• ISSN 1008-505X
  • CN 11-3996/S

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

低蛋白饲喂技术对猪粪好氧堆肥腐熟度的影响

徐张义 赵帅翔 马东立 张卫峰

引用本文:
Citation:

低蛋白饲喂技术对猪粪好氧堆肥腐熟度的影响

    作者简介: 徐张义 E-mail:1293026311@qq.com;
    通讯作者: 张卫峰, E-mail:wfzhang@126.com
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2016YFD0201303);作物专用肥料与精准施肥技术研究(201805510310801)。

Effects of low protein feeding technology on maturity of the pig manure composting

    Corresponding author: ZHANG Wei-feng, E-mail:wfzhang@126.com
  • 摘要:   【目的】  猪粪由于产生量大、碳氮比低、水分含量高等导致储存处理难度较大,好氧堆肥处理猪粪因原料所提供微生物活动环境较差,导致堆肥效率低下。低蛋白饲喂技术在不影响猪生长发育的同时降低了饲料中的氮投入,可以显著改变猪粪的养分组成。本研究通过多种有机肥腐熟指标判定,分析低蛋白含量日粮饲喂的猪粪通过不同堆肥方式是否可快速有效地达到腐熟,并符合安全施用标准。  【方法】  动物试验选取初始体重为60 kg的去势公猪72头,分高、低蛋白饲喂两个处理,每个处理6次重复,每个重复6头猪。试验饲料均适应喂养7天后,开始收集粪便,收粪期为60天。堆肥试验共设4个处理,分别是高蛋白饲喂静态堆肥 (MH)、低蛋白饲喂静态堆肥 (ML)、高蛋白饲喂好氧堆肥 (CH)、低蛋白饲喂好氧堆肥 (CL),堆肥周期为14天。监测了堆肥过程中堆体温度和碳、氮含量等指标,并测定堆肥处理的小白菜种子发芽指数 (GI)。  【结果】  以堆肥过程中高温持续时间、堆肥NH4+-N含量、T值 (堆肥结束C/N与堆肥初始C/N的比值) 和GI (小白菜种子发芽指数) 4项为腐熟判断指标,在14天堆肥周期内,高蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆肥情况下 (MH),高温持续时间为0天,NH4+-N含量为0.43 g/kg、T值为0.91、GI指数为0,未能达到腐熟标准;高蛋白饲喂产生的猪粪堆肥在好氧堆肥条件下 (CH),高温持续时间为5天,NH4+-N含量为0.33 g/kg、T值为0.70、GI指数为0.31,T值和GI值均未能达到腐熟标准;低蛋白饲喂产生的猪粪,在静态堆肥中 (ML) 高温持续时间为0 天,NH4+-N含量为0.54 g/kg、T值为0.81、GI指数为0.25,均未能达到腐熟标准;而在好氧堆肥 (CL) 中,高温持续时间为6天,NH4+-N含量0.14 g/kg、T值为0.57、GI指数为0.96,均达到腐熟标准。  【结论】  高蛋白饲养产生的猪粪在静态和好样发酵条件下堆放14天,都不能完全腐熟。低蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆放条件下,堆肥14天也不能达到腐熟标准。而低蛋白饲养产生的猪粪在好样条件下,可以在堆放14天时达到腐熟,因为低蛋白饲喂技术使猪粪碳氮比提高了约15%,高温发酵时长延长了40%,极大提高了猪粪短时间内的腐熟程度。因此,在循环农业中,通过上游低蛋白饲喂技术可促进下游猪粪的快速处理和循环利用。
  • 图 1  饲喂–堆肥试验流程

    Figure 1.  Feeding-composting test process

    图 2  堆肥过程中肥堆温度的变化

    Figure 2.  Change of temperature during composting

    图 3  堆肥过程中pH的变化

    Figure 3.  Change of pH during composting

    图 4  堆肥过程中全氮含量的变化

    Figure 4.  Change of total nitrogen content during composting

    图 5  堆肥过程中铵态氮含量变化

    Figure 5.  Change of NH4+-N content during composting

    图 6  堆肥过程中硝态氮含量变化

    Figure 6.  Change of NO3-N content during composting

    图 7  堆肥过程中碳氮比的变化

    Figure 7.  Change of C/N during composting

    图 8  不同堆肥处理小白菜种子发芽指数

    Figure 8.  The germination index(GI) of Chinese cabbage seeds with different compost treatments

    表 1  日粮组成 (%,饲喂基础)

    Table 1.  Dietary composition (%,as-fed basis)

    成分
    Component
    高蛋白配方
    High protein formula
    低蛋白配方
    Low protein formula
    玉米Corn68.0081.85
    豆粕Soybean meal16.803.85
    麦麸Wheat bran12.0010.00
    磷酸氢钙CaH2PO40.901.20
    石粉Stone powder0.900.80
    三氧化二铬Cr2O30.300.30
    食盐Salt0.300.30
    赖氨酸L-Lysine·HCl0.300.75
    苏氨酸Threonine0.25
    色氨酸Tryptophan0.10
    蛋氨酸Methionine0.10
    预混料Premix0.500.50
    总计Total100100
    注(Note):1 kg 全价饲粮含有:维生素 A 5512 IU; 维生素 D3 2200 IU; 维生素 E 30 IU; 维生素 K3 2.2 mg; 维生素 B12 27.6 μg; 维生素 B2 4.0 mg; 泛酸 14.0 mg; 烟酸 30.0 mg; 胆碱 400.0 mg; 叶酸 0.7 mg; 硫胺素 1.5 mg; 维生素 B6 3.0 mg; 生物素 44.0 μg; 锰 40.0 mg; 铁 75.0 mg; 锌 75.0 mg; 铜 100.0 mg; 碘 0.3 mg; 硒 0.3 mg。1 kg complex feed containing: vitamin A 5512 IU, vitamin D3 2200 IU, vitamin E 30 IU, vitamin K3 2.2 mg, VB12 27.6 μg, VB2 4.0 mg, pantothenic acid 14.0 mg, niacine 30.0 mg, choline 400.0 mg, folvite 0.7 mg, thiamine 1.5 mg, VB6 3.0 mg, biotin 44.0 μg, Mn 40.0 mg, Fe 75.0 mg, Zn 75.0 mg, Cu 100.0 mg, I 0.3 mg and Se 0.3 mg.
    下载: 导出CSV

    表 2  堆肥原料主要理化性质

    Table 2.  Physical and chemical properties of composting raw materials

    原材料
    Raw material
    含水率 (%)
    Moisture
    pH总有机碳 (g/kg)
    TOC
    总氮(g/kg)
    Total N
    总磷(g/kg)
    Total P
    碳氮比
    C/N
    高蛋白饲喂猪粪
    Manure of high protein feeding pig
    84.248.96403.5931.9817.0112.62
    低蛋白饲喂猪粪
    Manure of low protein feeding pig
    74.639.36331.0421.8816.8315.13
    木炭渣Charcoal0.127.78528.192.620.05201.60
    蛭石Vermiculite0.007.220.150.000.00
    下载: 导出CSV

    表 3  不同堆肥处理因素设计

    Table 3.  Experimental design for different treatments

    处理
    Treatment
    鲜猪粪
    Fresh pig manure (kg)
    添加剂占鲜猪粪质量百分比 (%)
    Percentage of additives to fresh pig manure
    翻堆频率 (d)
    Turning frequency
    初始物料碳氮比
    Initial C/N
    VT菌剂
    VT microbes
    木炭渣
    Charcoal
    蛭石
    Vermiculite
    MH475000012.62
    ML475000015.13
    CH475125220.23
    CL475125223.08
    注(Note):MH—高蛋白饲喂静态堆肥 High protein feeding static compost; ML—低蛋白饲喂静态堆肥 Low protein feeding static compost; CH—高蛋白饲喂好氧堆肥 High protein feeding aerobic compost; CL—低蛋白饲喂好氧堆肥 Low protein feeding aerobic compost.
    下载: 导出CSV
  • [1] 王建华, 陶君颖, 陈璐. 养殖户畜禽废弃物资源化处理方式及影响因素研究[J]. 中国人口·资源与环境, 2019, 29(5): 127–137. Wang J H, Tao J Y, Chen L. Resource utilization method and influencing factors of farmers’ behaviors towards livestock and poultry waste[J]. China Population, Resources and Environment, 2019, 29(5): 127–137.
    [2] 张涛. 低蛋白质日粮与生猪养殖业的可持续发展[J]. 饲料广角, 2018, (2): 34–37. Zhang T. Low protein diet and sustainable development of pig breeding industry[J]. Feed Wide Angle, 2018, (2): 34–37. doi:  10.3969/j.issn.1002-8358.2018.02.015
    [3] 王志国, 李辉信, 岳明灿, 等. 中国畜禽粪尿资源及其替代化肥潜力分析[J]. 中国农学通报, 2019, 35(26): 121–128. Wang Z G, Li H X, Yue M C, <italic>et al</italic>. Livestock manure resources and their replace potential fertilizer in China[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2019, 35(26): 121–128. doi:  10.11924/j.issn.1000-6850.casb18030147
    [4] 王倩. 畜禽养殖业固体废弃物资源化及农用可行性研究[D]. 济南: 山东师范大学博士学位论文, 2007.

    Wang Q. Study on livestock solid waste resource recovery and its agricultural feasibility[D]. Shandong: PhD Dissertation of Shandong Normal University, 2007.
    [5] 李国学, 李玉春, 李彦富. 固体废物堆肥化及堆肥添加剂研究进展[J]. 农业环境科学学报, 2003, 22(2): 252–256. Li G X, Li Y C, Li Y F. Research progress of solid waste composting and composting additives[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2003, 22(2): 252–256. doi:  10.3321/j.issn:1672-2043.2003.02.034
    [6] 罗一鸣, 张丽丽, 吴迪梅, 等. VT菌剂对规模养猪场粪便高温堆肥腐熟进程的影响[J]. 环境工程, 2015, 33(S1): 610–614. Luo Y M, Zhang L L, Wu D M, <italic>et al</italic>. Effect of VT microbe on high-temperature composting process of pig manure[J]. Environmental Engineering, 2015, 33(S1): 610–614.
    [7] 李荣华, 张广杰, 秦睿, 等. 粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中养分转化研究[J]. 农业机械学报, 2012, 43(4): 100–105. Li R H, Zhang G J, Qin R, <italic>et al</italic>. Nutrient transformation during swine manure co-composting with flyash under aerobic conditions[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(4): 100–105. doi:  10.6041/j.issn.1000-1298.2012.04.020
    [8] 李荣华, 张广杰, 张增强, 等. 添加木炭改善猪粪稻壳好氧堆肥工艺及质量[J]. 农业工程学报, 2014, 30(16): 230–238. Li R H, Zhang G J, Zhang Z Q, <italic>et al</italic>. Improving pig manure and rice husk compost technology and quality by wood charcoal addition[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(16): 230–238. doi:  10.3969/j.issn.1002-6819.2014.16.030
    [9] He Z, Lin H, Hao J, <italic>et al</italic>. Impact of vermiculite on ammonia emissions and organic matter decomposition of food waste during composting[J]. Bioresource Technology, 2018, 263: 548–554. doi:  10.1016/j.biortech.2018.05.031
    [10] 岳隆耀, 谯仕彦. 低蛋白补充合成氨基酸日粮对仔猪氮排泄的影响[J]. 饲料与畜牧, 2007, (3): 10–12. Yue L Y, Qiao S Y. Effect of low protein supplementation of synthetic amino acid diet on nitrogen excretion in piglets[J]. Feed and Livestock, 2007, (3): 10–12. doi:  10.3969/j.issn.1006-6314-B.2007.03.003
    [11] 鲁宁, 易学武, 谯仕彦. 低蛋白日粮下赖氨酸水平对生长猪氮平衡和生长性能的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2011, 47(5): 34–38. Lu N, Yi X W, Qiao S Y. Effects of dietary lysine levels on nitrogen balance and growth performance of growing pigs fed low protein diets supplemented with crystalline amino acids[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2011, 47(5): 34–38.
    [12] 邓冲, 晏志华, 方熊, 等. 低蛋白日粮添加氨基酸对猪粪氮磷排泄的影响[J]. 养殖与饲料, 2015, (1): 46–48. Deng C, Yan Z H, Fang X, <italic>et al</italic>. Effect of amino acid addition to low protein diet on nitrogen and phosphorus excretion in pig manure[J]. Breeding and Feed, 2015, (1): 46–48. doi:  10.3969/j.issn.1671-427X.2015.01.017
    [13] Kerr B J, Ziemer C J, Trabue S L, <italic>et al</italic>. Manure composition of swine as affected by dietary protein and cellulose concentrations[J]. Journal of Animal Science, 2006, 84(6): 1584–1592. doi:  10.2527/2006.8461584x
    [14] GB7959-87. 粪便无害化卫生标准[S].

    GB7959-87. Standard for harmless feces[S].
    [15] 霍培书, 陈雅娟, 程旭艳, 等. 添加VT菌剂和有机物料腐熟剂对堆肥的影响[J]. 环境工程学报, 2013, 7(6): 2339–2343. Huo P S, Chen Y J, Cheng X Y, <italic>et al</italic>. Effect of inoculating VT microbes and organic matter-decomposing inoculant on high-temperature aerobic composting[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2013, 7(6): 2339–2343.
    [16] Bernal M P, Paredes C, Sánchez-Monedero M A, <italic>et al</italic>. Maturity and stability parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes[J]. Bioresource Technology, 1998, 63(1): 91–99. doi:  10.1016/S0960-8524(97)00084-9
    [17] 张鸣, 高天鹏, 刘玲玲, 等. 麦秆和羊粪混合高温堆肥腐熟进程研究[J]. 中国生态农业学报, 2010, 18(3): 566–569. Zhang M, Gao T P, Liu L L, <italic>et al</italic>. Process of high-temperature compost of sheep manure with addition of wheat straw[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2010, 18(3): 566–569.
    [18] 李季, 彭生平. 堆肥工程实用手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2011.

    Li J, Peng S P. Practical manual of composting engineering[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2011.
    [19] 孙向平. 不同控制条件下堆肥过程中腐殖质的转化机制研究[D]. 北京: 中国农业大学博士学位论文, 2013.

    Sun X P. The humus transformation mechanism research during composting under different controlled conditions[D]. Beijing: PhD Dissertation, China Agricultural University, 2013.
    [20] 胡伟, 有机固废好氧发酵过程中的pH变化与原材料性质对产物pH的影响[D]. 江苏: 扬州大学硕士学位论文, 2017.

    Hu W, Changes of pH in the aerobic fermentation process of organic solid waste and effects of raw material on product pH[D]. Jiangsu: MS Thesis of Yangzhou University, 2017.
    [21] 薛兆骏, 彭永臻, 王鹏鹞, 等. 自发热持续高温好氧堆肥碳、氮、腐殖酸变化过程[J]. 中国环境科学, 2018, 38(11): 4094–4098. Xue Z J, Peng Y Z, Wang P Y <italic>et al</italic>. The transformation regularities of carbon, nitrogen and humic acid during high temperature aerobic composting process[J]. China Environmental Science, 2018, 38(11): 4094–4098. doi:  10.3969/j.issn.1000-6923.2018.11.013
    [22] 陈雅娟, 霍培书, 韩卉, 等. 鸡粪锯末好氧堆肥过程中硝化细菌动态变化[J]. 中国农业大学学报, 2014, 19(2): 100–107. Chen Y J, Huo P S, Han H, <italic>et al</italic>. Dynamic changes of nitrifying bacteria during aerobic composting of chicken manure sawdust[J]. Journal of China Agricultural University, 2014, 19(2): 100–107.
    [23] 吴传栋. 基于碳源调控的污泥堆肥氮素转化及氨同化作用机制研究[D]. 黑龙江: 哈尔滨工业大学博士学位论文, 2018.

    Wu C D. Study on nitrogen transformation and ammonia assimilation during sewage sludge composing based on carbon source control[D]. Heilongjiang: PhD Dissertation of Harbin Institute of Technology, 2018.
    [24] 张鹤, 李孟婵, 杨慧珍, 等. 不同碳氮比对牛粪好氧堆肥腐熟过程的影响[J]. 甘肃农业大学学报, 2019, 54(1): 60–67. Zhang H, Li M C, Yang H Z, <italic>et al</italic>. Effects of different carbon and nitrogen ratios on decayed process of aerobic composting of cow dung[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2019, 54(1): 60–67.
    [25] 秦莉, 沈玉君, 李国学, 等. 不同C N比堆肥碳素物质变化规律研究[J]. 农业环境科学学报, 2010, 29(7): 1388–1393. Qin L, Shen Y J, Li G X, <italic>et al</italic>. C matter change of composting with different C/N[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2010, 29(7): 1388–1393.
    [26] 汤江武, 吴逸飞, 薛智勇, 等. 畜禽固弃物堆肥腐熟度评价指标的研究[J]. 浙江农业学报, 2003, (5): 23–26. Tang J W, Wu Y F, Xue Z Y. Study on evaluation index of maturity of livestock and poultry solid wastes[J]. Journal of Zhejiang Agriculture, 2003, (5): 23–26.
  • [1] 郭校伟潘军晓张济世徐张义马东立崔振岭 . 好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6): 1025-1034. doi: 10.11674/zwyf.19407
    [2] 孙娜王丽英孙焱鑫邹国元黄绍文 . 猪粪和秸秆替代部分化肥提高番茄营养品质及挥发性风味物质种类和数量. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6): 1106-1116. doi: 10.11674/zwyf.19372
    [3] 徐荣朱凌宇王守红张家宏王桂良寇祥明唐鹤军韩光明吴雷明毕建花 . 牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的机理. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6): 1165-1178. doi: 10.11674/zwyf.19295
    [4] 薛卫胡雪娇韦中梅新兰陈行健徐阳春 . 基于卷积神经网络的堆肥腐熟度预测. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(11): 1977-1988. doi: 10.11674/zwyf.18477
    [5] 魏文静李廷轩张锡洲 . 矿山生态型水蓼对施用猪粪土壤中磷的吸取净化效果. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(7): 1166-1172. doi: 10.11674/zwyf.18282
    [6] 聂二旗郑国砥高定刘晓燕 . 适量通风显著降低鸡粪好氧堆肥过程中氮素损失. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(10): 1773-1780. doi: 10.11674/zwyf.18432
    [7] 尹晓明王荣江徐潇潇曹云 . 猪粪堆肥过程中养分和重金属含量的动态变化. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(2): 254-263. doi: 10.11674/zwyf.18044
    [8] 董艳芳黄景李伏生王楷方泽涛刘靖雯黄忠华罗维钢 . 不同灌溉模式和施氮处理下稻田 CH4 和 N2O 排放. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(3): 578-588. doi: 10.11674/zwyf.16437
    [9] 李帆钱坤武际万水霞蒋光月朱宏斌 . 过磷酸钙用量对猪粪堆肥过程及磷形态变化的影响. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(4): 1037-1044. doi: 10.11674/zwyf.16284
    [10] 荣勤雷梁国庆周卫刘东海王秀斌孙静文李双来胡诚 . 不同有机肥对黄泥田土壤培肥效果及土壤酶活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(5): 1168-1177. doi: 10.11674/zwyf.2014.0513
    [11] 张健关连珠 . 猪粪中3种四环素类抗生素在土壤中的动态变化及降解途径. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(3): 727-732. doi: 10.11674/zwyf.2013.0324
    [12] 解开治徐培智张发宝唐拴虎顾文杰黄旭蒋瑞萍卢钰升 . 鸡粪好氧堆肥过程中氨氧化古菌群落结构的动态变化. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(6): 1487-1494. doi: 10.11674/zwyf.2012.12159
    [13] 顾文杰张发宝徐培智解开治唐拴虎 . 堆肥反应器中硫磺对牛粪好氧堆肥的保氮效果研究. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(1): 224-230. doi: 10.11674/zwyf.2011.0131
    [14] 陕红刘荣乐李书田 . 施用有机物料对土壤镉形态的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(1): 136-144. doi: 10.11674/zwyf.2010.0120
    [15] 倪治华薛智勇 . 猪粪堆制过程中主要酶活性变化. 植物营养与肥料学报, 2005, 11(3): 406-411. doi: 10.11674/zwyf.2005.0321
    [16] 孙晓华罗安程仇丹 . 微生物接种对猪粪堆肥发酵过程的影响. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(5): 557-560. doi: 10.11674/zwyf.2004.0521
    [17] 张晋京窦森 . 施用猪粪对棕壤富里酸结构特征的影响. 植物营养与肥料学报, 2003, 9(1): 75-80. doi: 10.11674/zwyf.2003.0114
    [18] 张亚丽沈其荣王兴兵孙兆海 . 猪粪和稻草对铬污染黄泥土生物活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(4): 488-492. doi: 10.11674/zwyf.2002.0421
    [19] 陈梅陈亚华沈振国沈其荣 . 猪粪对红壤铝毒的缓解效应. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2): 173-176. doi: 10.11674/zwyf.2002.0208
    [20] 王岩张莹沈其荣史瑞和黄东迈 . 施用有机、无机肥后土壤微生物量、固定态铵的变化及其有效性研究. 植物营养与肥料学报, 1997, 3(4): 307-314. doi: 10.11674/zwyf.1997.0404
  • 加载中
图(8)表(3)
计量
  • 文章访问数:  199
  • HTML全文浏览量:  114
  • PDF下载量:  9
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-28
  • 网络出版日期:  2020-09-23
  • 刊出日期:  2020-08-31

低蛋白饲喂技术对猪粪好氧堆肥腐熟度的影响

    作者简介:徐张义 E-mail:1293026311@qq.com
    通讯作者: 张卫峰, wfzhang@126.com
  • 1. 中国农业大学资源与环境学院,北京 100193
  • 2. 中国农业大学动物科技学院,北京 100193
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2016YFD0201303);作物专用肥料与精准施肥技术研究(201805510310801)。
  • 摘要:   【目的】  猪粪由于产生量大、碳氮比低、水分含量高等导致储存处理难度较大,好氧堆肥处理猪粪因原料所提供微生物活动环境较差,导致堆肥效率低下。低蛋白饲喂技术在不影响猪生长发育的同时降低了饲料中的氮投入,可以显著改变猪粪的养分组成。本研究通过多种有机肥腐熟指标判定,分析低蛋白含量日粮饲喂的猪粪通过不同堆肥方式是否可快速有效地达到腐熟,并符合安全施用标准。  【方法】  动物试验选取初始体重为60 kg的去势公猪72头,分高、低蛋白饲喂两个处理,每个处理6次重复,每个重复6头猪。试验饲料均适应喂养7天后,开始收集粪便,收粪期为60天。堆肥试验共设4个处理,分别是高蛋白饲喂静态堆肥 (MH)、低蛋白饲喂静态堆肥 (ML)、高蛋白饲喂好氧堆肥 (CH)、低蛋白饲喂好氧堆肥 (CL),堆肥周期为14天。监测了堆肥过程中堆体温度和碳、氮含量等指标,并测定堆肥处理的小白菜种子发芽指数 (GI)。  【结果】  以堆肥过程中高温持续时间、堆肥NH4+-N含量、T值 (堆肥结束C/N与堆肥初始C/N的比值) 和GI (小白菜种子发芽指数) 4项为腐熟判断指标,在14天堆肥周期内,高蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆肥情况下 (MH),高温持续时间为0天,NH4+-N含量为0.43 g/kg、T值为0.91、GI指数为0,未能达到腐熟标准;高蛋白饲喂产生的猪粪堆肥在好氧堆肥条件下 (CH),高温持续时间为5天,NH4+-N含量为0.33 g/kg、T值为0.70、GI指数为0.31,T值和GI值均未能达到腐熟标准;低蛋白饲喂产生的猪粪,在静态堆肥中 (ML) 高温持续时间为0 天,NH4+-N含量为0.54 g/kg、T值为0.81、GI指数为0.25,均未能达到腐熟标准;而在好氧堆肥 (CL) 中,高温持续时间为6天,NH4+-N含量0.14 g/kg、T值为0.57、GI指数为0.96,均达到腐熟标准。  【结论】  高蛋白饲养产生的猪粪在静态和好样发酵条件下堆放14天,都不能完全腐熟。低蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆放条件下,堆肥14天也不能达到腐熟标准。而低蛋白饲养产生的猪粪在好样条件下,可以在堆放14天时达到腐熟,因为低蛋白饲喂技术使猪粪碳氮比提高了约15%,高温发酵时长延长了40%,极大提高了猪粪短时间内的腐熟程度。因此,在循环农业中,通过上游低蛋白饲喂技术可促进下游猪粪的快速处理和循环利用。

    English Abstract

    • 近年来,我国养殖业快速发展,但粪便管理滞后带来严重环境问题。据报道,目前我国每年畜禽粪污产生量约38亿t,其中40%未得到有效处理与利用[1]。大量粪污直接排放不仅污染大气、土壤和水源,还造成病菌的传播,对人畜健康造成威胁,严重制约了我国养殖产业的绿色发展[2]。尤其作为养猪大国,我国猪粪年生产量约占畜禽粪尿产生量的20.10%[3]。由于猪粪产生量大、碳氮比低和水分含量高等原因,猪粪的处理难度最大。畜禽粪尿是优良的肥料,在化肥零增长的背景下,畜禽粪尿作为有机肥还田具有重大意义。通过肥料化处理猪粪是养殖业可持续发展的重要议题,将猪粪加工为高质量的有机肥还田,也是种植业可持续发展的重大需求。

      好氧堆肥是处理养殖粪污的重要途径之一,可实现粪污的无害化、资源化和减量化,也作为高质量有机肥提高土壤质量,有利于循环农业的实现[4]。从本质上说,好氧堆肥是有氧条件下微生物 (细菌、真菌和放线菌) 降解转化有机物的生物化学过程,受温度、水分、碳氮比 (C/N) 、pH等多种因素综合影响[5]。但通常情况下,因为没能为堆肥微生物提供良好的活动条件,常常导致堆肥效率低、氮素损失严重,影响堆肥质量与产业效益。为此,目前许多研究已集中在堆肥效率提升和氮素损失控制两方面。例如,罗一鸣等[6]在研究猪粪堆肥时发现添加0.2%的VT菌剂可有效促进堆肥前中期反应,加快有机物料分解和水分散失速率,与未添加VT菌剂处理相比,堆肥过程有效积温提高12%,水分散失速率提高46%。李荣华等[7-8]通过添加粉煤灰和木炭渣来调节堆体C/N,可显著提高猪粪堆肥微生物活性,促进堆肥快速腐熟。He等[9]在厨余垃圾堆肥过程中添加10%蛭石,显著改良堆体结构、吸附铵态氮并延长堆体高温反应时间,加快有机质分解,与未添加蛭石处理相比,氮素减排达26.4%。虽然关于堆肥效率提升和氮素损失控制目前已有大量报道,但绝大多数聚焦在堆肥过程的调控环节中,很少关注上游饲喂环节改良对下游粪便堆肥效率的影响。

      养殖场上游饲喂调控会影响动物粪便原料的属性,进而影响堆肥效率。前人在保证生猪正常生长的前提下进行了大量试验研究,例如,岳隆耀等[10]在降低1%日粮蛋白基础上补充合理氨基酸,降低了8.4%的猪粪氮。鲁宁等[11]通过调节可消化氨基酸和粗蛋白水平,使猪粪氮排泄量减少了46%。邓冲等[12]在饲喂由赖氨酸和蛋氨酸配制的低蛋白质日粮后,猪粪氮磷含量分别减少了49%与23%,N/P降低了34.6%。Kerr等[13]通过降低2.5%的日粮蛋白提升了7%猪粪C/N。这些研究虽然证实了饲喂调控会导致粪便性质的变化,但很少与下游的粪便腐熟效率相关联。

      堆肥产品腐熟程度的评价涉及多方面指标,包括温度、NH4+-N含量、NH4+-N/NO3-N、T值 (堆肥结束C/N值/堆肥初始C/N值)、GI值等。例如,《粪便无害化卫生标准》规定[14],堆肥过程必须在55℃以上持续发酵时间大于3天或在50℃以上持续发酵时间达到5~7天,才能确保杀灭粪便中的致病菌和寄生虫卵,保证堆肥的卫生指标合格和腐熟。霍培书等[15]研究指出堆肥中的NH4+-N含量要低于0.4 g/kg才可达到腐熟要求。Bernal等[16]则认为只有NH4+-N/NO3-N的值低于0.16时,才能认为堆肥已经完全腐熟,过高会导致堆肥速效氮含量降低。张鸣等[17]研究表明T值 < 0.6时可以认为堆肥已经腐熟。李季等[18]认为经堆肥处理的小白菜种子发芽指数达到80%时,堆肥可以认为达到腐熟。

      通过上游饲喂调控提高下游粪便堆肥效率,有利于减少堆肥前期准备强度 (例如高碳物料的添加)、降低处理成本。更重要的是,可将上游动物营养管理与下游粪便管理有机联系起来,充分发挥养殖场粪便全链条管理的协同效应。因此,本研究首先开展了不同蛋白水平的生猪饲喂试验,然后再分别以不同蛋白水平饲喂下的猪粪为原料,在工厂尺度上开展好氧堆肥试验,以期为通过上游动物营养管理影响下游粪便堆肥效率提供科学依据。

      • 饲喂试验所用饲料购于北京同力兴科农业科技有限公司,堆肥试验猪粪源自饲喂试验收集,木炭渣取自该试验养殖基地,用于增加堆体孔隙度与调节物料碳氮比;蛭石购于乾鑫加工厂;微生物菌剂为VT菌剂,购于北京沃土天地生物科技有限公司。原材料的基本性状见表1

        表 1  日粮组成 (%,饲喂基础)

        Table 1.  Dietary composition (%,as-fed basis)

        成分
        Component
        高蛋白配方
        High protein formula
        低蛋白配方
        Low protein formula
        玉米Corn68.0081.85
        豆粕Soybean meal16.803.85
        麦麸Wheat bran12.0010.00
        磷酸氢钙CaH2PO40.901.20
        石粉Stone powder0.900.80
        三氧化二铬Cr2O30.300.30
        食盐Salt0.300.30
        赖氨酸L-Lysine·HCl0.300.75
        苏氨酸Threonine0.25
        色氨酸Tryptophan0.10
        蛋氨酸Methionine0.10
        预混料Premix0.500.50
        总计Total100100
        注(Note):1 kg 全价饲粮含有:维生素 A 5512 IU; 维生素 D3 2200 IU; 维生素 E 30 IU; 维生素 K3 2.2 mg; 维生素 B12 27.6 μg; 维生素 B2 4.0 mg; 泛酸 14.0 mg; 烟酸 30.0 mg; 胆碱 400.0 mg; 叶酸 0.7 mg; 硫胺素 1.5 mg; 维生素 B6 3.0 mg; 生物素 44.0 μg; 锰 40.0 mg; 铁 75.0 mg; 锌 75.0 mg; 铜 100.0 mg; 碘 0.3 mg; 硒 0.3 mg。1 kg complex feed containing: vitamin A 5512 IU, vitamin D3 2200 IU, vitamin E 30 IU, vitamin K3 2.2 mg, VB12 27.6 μg, VB2 4.0 mg, pantothenic acid 14.0 mg, niacine 30.0 mg, choline 400.0 mg, folvite 0.7 mg, thiamine 1.5 mg, VB6 3.0 mg, biotin 44.0 μg, Mn 40.0 mg, Fe 75.0 mg, Zn 75.0 mg, Cu 100.0 mg, I 0.3 mg and Se 0.3 mg.
      • 于2017年4月17日至5月17日开展试验,试验地点为河北省丰宁县国家饲料工程技术研究中心动物试验丰宁基地 (E116.6°、N41.2°)。选取初始体重为60 kg的去势公猪72头,单笼饲养,分别放入不锈钢代谢笼,试验采用完全随机区组设计,包含1个高蛋白饲喂组和1个低蛋白饲喂组,共2个处理,每处理6个重复,每重复6头猪。试验日粮均适应喂养7天后,开始收集粪便,收粪期为60 天。

      • 试验时间为2017年5月17日至6月2日,共14天。试验地点为河北省丰宁县国家饲料工程技术研究中心动物试验丰宁基地 (E116.6°、N41.2°)。试验在养殖基地的堆肥场地上进行,高蛋白饲喂为养殖基地普通饲料配方,低蛋白饲喂为前人研究所得减少蛋白投入的优化配方,配方蛋白含量分别为15.66%和11.66% (表1)。高蛋白饲喂和低蛋白饲喂产生的粪便分别在静态和好氧条件下堆肥,共形成4个处理,分别简称为高蛋白饲喂静态堆肥 (MH)、低蛋白饲喂静态堆肥 (ML)、高蛋白饲喂好氧堆肥 (CH)、低蛋白饲喂好氧堆肥 (CL)。各处理初始猪粪原料湿重质量均为475 kg,每个处理重复3次。静态堆肥模式无填充料、不添加菌剂、不翻抛。好氧堆肥添加1% VT菌剂、2%木炭渣和5%蛭石 (按物料鲜重计算)。翻堆频率为每2天1次。饲喂堆肥流程见图1,堆肥处理涉及的原料理化性状见表2,具体堆肥处理设计见表3

        图  1  饲喂–堆肥试验流程

        Figure 1.  Feeding-composting test process

        表 2  堆肥原料主要理化性质

        Table 2.  Physical and chemical properties of composting raw materials

        原材料
        Raw material
        含水率 (%)
        Moisture
        pH总有机碳 (g/kg)
        TOC
        总氮(g/kg)
        Total N
        总磷(g/kg)
        Total P
        碳氮比
        C/N
        高蛋白饲喂猪粪
        Manure of high protein feeding pig
        84.248.96403.5931.9817.0112.62
        低蛋白饲喂猪粪
        Manure of low protein feeding pig
        74.639.36331.0421.8816.8315.13
        木炭渣Charcoal0.127.78528.192.620.05201.60
        蛭石Vermiculite0.007.220.150.000.00

        表 3  不同堆肥处理因素设计

        Table 3.  Experimental design for different treatments

        处理
        Treatment
        鲜猪粪
        Fresh pig manure (kg)
        添加剂占鲜猪粪质量百分比 (%)
        Percentage of additives to fresh pig manure
        翻堆频率 (d)
        Turning frequency
        初始物料碳氮比
        Initial C/N
        VT菌剂
        VT microbes
        木炭渣
        Charcoal
        蛭石
        Vermiculite
        MH475000012.62
        ML475000015.13
        CH475125220.23
        CL475125223.08
        注(Note):MH—高蛋白饲喂静态堆肥 High protein feeding static compost; ML—低蛋白饲喂静态堆肥 Low protein feeding static compost; CH—高蛋白饲喂好氧堆肥 High protein feeding aerobic compost; CL—低蛋白饲喂好氧堆肥 Low protein feeding aerobic compost.
      • 每天上午9:00与下午15:00左右使用水银温度计多点测量堆体内距堆体表面40 cm处的温度和外界气温,每隔1天对好氧堆肥处理进行翻堆。分别于第1、3、5、7、10、12和15天进行采样,采用多点随机法在距堆体表面20、40、60 cm处均匀采集,充分混匀后采用四分法保留500 g,分为两份,一份鲜样200 g,存放于0~5℃冰箱中,用于测定含水率、pH、处理小白菜种子并测量发芽指数 (germination index,GI)、NH4+-N和NO3-N含量;另一份样品300 g,经过室温风干研磨过0.15 mm孔径尼龙筛后,用于测定总有机碳 (total organic carbon,TOC) 和总氮含量。处理并测定小白菜种子发芽指数 (GI) :新鲜堆肥样品与去离子水按 1∶10 (W/V) 比例混合,室温下振荡2 h,上清液经滤纸过滤后备用。在干净无菌的培养皿中放入大小合适的滤纸,将10粒饱满的小白菜种子整齐摆放在滤纸上;准确吸取5 mL滤液于培养皿中,将培养皿放入培养箱中培养48 h,培养条件为温度 25℃、黑暗条件,同时用去离子水作空白对照;培养完成后,测定种子的发芽率和根长。小白菜种子发芽指数 GI (%) = (堆肥处理的种子发芽率 × 种子根长)/(对照的种子发芽率 × 对照种子根长) × 100。含水率测定采用鲜样105℃烘干失重法。pH测定采用电极法:将新鲜样品与去离子水按 1∶10 (W∶V) 的比例混合,室温下用振荡器连续振荡混合液30 min,再静置30 min,将上清液过滤后分别用pH计测定上清液的pH。铵态氮和硝态氮含量测定采用流动分析仪测定法:将新鲜样品与2 mol/L的KC1溶液按1∶10 (W∶V) 比例混合,在室温下用振荡器连续振荡30 min,静置30 min后,上清液经滤纸过滤后用流动分析仪测定硝态氮和铵态氮含量。总有机碳含量测定采用重铬酸钾氧化法 (外加热法),全氮含量测定采用H2SO4-HClO4消化凯氏定氮法。

      • 数据整理分析采用Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0统计分析软件完成。

      • 图2表明,MH和ML处理均未有显著升温过程,保持在15℃~30℃,不满足无害化处理要求,且两处理间的温度变化无显著差异 (P > 0.05);CH处理 (高蛋白饲喂好氧堆肥,下同) 和CL处理 (低蛋白饲喂好氧堆肥,下同) 有明显的升温过程,分别在堆肥第6天和第4天到达高温期 (50℃以上),维持时间分别为5天和6天,堆肥最高温度分别为63.7℃和62.3℃,达到无害化处理要求。在CL和CH两处理中,堆肥前期CL处理堆体升温更快,提前2天到达高温期,且持续时间更长。

        图  2  堆肥过程中肥堆温度的变化

        Figure 2.  Change of temperature during composting

      • 图3所示,MH和ML两处理pH变化平稳,堆肥前后差异不显著 (P > 0.05),堆体初始pH分别为8.9和9.4,堆肥结束pH分别为8.4和8.6。CH和CL两处理pH变化前稳后降,堆肥前后有显著差异 (P < 0.05),堆体初始pH分别为9.2和 9.4,堆肥结束pH分别为8.0和7.7,但两处理间无显著差异 (P > 0.05) 。

        图  3  堆肥过程中pH的变化

        Figure 3.  Change of pH during composting

      • 堆肥过程中,4个处理的全氮含量变化均较平稳,堆肥结束后略有下降。同一堆肥前后全氮含量差异不显著,但堆肥结束时,MH和CH两处理的全氮含量分别显著高于ML和CL两处理 (图4)。

        图  4  堆肥过程中全氮含量的变化

        Figure 4.  Change of total nitrogen content during composting

      • 图5表明,MH和ML两处理与CH和CL两处理的NH4+-N含量变化趋势明显不同。其中,MH和ML两处理NH4+-N含量整体呈逐步降低并稳定的变化趋势。而CH和CL两处理的NH4+-N含量前期显著提升,到达高温期之后NH4+-N含量持续降低直至堆肥结束。MH、ML、CH和CL 4个处理的NH4+-N含量在堆肥过程中达到的最高值分别为2.04、1.13、3.03和2.94 g/kg。其中,CH和CL两处理NH4+-N含量显著高于MH和ML两处理 (P < 0.05)。堆肥结束后MH、ML、CH和CL4个处理的NH4+-N含量分别为0.43、0.54、0.33和0.14 g/kg。其中,只有CH和CL两处理的NH4+-N含量达到低于0.4 g/kg这一腐熟标准,而MH和ML两处理均未达标。进一步比较CH和CL两处理发现,CL处理NH4+-N含量显著 (P < 0.05) 低于CH处理。

        图  5  堆肥过程中铵态氮含量变化

        Figure 5.  Change of NH4+-N content during composting

      • 图6所示,MH和ML两处理的NO3-N含量变化整体呈缓慢上升趋势,而CH和CL两处理在堆肥前期NO3-N含量没有明显提升,期间甚至有轻微下降,但在堆肥10天后迅速增加。堆肥结束后,MH、ML、CH和CL 4个处理的NO3-N含量分别为0.22、0.23、0.45和0.54 g/kg。其中,CH和CL两处理的NO3-N含量显著高于MH和ML两处理 (P < 0.05),且CL处理显著 (P < 0.05) 高于CH处理。

        图  6  堆肥过程中硝态氮含量变化

        Figure 6.  Change of NO3-N content during composting

      • 图7所示,MH和ML两处理C/N变化平稳,堆肥前后差异不显著,C/N变化分别为12.6~15.1和11.5~12.3。CH和CL两处理C/N变化呈下降趋势,堆肥前后有显著差异 (P < 0.05),C/N变化分别为20.2~14.1和23.1~13.1。堆肥结束后,MH、ML、CH和CL 4个处理的T值 (堆肥结束C/N与堆肥初始C/N的比值) 分别为0.91、0.81、0.70、0.57,其中只有CL处理达到了T < 0.6的腐熟要求。

        图  7  堆肥过程中碳氮比的变化

        Figure 7.  Change of C/N during composting

      • 图8表明,MH、ML、CH和CL 4个处理的GI分别为0、0.25、0.31和0.96。其中,只有CL处理GI达到0.8的要求。

        图  8  不同堆肥处理小白菜种子发芽指数

        Figure 8.  The germination index(GI) of Chinese cabbage seeds with different compost treatments

      • 堆体温度与微生物活动密切相关,是反映有机物料分解过程与评价堆肥无害化程度的重要指标之一。正常情况下,在堆肥过程中随着微生物对有机物料的分解与稳定,堆体温度会分别经历升温、高温和降温3个阶段[19]。本试验中静态堆肥 (MH与ML处理) 无显著升温过程,与外界温度变化保持一致,而好氧堆肥 (CH与CL处理) 升温迅速,经历了堆体温度的3个阶段变化。这表明,猪粪在传统静态堆肥情况下有机物料分解慢、堆肥效率低,前人研究表明添加2%的木炭可延长猪粪堆肥高温发酵时长促进无害化处理[7];添加5%的蛭石能起到改良堆体结构减少氮损失的最佳效果[9]。采用翻抛、接种高效微生物和添加木炭与蛭石等好氧措施后,有机物的分解速率有显著提升,腐熟过程明显缩短。主要是因为猪粪碳氮比低,不利于腐熟,上述好氧措施为好氧微生物创造了良好的活动条件。添加剂接入外源微生物并改良堆体结构,同时翻抛可为堆体提供充足的氧气,满足好氧微生物的繁衍需求。在好氧堆肥之间,CL处理 (低蛋白饲喂好氧堆肥) 比CH处理 (高蛋白饲喂好氧堆肥) 前期堆体升温快,持续时间更长。主要原因是,与CH处理 (C/N=20) 相比,CL处理的C/N (23) 更接近微生物活动需求 (C/Nmicro=25),堆肥效率更高。这表明上游饲喂调控对下游堆肥过程中堆体温度变化有直接影响,通过低蛋白饲喂技术可加快堆体温度的提升。堆体pH由堆体有机酸和无机氮含量共同决定,受矿化、氨挥发和硝化等过程综合调控[20]。本试验中静态堆肥pH变化不大,主要原因是堆体有机物料未发生明显的分解反应;而好氧堆肥pH变化全程呈下降趋势,这与许多研究得出的pH先升高再下降至稳定的结果不同。可能原因是工厂尺度下,堆肥氨挥发迅速、pH上升阶段难捕捉,同时有机物分解使得有机酸含量更高、硝化反应也更剧烈,pH下降更显著。另外,CH与CL两处理间的pH变化一致,表明上游低蛋白饲喂技术未对堆体pH的变化趋势产生明显影响。

        堆肥全氮含量受矿化、氨挥发、硝化反硝化和淋洗径流等多种反应共同影响,是评价堆肥产品肥效的重要指标[21]。本试验中堆肥各处理全氮含量无明显变化。其中,静态堆肥由于有机物分解反应轻微导致全氮含量未改变,而好氧堆肥则由于反应剧烈发生了浓缩效应所以全氮含量相对平稳。堆肥过程中,高蛋白饲喂处理 (MH与CH处理) 全氮含量要显著高于低蛋白饲喂处理 (ML与CL处理),这与上游饲喂环节的营养调控直接相关,也表明通过饲喂调控可对下游堆肥产品养分属性产生重要影响。

        正常情况下,在堆肥过程中,NH4+-N含量会经历先上升后下降的变化趋势[22]。本试验中静态堆肥NH4+-N含量全程呈下降趋势,未出现明显升温过程,主要是因为传统堆肥组矿化反应较弱而硝化反应可持续进行;好氧堆肥组NH4+-N含量由于矿化作用前期快速升高,中期由于氨挥发和硝化反应快速降低直至平稳。值得注意的是,在好氧堆肥间,CL处理初始NH4+-N含量低于CH处理,但是NH4+-N最高含量二者无显著差异,且NH4+-N含量上升下降速度更快,表明经过上游低蛋白调控的CL处理堆肥反应更彻底。

        堆肥NO3-N含量是反映堆肥腐熟程度的重要指标。硝化细菌适宜温度在40℃以下,堆肥过程中NO3-N含量通常在高温期结束后才迅速上升[23]。本试验中静态堆肥组NO3-N含量全程呈缓慢上升趋势,主要是因为静态堆肥矿化作用较弱,堆体温度较低,硝化反应全程未受到限制;好氧堆肥组NO3-N含量则是由于温度限制前期硝态氮含量没有明显升高,高温期结束后快速升高。CL处理NO3-N含量上升速度和最终含量均高于CH处理,表明上游饲喂环节低蛋白调控对下游堆肥腐熟程度有促进效果。

        碳氮比 (C/N) 直接影响微生物活动,是堆肥物料掺混时的重要调控指标之一。随着堆肥反应的进行,微生物会对有机物进行分解与消耗,堆体的C/N通常情况下会表现出逐渐降低并趋于稳定的变化[24]。本试验中低蛋白好氧堆肥 (CL处理) 的初始C/N值显著高于高蛋白好氧堆肥 (CH处理),这与秦莉等[25]的研究结果一致。在堆肥过程中,静态堆肥的C/N值全程变化不大,不过ML处理的T值 (0.81) 显著低于MH处理T值 (0.91);好氧堆肥的C/N有显著降低趋势,这与好氧措施的采用直接相关。此外,好氧堆肥中CL处理T值 (0.57) 显著低于CH处理T值 (0.70),表明上游饲喂环节低蛋白调控对下游堆肥过程有直接促进效应。

        种子发芽指数 (GI) 通过种子发芽率和根长计算而得,是评价堆肥腐熟和无害化程度的重要生物学指标。GI值越大表明堆肥产品对植物的毒性越低、腐熟程度越高[26]。本研究中,CL处理的GI值 (0.96) 要显著高于其他3个处理 (CH 0.31、MH0和ML 0.25),这说明通过上游饲喂调控加上堆肥改良措施可极大降低堆肥毒性、提高堆肥腐熟程度。虽然CH处理也采用好氧措施 (翻抛、添加菌剂、添加木炭与蛭石),但其与MH和ML两处理的GI值没有显著差异,这表明在短时间内 (15天) 要实现猪粪无害化处理,光靠下游堆肥环节调控不够,需充分结合上游营养调控。

      • 本研究分别以堆体温度、堆肥NH4+-N含量、堆肥T值和堆肥处理小白菜种子GI值4个指标作为堆肥腐熟的判定标准,以不同处理达到腐熟指标的情况推断各处理腐熟程度的高低。

        从本研究结果来看,MH、ML、CH和CL 4个处理堆肥高温期持续时间分别为0、0、5和6天,只有CH和CL处理达到高温期持续时间不少于5天的腐熟标准;堆肥结束时4个处理堆肥NH4+-N含量分别是0.43、0.54、0.33和0.14 g/kg,只有CH和CL处理达到小于0.4 g/kg的标准;4个处理T值分别是0.91、0.81、0.70和0.57,只有CL处理达到小于0.6的标准;各处理GI值分别为0、0.25、0.31和0.96,只有CL处理达到大于0.8的标准。

        综合来看, CL处理达到了4项腐熟指标要求,其次为CH处理达到了2项,而MH和ML处理未达到任何指标要求。

      • 传统高蛋白饲喂产生的猪粪,在静态堆肥情况下是无法达到腐熟要求的。而在好氧堆肥条件下,高蛋白饲喂产生的猪粪T值和堆肥处理小白菜种子发芽指数仍达不到腐熟标准。将高蛋白饲喂改为低蛋白饲喂,在静态堆肥中高温持续时间、NH4+-N含量、T值和种子发芽指数等指标也达不到腐熟标准,而在好氧堆肥中,低蛋白饲喂产生的猪粪可以完全腐熟,成为合格的有机肥。原料性质上,低蛋白饲喂提高猪粪碳氮比15%,更有利于微生物活动,有利于堆肥进程;堆肥过程中,低蛋白饲喂延长高温发酵时长40%,降低NH4+-N含量58%,降低T值19%,提高GI值206.41%,显著提升堆肥腐熟程度。未来猪粪通过堆肥循环利用,为安全有效地支持农业生产,必须通过上游低蛋白饲喂技术与猪粪好氧堆肥技术的双重优化。

    参考文献 (26)

    目录

      /

      返回文章
      返回