竹醋酸在猪粪堆肥中的保氮作用

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第2 6卷第 1期 20 06年 1月

桂林工学院学报Ju a fGul nv ri f c nlg o r l in U iest o h oo y n o i y Te

20 0 6年 1月Jn 2 0 a. 06

文章编号：10— 4 X (06 1 0 3— 4 06 54 20 )0— 07 0

竹醋酸在猪粪堆肥中的保氮作用王敦球，曾全方2,左华，潘盛，赵(.桂林工学院资源与环境工程系，广西桂林 13 .桂林市人民政府两江四湖工程指挥部，广西桂林 5 10 ) 412 3

敏

5 10;2广西区建设厅职工培训中心，南宁 50 1; 404 . 30 2

摘

要：畜牧业发展带来的环境问题越来越引起社会的关注，堆肥作为传统的工艺被广泛的用来

处理畜牧业废弃物，而在传统的堆肥过程中氮素的损失比较严重，因而在堆肥中要尽可能的保存氮素，提高堆肥的质量，增加农用价值。本实验以稻草秸杆、锯末和猪粪为原料，以竹醋酸为添加剂进行静态好氧堆肥实验，分析堆肥过程中总氮、有机氮、氨氮和硝氮等的变化情况，比较不

同浓度的竹醋酸对堆肥过程中减少氮损失的作用 .腐熟后堆肥的分析表明，适宜的竹醋酸浓度对可以促进微生物的活性；跟空白堆体相比，堆肥物料在 1 20、1 10和 1 10浓度的竹醋酸作：00:50:00用下，氮素损失分别减少 1.%、1.%和 1.%,说明其具有一定的保氮作用 . 25 01 19 关键词：猪粪；堆肥；氮素；醋酸竹中图分类号：x l .5;￥ 4 . 7 30 1 14文献标识码：A

传统的堆肥历时长、效率低，难以适应规模狮子岩村农户，锯末购自桂林市东环木材市场， 养殖业发展的需要 .堆肥过程中往往会产生恶臭猪粪取自桂林市唐家村养殖场，竹醋酸取自桂林气体，如氨气、硫化氢等，对空气环境造成负面市高新区厂家 .影响，并且由于氨气的挥发，造成了堆肥中氮养实验设 5个堆体，除对照堆体外，其余各堆

分的损失，降低堆肥产品的农用价值 .为加速堆体每 5 g料添加 1 Ok物 L不同浓度的竹醋酸，物料肥腐熟、增加农用价值和控制恶臭气体的散发，配比情况见表 2 .

人们正试图在堆肥中添加各种生物、化学调理剂来控制堆肥过程，达到缩短堆肥时间、减少氨气的挥发和减少氮损失的目的 . 竹醋酸是竹材热解的副产品，分复杂，有成含有机酸、酚类、类、类等，用作土壤杀菌剂、酮醇可植物生长促进剂，味清除剂等 J研究以竹醋酸异 .本为堆肥添加剂，猪粪进行堆肥，对以期能减少堆肥过程中氮的损失，到高肥效的堆肥成品 .得表 2物料配比Ta l Rai fte mitr tras b e2 t o l xu e maeil o l

表 1实验材料性质T b e1 P o ete fe p rme tlmaeil a l r p riso x e i na tras

1实验材料和方法 1 1实验材料 .

采用稻草秸杆 (切成 3~ m长 ) 5c、锯末和养猪场的猪粪作为原料，竹醋酸作为添加剂进行堆肥，原料性质见表 1草秸秆购自桂林市甲山乡 .稻收稿日期：2 0 0 5—0 6—2 1

基金项目：国家高技术研究发展计划 (6 )资助项目 (0 3 A0 00— 2 0 ) 83 20 A 616 0— 1作者简介：王敦球 (99一) 16,男，博士，副教授，环境工程专业 .Em i aguq@gt eue -a:w ndni l .d.n l u i e

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1 2实验方法 .

堆体的变化跟这两个堆体又有所不同，有机氮含本实验从 2 0 0 4—1 2 0— 9开始，量随着堆肥的进行逐渐增加，到一次发酵完成后，

12 1堆制方法 . .

采用好氧堆肥，堆肥周期 6 .其中第 1阶段采用有机氮的含量却开始慢慢减少.其原因是堆肥高 4d强制通风静态好氧堆肥，采用离心风机正压间歇温期有机质降解的较快引起有机氮含量的增加， 式供风，堆体呈圆锥形，堆高 1m,每隔 3 m覆在腐熟期，有机质降解的速度较慢，而有机氮随 0c

盖保温材料，外覆薄膜进行保温 .用锯末和秸杆着硝化作用的增强而减少，因此引起有机氮总体将物料含水率和 C N进行调整 ( 2,再喷洒不上的降低 ./表 )同浓度的竹醋酸进行堆肥 .堆肥 3d后开始强制通

风，根据堆体温度调节通风时间，各堆体的风量控制在 0 5m/ n . mi,两周后各堆体的风量控制在 02m/ n . mi .堆肥进行到第 3入第 2阶段，停 3d进

止通风，保持每周人工翻堆一次 .12 2采样及测定方法 . .测氮素的样品分别在第0 6 1、9 2、 0 4、 7 5、、2 1、4 3、0 4、4和 6 1d采样一次，在

^\ Z

堆体正中的左、中和右部位分别取样，后混合作然

2

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/暴忙一 l ( 2 酶O

l

为测试样品 .总 N N,、 H一、 O一 N N N按《土壤农业化学常规分析方法》的有关方法进行 .

3

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9

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2结果与讨论 2 1总氮和有机氮的变化情况 .

图 1不同堆体中总氮的变化 Fi.1 Ch n e o oa i i e e tpls g a g fttlN n df rn i e

图 1是不同堆体中总氮的变化情况 .随着堆肥的进行，总氮的含量呈现上升趋势；到堆肥结束后，各个堆体的总氮含量均略有增加，但是增幅并不是很大；增幅最大是 D一 4堆体，从开始时的 203 .6%增加到结束时的 24 5,其余堆体的 .0%总氮增加量都维持在较低的水平 .堆肥过程中总氮含量的增加，是由于在堆肥过程中有机物的矿

化分解、C O的损失以及水分的蒸发引起干物质的减少而造成的 .但是 D一 4堆体相比其它的堆体来说增加的较多，主要原因是添加了较高浓度的堆肥时间/ d

竹醋酸，高浓度的竹醋酸具有杀菌作用，导致该堆体在堆肥的过程中几乎没发生一系列的生化作用，从而造成氮素损失的最少 . 图 2是不同堆体中有机氮的变化情况 .在堆

图 2不同堆体中有机氮的变化Fg 2 Ch g fog i i ie e tpls i. n a e o ra c N n df r n i n e

2 2氨氮和硝氮的变化 .

从不同堆体中氨氮的变化情况 ( 3可以图 )

肥过程中，有机氮的变化跟总氮的变化有一定的看出，氨氮随着堆肥的进行而降低 .在堆肥初期，相似性，总体上来说都是随着堆肥的进行而略有

空白堆体氨氮含量比其它堆体的低，仅有 .9%增加，主要原因是在堆肥过程中有机质的降解比 002,主要原因是氨气挥发所引起的，而其余 氮素损失来的快，引起有机氮总体上的增加 .从堆体因为添加了竹醋酸，竹醋酸对氨气有吸收作图 2可知，增加幅度最大的还是 D一4堆体，从起用，造成了氨氮含量比空白堆体的高 .随着堆肥始的 196 . 1%增加到堆肥结束的 227;其次是的进行，氨氮的含量开始降低，并没有出现氨氮 .8% 4堆体， D一 3堆体，增加的幅度比 D一 4堆体稍慢，从起浓度上升的现象 .降低幅度最大的是 D一 .3% .7%始的 187增加到堆肥结束的 207 .而其余从开始的 0 12到 00 2,然后到堆肥结束为 .5% .3%

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止也没有太大的变化，含量为 003 .空白堆体含量也开始增加，到堆肥结束时，D一 .5% 2堆体中硝氨氮的含量一直下降的比较稳定，从起始的氮的含量比其余堆体的高，达到 0 17 .5%.其原因 00 2到结束时的 0 02 .一 .9% .4% D 3堆体的变化跟是在此竹醋酸浓度下对硝化反应有促进作用，导

D一 4堆体的变化比较相似，都是有一个较大的下致硝化作用增强、硝氮含量增加 .降，然后比较稳定，主要原因是这两个堆体添加 2 3总氮损失 .了较高浓度的竹醋酸 .一2堆体在开始时氨氮的 D氮素的损失主要通过 3个途径进行：①高的含量略有增加，后开始大幅度降低 .到堆肥结 p然 H值和高的堆肥温度造成的 N 出；②水溶性 H逸

束，堆体的含量相差不大，次是 002、含氮成分随渗滤液流失；③在缺氧条件下硝态氮各依 .% 40 0 0、. 5%、 . 8 . 6% 0 0 2 0 0%和 0 0 3 4 . 5%.

反硝化引起的 N 发 . O挥 在本次实验中，各堆体中的水分控制的较好，

在堆肥过程中没有发现渗滤液的产生，氮素不会通过渗滤液而损失 .在一次发酵阶段，堆体处于^\ Zl崎

4c Oc以上，硝化细菌无法生长，氨态

氮不会转化为硝态氮，反硝化损失的氮素也只是物料初始成分里的硝态氮，而物料里硝态氮的初始含量占总氮的含量不到 1,因此在一次发酵阶段，反硝化%不是氮损失的主要因素 .所以，氮素损失的原因一

Z

是有机氮不断转化为氨态氮，氨态氮的累积引

起 N,发，二是由于腐熟期反硝化引起 N H挥 O挥图 3不同堆体中氨氮的变化F g 3 Ch n eo mmo i n dfee tp ls i. a g fa na i i rn ie

发 .总氮损失按下式计算 J: 总氮损失 ( ) 0%=10—10x(始灰份 x后 0初堆

图 4是硝氮的变化情况图 .硝氮的变化情况氮含量 ) (/堆后灰份 x始氮含量 )起 . 跟氨氮正好相反，硝氮随着堆肥的进行而增加 . 从不同堆体中氮的损失情况 ( 3可以看表 )

在堆肥初期，硝氮的含量都很低，在空白堆体中出，空白堆体中氮的损失率明显高于其它堆体，D 、D一 2和 D一堆体中氮的损失率相差不大， 3 未检测出硝氮 . D一4堆体中硝氮的含量随着堆肥 1一

25 的进行开始上升，主要是因为该堆体的堆温一直与空白堆体损失率相比，分别减少了 1.%、19未超过 4c Oc,硝化作用导致了硝氮含量的增加 . 1.%和 l.%,说明竹醋酸在堆肥中吸收氨气 O1而其余堆体的硝氮含量在高温期都没有变化，主发生中和反应，减少了因氨态氮的累积而挥发的 H,有保氮的作用；但是 D一 4堆体中氮的损失要是高温抑制了硝化作用的发生 .到了堆肥腐熟 N

期，度开始下降，化作用开始增强，温硝硝氮的率最小，原因是高浓度竹醋酸具有杀菌的作用，抑制了堆肥中好氧微生物、硝化和反硝化菌的生 0. 6 1长，导致该堆体中没有发生微生物的作用，造成0. 2 1Z

堆肥未腐熟，不适合农用 .

3结束语 00 .8

Z

氮是土壤营养中的重要元素之一 .如果在堆表 3不同堆体中氮的损失Ta l Ni o e o s si i e n ls b e3 t g n lse n d r f r tpi e e%

00 .4

0

堆肥时间/ d 图 4不同堆体中硝

氮的变化Fg 4 Ch ng fntae i i ee tpi s i. a e o irt n d r n l f e

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肥中处理不当，氮素通过挥发和滤液的损失将占不仅肥效不高，而且还可能夺取土壤中的氮，破坏土壤营养平衡 .因此在堆肥过程中有必要采取一

[] J .土壤通报，20,3 ( ) 8 46 04 5 4:43— 8 .

J .竹很大的比例，而这种缺氮的堆肥在使用于土壤时，[]张文标，叶良明.竹醋液的组分分析[]子研究汇 2刊，2 0,2 (:7 0 1 0 4) 2—7 . 7

[]中国土壤学会农业专业委员会 .土壤农业化学常规分析 3方法[ .北京：科学出版社，18. M] 93 [] Ioo,M ym t k Sghr,e o. O o e o ai 4 nka i a u, uaaa a s k t 2 n fm r nc i g cntun f i e s cm ot poue aa[] osreto t rue o ps r cdi Jpn J . i s cy f s d nS i S iPa tNu ol c l Ⅱ, 1 7 n 9 9,25: 2 5—2 4. 2 3

定的措施，减少氮素的损失 . ( )在本次实验中，堆肥物料在 1 20 1:00、1:

10和1 10浓度的竹醋酸作用下，比空白堆体 50: 00

rn i os f t gnu o o ns d gcm t g nr d o i的氮素损失分别减少了 1.%、1.%和 1.%,[]Mat sO.Ls o ioeoscmpud un o psn 25 01 19 5

说明其具有一定的保氮作用；( ) 150度的竹醋酸有杀菌作用，因此在 2:0浓堆肥中不适宜使用，但可以考虑在堆肥腐熟期使用，抑制硝化和反硝化作用的发生，有利于减少氮素损失，从而提高堆肥肥效 .

o ia w s s[] i e uc eho g,19,4: f nm l at J .Bo s reTcnl y 92 2 a e ro o1 3—1 1 0 1.

[]Snhz Moeeo R i A, a ds 6 Oce— ndr M A, o Pr e C,eo. Nt- g e t2 io rg n ta som ain d rngog ncwa t o o

si yte Ru— e r n fr to u i r a i s e c mp t ngb h t

g r y tm d i f c i p E n t r f ec m— e ss s e a t e e t ol H, C a d maui o t o n s s y t h

o tgmx rs J . i eor eho g psn iue[] B rsu eT cnl,20,7: i t o c o y 0 1 83 01—3 . 08

参考文献：[]李吉进，郝晋珉.添加剂在猪粪堆肥过程中的作用研究 1

Nir g n c n e v to i o p si wi e wa t y ba b o v n g r t o e o s r a i n n c m o tng s n se b m o i e a

WA G D nqu,Z N u nf g,Z O H a,P N S e g,Z A n N u—i E G Q a— n 2 U u A h n H O Mi a ( . eat n o e uc n ni n etl n ier g,G inU i rt cn l y u i 4 0 4, 1D p r tfR s r a dE v o m na gnei me o e r E n ul nv syo T h oo,G in5 10 i ei f e g l

C i;2 Sa Tan g C ne, ea m n C nt co G a g i a n g5 0 0 hn a . t rii et D p r t o o s ut no u n x,N n i 3 0 6,C i; f n r t e f r i f n hn a3 H a q a e oRvr F u a e P o c,G inMu ip ly G in5 1 0,C ia . ed u r r o T i s& o r ks r et ul n i i, ul 4 0 2 hn ) t sf w e L j i c at iAb t ac s r t:Th n io e e vr nme t lp o l ms i h e e o me t o n ma u b n r e o r a l o e n d b n a r b e n t e d v lp n fa i lh s a d y b c me g e t c nc r e y y

t e s c ey h o it .C mp si g h r d t n rf i h n,i u e o r ai g t e a i l u b n r s s. B t o o t,t e t i o a c at n C i a s s d f rt t n ma s a d wa t n a i l e n h h y

e u h i o e u r n n t e ma ei s e e a y o ti o o t .Ni o e u r n n c mp si g s o l e t e n t g n n t e ti h tr s i g n r l ls n c mp sig r i l a l n t g n n t e ti o o t h u d b r i nk p o i r v he q a i fc mp si g Th ttc a r bi o o tn y tm s b i y b mbo i e a e t t mp o e t u t o o o tn . l y e sai e o c c mp si g s se i u h b a o v n g r, s a,s wd ta d s n se.Cha g s o o a to e r tw a us n wi e wa t n e fttlni g n,o g n c n to e r r a i ir g n,a mmo i i og n a d ni ae ni n a nt e n t t— r r r g n i o o t nay e o su i e e tba o i e a o c n r to s o o o tn .T n tc to e n c mp si g a e a l z d t t dy d f r n mb o vn g rc n e tain n c mp si g h e a a yi n r f l

r s h f h o o t g at r mau a in s o h tt e p o e o c n r t n o a o i e a a c ee a e e u so e c mp si e t rt h w t a h r p r c n e t i fb mb o vn g c n a c lr t t n f o ao rt e a tv to fmir o g n s h ci ain o c o r a im.W h n t xng wih dfe e tb mbo i e a sb i g 1 2 0 1 1 0 a d 1: e he mi i t i r n a f o v n g r e n : 0 0,: 0 5 n 10 0 0, i c n rdu e t e N—o s sb 2. t a e c h ls e y 1 5%,1 1 0.% a d 1 . n 1 9%,r s e tv l e p c iey. Ke r y wo ds:s n se; c mp sig; n to e wi e wa t o ot n i g n; b mb o vne a r a o i g r