牛粪和秸秆好氧发酵堆肥的初始条件研究

doi：10.11838/sfsc.20180628中国土壤与肥料2018(6)牛粪和秸秆好氧发酵堆肥的初始条件研究田智辉，王亚妮*，邹超，卢军党(陕西省农业机械研究所，陕西咸阳712000)摘要：为了研究堆肥混合物料不同初始含水率、C/N值和秸杆粉碎尺寸等因素对牛粪好氧堆肥的影响，找出各因素的最佳配比参数，以期能够科学有效地指导畜禽养殖场或有机肥生产厂家开展牛粪、秸秆的资源化再利用。提出了以新鲜牛粪和小麦秸杆为堆肥原料和辅料，在添加微生物发酵菌剂的基础上，对上述3因素进行人工调控，并设计分组对比试验，依据相关标准从堆体温度、全养分（N、P205、K20)等指标进行验证。结果表明：试验过程中，各组发酵温度&45T：以上的时间均大于14d,满足NY/T1168—2006《畜禽粪便无害化处理技术规范》的安全卫生要求；在牛粪好氧发酵堆肥时，添加粉碎后的小麦秸秆不仅能够良好的调节水分、C/N,还能作为结构调理剂，增加混合堆体的粒度和孔隙率。试验结果表明，堆体初始含水率在60%左右，C/N在30:1左右，小麦秸秆粉碎尺寸矣1cm的条件下堆肥效果最佳。关键词：牛粪；秸秆；好氧发酵；堆肥中图分类号：Sl41.4文献标识码：A文章编号：1673-6257(2018)06-0192-06我国是传统的农业大国，每年农业种养殖业会产生海量的以农作物秸秆、畜禽粪便为主的农业有机固体废弃物，其富含丰富的有机质，具有非常高的资源化再利用价值。但是，若处理不当不仅会造成极大资源浪费，而且严重污染人居环境，危害健康。据估算，全国每年产生的畜禽粪污约有38亿t，综合利用率不足60%;每年产生秸杆近9亿t，未被有效利用的约2亿tD这些未能资源化利用，更没有进行相应无害化处理的废弃物随意排放、肆意焚烧，给我国广大农村人居生态环境造成了严重的危害。在以往，畜禽粪便、秸秆等作为农村生产活动中的宝贵资源，完全被内部消解、资源化利用；现如今,随着人民生活水平的不断提高，生活方式的巨大转变以及农业种养殖业产业结构的调整，使得畜禽粪便、秸秆等的利用率变低，成为“彻底”的废弃物。本文主要以畜禽养殖场牛粪为原料，结合当前应用较为广泛的好氧发酵堆肥技术，以小麦秸杆为辅料，开展好氧发酵堆肥试验，以期寻求最佳的堆肥初始条件，科学有效地指导畜禽养殖场或有机肥生产厂收稿日期：2018-02-06;最后修订日期：2018-03-21基金项目：陕西省科技统筹创新丁程计划项目：畜禽粪便和秸秆资源化利用关键技术及设备研究示范（2016KTCL02-I7)。作者简介：田智辉（1986-),男，陕西咸阳人，工程师，硕士，主要从事农机产品研发相关研究。E-mail:271503858@qq.c〇m„通讯作者：王亚妮，E-mail:wyn_70@163.com。家开展牛粪、秸秆的资源化再利用研究。好氧发酵堆肥技术是利用堆肥物料中固有的好氧菌或根据堆肥需要人为添加微生物菌剂对有机质进行生物降解，使其达到稳定化、腐殖化，并可作为农林作物肥料和土壤调理剂的过程。在好氧发酵堆肥过程中，有机质在微生物氧化分解下，会释放大量的热量，使整个堆肥过程能够较长时期维持在60丈以上，从而保证堆肥物料中的有害菌、病虫卵等被有效灭杀，达到无害化的目的。堆体初始含水率、C/N和堆肥物料粒度是影响好氧发酵堆肥工艺成败、效率及堆肥成品品质的重要物理指标，也是进行好氧堆肥试验应当首要考虑的控制参数。有关文献指出，好氧发酵堆肥的初始含水率为55%~65%时，堆体中微生物活性最大，堆肥效果最佳[1];在堆肥物料C/N方面，李国学等人研究发现，微生物每合成一份蛋白质大约需要30份碳，故认为好氧堆肥的最佳C/N为30:1[2]。另外，由于新鲜牛粪含水率较高，使其内部孔隙率变小，通氧性差，使得堆肥过程中堆体温度上升较慢，堆肥效率低，并且易产生厌氧反应。秸秆作为一种富含丰富有机质的干介质，不仅可以对新鲜牛粪进行水分调节，还能有效调节堆肥物料的C/N,并且经粉碎后的秸杆又可以作为结构调理剂，能够有效增加堆肥物料的粒度，提高堆体孔隙率，增大物料与空气（氧气）接触面积，以保证堆体在发酵过程中保持充足的氧浓度。192—中国土壤与肥料2018(6)因此，为研究不同初始含水率、C/N及堆肥物料粒度等因素对牛粪好氧发酵堆肥的影响，本文以粉碎后的小麦秸秆为调理辅料，对新鲜牛粪的含水率、C/N及粒度等参数进行调控，并进行3批次9组对比试验，以期寻求最佳堆肥初始条件。1材料与方法1材料与方法1.1试验时间、材料试验于2017年10~11月完成，日间平均温度为15^左右，夜间为5丈左右，昼夜温差范围0~6丈；试验环境为养殖场实际生产环境，即露天大棚；借助陕西咸阳市某肉牛养殖场提供的新鲜牛粪为堆肥原料，以小麦秸秆为辅料。小麦秸杆通过粉碎机粉碎至cm、2cm、3cm3个尺寸