添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果

第34卷第9期农业工程学报Vol.34No.92242018年5月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringMay2018添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果王海候1，何胥2，陶玥玥1，金梅娟1，陆长婴1，施林林1，周新伟1，沈明星1※（1.江苏太湖地区农业科学研究所/农业部苏州水稻土生态环境重点野外科学观测试验站，苏州215155；2.江苏省安丰生物源农药工程中心有限公司，太仓215400）摘要：为提高畜禽粪便堆肥质量和改善堆肥工艺，创制了一种炭基辅料，与猪粪、食用菌渣混合，进行了30d的堆肥试验。设置了3个处理，即：猪粪与食用菌渣高温好氧堆肥（CK）、1～2cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%（体积比）的食用菌渣（B1）、6～7cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%的食用菌渣（B2）。监测了堆肥体的温度、氨挥发、氧化亚氮排放、pH值、EC值等参数变化情况，并以堆肥初次升温至55℃所需时间、氮素损失率、C/N比变化率、种子发芽指数、辅料回收率为指标，采用模糊评价法，分析了不同粒径炭基辅料在堆肥中的应用效果。结果表明，与CK相比，炭基辅料可以显著促进堆温快速上升、提高堆肥积温（P<0.05），B1、B2处理的堆肥体初次升温至55℃所需时间分别较CK减少了4、11d，堆肥积温显著大于CK，B2处理的促升温、增温效应优于B1处理；堆肥30d后，CK、B1与B2处理的氨挥发累积量分别为605.41，374.94，303.68mg/kg，氧化亚氮排放累积量分别为35.80，49.53，74.94mg/kg，B1、B2处理的堆肥体氮素损失率为43.10%，39.67%，分别较CK降低了16.13%，22.81%，堆肥体氮素损失的降低主要是NH3挥发的有效控制；炭基辅料降低了堆肥体的EC值，显著提高了种子发芽指数（P<0.05）；根据模糊评价结果，B2处理的堆肥效果优于B1处理，炭基辅料应用于高温好氧堆肥工艺的适宜粒径为6～7cm。关键词：堆肥；粪；降解；炭基辅料；氮素损失doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.09.028中图分类号：S141.4文献标志码：A文章编号：1002-6819(2018)-09-0224-09王海候，何胥，陶玥玥，金梅娟，陆长婴，施林林，周新伟，沈明星.添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果[J].农业工程学报，2018，34(9)：224－232.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.09.028http://www.tcsae.orgWangHaihou,HeXu,TaoYueyue,JinMeijuan,LuChangying,ShiLinlin,ZhouXinwei,ShenMingxing.Improvingpigmanureaerobiccompostingqualitybyusingcarbonaceousamendmentwithdifferentparticlesizes[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2018,34(9):224－232.(inChinesewithEnglishabstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.09.028http://www.tcsae.org0引言好氧堆肥是实现畜禽粪便无害化和资源化利用的一项重要技术途径。自然状态下，大部分畜禽粪便含水率较高（≥75%）、碳氮比低、结构性差，在实际堆肥中，需添加一定量的辅料调节堆肥体的含水率、碳氮比及通气性，促进好氧堆肥的有效进行[1-3]；另外，好氧堆肥有机质降解转化过程，会释放大量含氮气体（NH3、N2O等），导致堆体氮素养分流失[4-5]，造成环境污染及有机肥农用价值降低[6]，添加辅料可缓解或减轻堆肥工程中氮素损失及有害气体排放，提高堆肥质量与处理效率[7]。国内外有关堆肥辅料的研究已有许多报道，一致认为辅料是快速堆肥必不可少的添加材料[8-11]。目前，从辅料是否参与发酵过程的角度，将辅料分为活性和惰性两类[12]；活性辅收稿日期：2017-12-28修订日期：2018-04-08基金项目：国家科技支撑计划(2012BAD14B12-03)；江苏省农业科技自主创新项目（CX（16）-1003-11）；苏州市科技支撑计划(SNG201439)作者简介：王海候，副研究员，主要从事农业废弃物资源化处置技术及其应用研究。Email：wanghaihou@126.com※通信作者：沈明星，研究员，主要