GI)的影响 如图5所示,随着堆肥时间的延长,两个处理的种子发芽指数均呈现逐步上升的趋势,其中添加菌剂处理的种子发芽指数上升速度明显较快。Zucconi等认为,当GI>50%时,堆肥对植物已基本没有毒性,达到基本腐熟;而当GI>80%时,可认为堆肥已经腐熟了。从图5可以看出,添加菌剂处理第15d的GI值已经超过60%,根据Zucconi等的结论,此时堆肥基本腐熟;第25dGI值达到81.4%,此时堆肥已经完全腐熟。对照处理的GI值第25d为47.5%,说明堆肥对植物仍有毒性,还需要继续堆沤一段时间才能使用。由此可以说明,

添加微生物菌剂能加速堆体内有毒有害物质的分解。[5]

图5 不同处理堆肥对发芽指数的影响

Figure5 Effectsofdifferentcompostingtreatmentsongerminationindex

3 结论

试验结果表明,与对照相比,接种微生物发酵菌剂堆体温度上升至50 所用时间明显缩短,而且50 以上高温持续时间显著延长,碳氮比、氨态氮含量、水溶性碳含量、种子发芽指数等指标达到腐熟要求所需时间显著缩短,堆肥的物理性状明显改善,臭味明显减少。说明接种外源微生物发酵菌剂可使堆体中功能微生物的总数增加,并迅速形成优势菌群,快速杀死病虫卵及分解有毒有害物质,加快堆肥的发酵腐熟进程,有利于堆肥的无害化处理和资源化利用。参考文献:

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[5]ZucconiF,MForte,AMonac,etc.Biologicalevaluationofcompostmaturity[J].Biocycle,1981,(22):27~29.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rwl4.html