袁 遠(yuǎn) 張金輝 李銀月 等 蔬菜廢棄物好氧堆肥處理研究進(jìn)展 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 蔬菜廢棄物好氧堆肥處理研究進(jìn)展 袁 遠(yuǎn) 張金輝 李銀月 郭二輝 張發(fā)文 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 河南鄭州 摘要 我國(guó)蔬菜廢棄物種類(lèi)繁多且產(chǎn)量很高 隨意堆棄和低效處理不僅是資源的巨大浪費(fèi) 更會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定 的威脅 因此蔬菜廢棄物的無(wú)害化和資源化處理是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題 好氧堆肥因其具有溫度高 分解快 堆肥產(chǎn) 品穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn) 適用于蔬菜廢棄物的資源化 無(wú)害化處理 本文總結(jié)了我國(guó)常見(jiàn)蔬菜廢棄物的處理現(xiàn)狀及其理化 性質(zhì)特點(diǎn) 從蔬菜廢棄物堆肥化處理的工藝 物料配比 環(huán)境條件參數(shù)控制 微生物菌劑的接種 堆肥腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo) 等方面總結(jié)了國(guó)內(nèi)外蔬菜廢棄物堆肥化處理的研究現(xiàn)狀 對(duì)堆肥過(guò)程中氮素的損失與控制以及有害物質(zhì)的去除技術(shù) 等方面作了進(jìn)一步總結(jié) 并對(duì)今后的研究方向作了進(jìn)一步的展望 以期為蔬菜廢棄物堆肥化處理研究提供依據(jù) 關(guān)鍵詞 蔬菜廢棄物 好氧堆肥 資源化利用 清潔生產(chǎn) 中圖分類(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 文章編號(hào) 收稿日期 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題 編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 袁 遠(yuǎn) 女 河南鄭州人 博士 講師 主要研究方 向?yàn)榄h(huán)境污染治理 通信作者 張發(fā)文 博士 副教授 主要研究方向?yàn)楣腆w廢物處理與資 源化利用 隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化 我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)中所占比例日益增大 蔬菜種植面積 產(chǎn)量 都一直保持著穩(wěn)定的增長(zhǎng) 年我國(guó)蔬菜種植面 積達(dá)到 萬(wàn) 全國(guó)蔬菜總產(chǎn)量超過(guò) 億 居于世界首位 同時(shí) 蔬菜廢棄物的產(chǎn) 量也隨之增長(zhǎng) 根據(jù)楊富民等研究可知 年我 國(guó)蔬菜廢棄物產(chǎn)量將超過(guò) 億 數(shù)量巨大 但是由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)及廢棄物自身性質(zhì)等因素的限 制 蔬菜廢棄物通常都被隨意丟棄在田間地頭或者 經(jīng)垃圾場(chǎng)進(jìn)行填埋或焚燒 這不僅造成資源的巨大 浪費(fèi) 而且會(huì)造成滲濾液 臭氣排放等環(huán)境問(wèn)題 嚴(yán) 重阻礙當(dāng)?shù)厥卟耸称返陌踩a(chǎn) 目前 蔬菜廢棄物的資源化處理方法主要包括 直接還田 制備飼料 生產(chǎn)沼氣 堆肥等 而堆肥作 為處理各類(lèi)蔬菜廢棄物的一種有效方法越來(lái)越受 到人們的關(guān)注 可達(dá)到 的減量化效果 且高溫期能有效殺死病原菌等 抑制惡臭氣體釋放 和蚊蟲(chóng)的繁殖 其產(chǎn)品穩(wěn)定且養(yǎng)分更均衡 在近 年間 關(guān)于蔬菜瓜果等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物堆肥化的文 章數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)式增長(zhǎng) 這也揭示了蔬菜廢棄物的 堆肥化已經(jīng)成為了一種重要的處理方式 并已經(jīng)成 為研究的熱點(diǎn) 本文從堆肥工藝 堆肥條件與參數(shù) 控制 堆肥質(zhì)量提升等方面對(duì)蔬菜廢棄物堆肥化的 研究進(jìn)展進(jìn)行綜述分析 為蔬菜廢棄物好氧堆肥技 術(shù)研究提供參考依據(jù) 常見(jiàn)蔬菜廢棄物的性質(zhì) 蔬菜廢棄物就是在蔬菜的種植 收獲 運(yùn)輸 銷(xiāo) 售等過(guò)程中產(chǎn)生的根 莖 葉等廢物 與其他農(nóng)業(yè)有 機(jī)廢物相比 蔬菜廢棄物的水分含量較高 養(yǎng)分含 量豐富 易被微生物降解 表 中總結(jié)了常見(jiàn)蔬菜 廢棄物的特點(diǎn) 新鮮蔬菜廢棄物的含水量一般能達(dá) 到 葉菜類(lèi)最高可以達(dá)到 茄果 類(lèi)莖稈廢棄物的含水量相對(duì)較低 但也在 以上 值的范圍在 之間 主要集中在 養(yǎng)分含量豐富 以烘干基計(jì)算 總氮 含量達(dá)到 總磷 含量為 總鉀 含量在 碳氮比 在 之間 根莖類(lèi) 較高 在 之間 葉菜類(lèi)與茄果類(lèi) 廢棄物的 相對(duì)較低 主要集中在 以?xún)?nèi) 總 固體含量為 揮發(fā)固體的含量占總固體 的 以上 有機(jī)物中糖類(lèi)和半纖維素占 纖 維素及木質(zhì)素分別占到 以及 葉菜類(lèi)廢棄物的纖維素和木質(zhì)素 含量通常要低于茄果類(lèi)廢棄物 此外 蔬菜廢棄 物中不免會(huì)攜帶病原菌及蟲(chóng)卵 農(nóng)藥殘留物 重金屬 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 表 常見(jiàn)蔬菜廢棄物種類(lèi)及理化性狀 種類(lèi)含水率 值有機(jī)質(zhì)含量 含量 含量 含量 纖維素含量 木質(zhì)素含量 葉菜類(lèi) 茄果類(lèi) 根莖類(lèi) 范圍 等有毒有害物質(zhì) 蔬菜廢棄物堆肥化處理 好氧堆肥工藝 現(xiàn)代化的堆肥系統(tǒng)以好氧堆肥為主 好氧堆肥 系統(tǒng)有多種分類(lèi)方法 一般主要包括條垛式堆肥 槽式堆肥 反應(yīng)器堆肥和覆膜堆肥等 條垛式堆肥 是一種較為開(kāi)放的堆肥系統(tǒng) 一般堆體體積在 以上 采用人工翻堆的方式供氧 發(fā)酵周期為 陳化周期為 具有投資成本低 操作 簡(jiǎn)易等特點(diǎn) 但其占地面積大 堆肥周期長(zhǎng) 氣味難 以控制 受氣候影響嚴(yán)重等缺點(diǎn)較明顯 與條垛 式系統(tǒng)相比 槽式堆肥系統(tǒng)能利用機(jī)械化設(shè)備更好 地控制通風(fēng)和溫度 但因其多為露天堆肥 因此極 易受天氣條件的影響 雖然加蓋大棚可以解決問(wèn) 題 但會(huì)增加投資成本 反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)是集進(jìn)出 料 通風(fēng) 攪拌等于一體 高自動(dòng)化水平的堆肥系 統(tǒng) 雖然受外界環(huán)境的影響很小 但是其投資 維護(hù) 成本及技術(shù)要求較高 覆膜堆肥屬于半開(kāi)放式堆 肥系統(tǒng) 在堆垛上覆著納米膜 底部設(shè)有通風(fēng)管道 既避免了繁重的翻堆過(guò)程 又能有效減少養(yǎng)分的流 失 得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品 基于以上堆肥工藝模 式 近年來(lái)有學(xué)者對(duì)好氧堆肥處理的工藝優(yōu)化展開(kāi) 了進(jìn)一步的研究 比如常瑞雪開(kāi)展了蔬菜廢棄物超 高溫堆肥工藝的構(gòu)建研究 在較短的堆肥周期內(nèi)堆 體溫度能夠達(dá)到 以上 達(dá)到了完全滅殺植物病 毒病的條件 且能有效控制氮素?fù)p失 提高堆肥質(zhì) 量 王輝等研究表明 好氧覆膜處理的微生物種 類(lèi)和數(shù)目最多 且其微生物降解能力最強(qiáng) 相較于 其他方法是最適合蔬菜廢棄物的堆肥方式 韓貴 成等進(jìn)一步研究了覆膜靜態(tài)高溫堆肥工藝 發(fā)現(xiàn)此 方法不僅可以提高堆體的溫度 達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn) 還可以有效控制氮素的損失 縮短堆肥周期 好氧堆肥參數(shù)控制 環(huán)境因素 溫度能夠直接影響堆體中微生 物的生長(zhǎng) 是影響堆肥腐熟程度的一項(xiàng)重要參數(shù) 也是衡量堆體是否能達(dá)到無(wú)害化的關(guān)鍵因素 一 般將堆肥過(guò)程分為升溫期 高溫期及降溫期這 個(gè) 階段 達(dá)到高溫所需時(shí)間以及高溫持續(xù)時(shí)間與物 料的性質(zhì) 組成 水分 粒徑等 及通風(fēng)量有關(guān) 且高 溫持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) 有機(jī)質(zhì)分解的越徹底 常瑞雪研 究表明 蔬菜廢棄物好氧堆肥最高可以達(dá)到 的 高溫條件 但溫度上限應(yīng)低于 且超高溫持續(xù) 時(shí)間不能超過(guò) 否則會(huì)對(duì)堆肥產(chǎn)生不可逆的抑 制作用 等研究表明 在溫度為 和時(shí) 間為 的條件下 堆肥進(jìn)行得最好 是一個(gè) 最佳的處理溫度 在實(shí)際堆肥的過(guò)程中 應(yīng)根據(jù) 堆肥原料的性質(zhì) 通過(guò)翻堆 通風(fēng) 調(diào)節(jié)含水率等來(lái) 控制溫度 使堆體保持較適宜的條件 通風(fēng)量能直接影響堆肥進(jìn)程 等研究發(fā)現(xiàn) 通風(fēng)率與好氧堆肥過(guò)程中微生物的活動(dòng)以及整個(gè) 堆肥腐熟質(zhì)量有很大關(guān)系 因?yàn)橥L(fēng)過(guò)少會(huì)導(dǎo)致堆 體內(nèi)部缺氧 產(chǎn)生厭氧環(huán)境 而通風(fēng)量過(guò)大又對(duì)堆 體的保溫效果產(chǎn)生限制 使堆體無(wú)法達(dá)到高溫 影 響堆肥質(zhì)量 自然通風(fēng) 翻堆通風(fēng)及強(qiáng)制通風(fēng)這 類(lèi)是堆肥常用的通風(fēng)措施 而堆肥工藝中常用翻 堆和強(qiáng)制通風(fēng)以及二者相結(jié)合的通風(fēng)方式 由于堆 肥材料 堆肥工藝等不同 所以堆肥過(guò)程中通風(fēng)量也 不是一成不變的 張相鋒等以高水分的芹菜和石竹 為原料進(jìn)行堆肥 發(fā)現(xiàn)在 的通風(fēng) 條件下升溫速度最快 高溫持續(xù)長(zhǎng) 堆肥效果最 好 而 等同樣進(jìn)行了通風(fēng)率對(duì)堆肥的影響 的研究 發(fā)現(xiàn)蔬菜水果廢棄物強(qiáng)制通風(fēng)堆肥的最佳通 風(fēng)率為 蔬菜廢棄物種類(lèi)繁 多 特性多有不同 所以在實(shí)際堆肥時(shí)需要對(duì)不同材 料的性質(zhì) 堆肥條件 環(huán)境因素等綜合考慮 通過(guò)預(yù)試 驗(yàn)等篩選最佳通風(fēng)率 保證堆體始終處于最佳條件 物料配比 碳和氮是微生物生長(zhǎng)發(fā)育的能 量來(lái)源和基本材料 在堆肥過(guò)程中起到至關(guān)重要的 作用 在 過(guò)低的環(huán)境中 由于碳源的限制 微 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 生物僅能利用較少部分的氮 從而導(dǎo)致多余的氮以 氨氣的形式流失 同時(shí)伴隨著大量可溶性鹽的生 成 對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響 而 過(guò)高 時(shí) 氮素供應(yīng)不足 微生物生長(zhǎng)發(fā)育緩慢 導(dǎo)致有機(jī) 質(zhì)降解緩慢 堆體升溫減緩 合理的物料配比能夠 促進(jìn)堆肥進(jìn)程的加快 有利于堆體的腐熟 表 中總 結(jié)了一些文獻(xiàn)中學(xué)者推薦的不同種類(lèi)堆體的 值 一般好氧堆肥的適宜 在 之 間 而蔬菜廢棄物的 比較低 不適合用于單獨(dú) 堆肥 因此通常與其他大田作物秸稈 菌渣 林木修 剪廢料 鋸末或者畜禽糞便等聯(lián)合堆肥 以便調(diào)節(jié) 優(yōu)化堆肥條件 等在對(duì)葡萄園廢物和雞 糞混合物進(jìn)行堆肥化研究時(shí)發(fā)現(xiàn) 只有單一物料進(jìn) 行堆肥時(shí)會(huì)受到其自身的理化性質(zhì)及組成的限制 而將二者按照 的比例進(jìn)行堆肥時(shí)可以大大加 速腐熟的進(jìn)程 王哲以木糖醇渣 菌渣等作為碳 源調(diào)理劑調(diào)節(jié) 發(fā)現(xiàn)尾菜占比為 時(shí)的堆肥效果最好 隨著蔬菜廢棄物添加比 例梯度增大 降低 有機(jī)質(zhì)降解速率降低且高 溫持續(xù)時(shí)間縮短 因此 多種物料聯(lián)合更有利于 堆肥的腐熟與產(chǎn)品質(zhì)量的提升 水分含量是保證有效堆肥的關(guān)鍵參數(shù) 也是優(yōu) 化堆肥系統(tǒng)的一個(gè)重要因素 含水率過(guò)高 會(huì)造成 局部的厭氧環(huán)境 不利于好氧微生物的繁殖及有機(jī) 質(zhì)的降解 影響堆肥腐熟效果 而含水率過(guò)低 同樣 會(huì)限制微生物的活性 使堆肥品質(zhì)不能得到保證 等研究表明 好氧堆肥過(guò)程中微生物生 長(zhǎng)所需的最適含水率在 之間 此環(huán)境下 的微生物活性較高 有機(jī)質(zhì)的降解速率較快 雷 大鵬等設(shè)置物料初始含水率 和 的梯度來(lái)研究基質(zhì)含水率對(duì)牛糞好氧堆肥 的影響 發(fā)現(xiàn)在堆肥物料初始含水率為 時(shí)對(duì)堆 肥最有利 表 中同樣總結(jié)了一些文獻(xiàn)中相關(guān) 學(xué)者推薦的不同物料堆肥含水率 適合堆肥的最佳 物料含水率主要集中在 蔬菜廢棄物的 含水率相比于其他類(lèi)型的有機(jī)廢料較高 且結(jié)構(gòu)較為 松散 不適合直接用于堆肥 在進(jìn)行堆肥時(shí)可以通過(guò) 晾曬 添加水分較低的膨脹材料等使堆體含水率保持 在 以保證一個(gè)適宜的堆肥環(huán)境 此外 物料的 值 粒徑等因素對(duì)堆肥的腐熟 也會(huì)產(chǎn)生一定的影響 在堆肥過(guò)程中 中性偏堿性 的環(huán)境更適合微生物的生存 蔬菜廢棄物的 值主要集中在 之間 所以蔬菜廢棄物堆肥 時(shí)一般不需要去調(diào)節(jié)物料的 值 小顆粒物料要 比大顆粒物料具有較大的表面積 所以在相同條件 下小顆粒物料更容易與微生物及氧氣接觸 因此更 有機(jī)會(huì)被微生物降解 堆肥物料粒徑范圍在 但是蔬菜廢棄物的含水率較大 結(jié)構(gòu)較為 松散 為防止物料粒徑過(guò)小影響通氣 可以相應(yīng)增 大粒徑至 表 不同學(xué)者對(duì)不同堆肥原料推薦的 及含水率 原料 含水率 堆肥效果來(lái)源 蔬菜廢棄物 腐熟效果最好 臭氣排放降低 廚余垃圾 蔬菜水果廢物 升溫迅速 完全腐熟 番茄秸稈 羊糞 雞糞 升溫快 高溫持續(xù)時(shí)間久 養(yǎng)分保留率高 黃瓜秧 玉米秸稈 木本泥炭 加速堆肥進(jìn)程 氣體損失低 牛糞 秸稈 升溫快 腐熟徹底 營(yíng)養(yǎng)損失少 鵝糞 玉米秸稈 養(yǎng)分損失少 有機(jī)質(zhì)降解率高 豬糞 污泥 鋸末 高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng) 有機(jī)質(zhì)降解充分 豬糞 玉米秸稈 腐熟效果最好 驢糞 溫室氣體排放最低 堆體完全腐熟 園林廢棄物 雞糞 降低氮素?fù)p失 注 表中 表示未獲取具體數(shù)據(jù) 微生物菌劑的接種 蔬菜廢棄物中含有木質(zhì)素 纖維素等不易降解 的有機(jī)質(zhì) 所以需要提前進(jìn)行破碎處理或者添加微 生物菌劑以提高有機(jī)質(zhì)的降解效率 接種外源 微生物在有機(jī)物分解 提高堆肥品質(zhì)等方面發(fā)揮重 要作用 常見(jiàn)的有市售 菌劑和自制菌種 另外 腐熟的堆肥產(chǎn)品 禽畜糞便等都含有較豐富的微生 物 也可以用于堆肥的外源微生物 龔建英等研究 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 表明 添加微生物菌劑不僅能加速堆肥進(jìn)程 還能 夠減輕產(chǎn)品對(duì)輪作作物生長(zhǎng)發(fā)育的不良影響 陳 曉飛等以蔬菜秸稈和牛糞為原料 添加自制速腐菌 劑 結(jié)果表明 接種菌劑組溫度較高 高溫持續(xù)時(shí)間 較長(zhǎng) 高溫期 釋放量較高 值和電導(dǎo)率變化 幅度大 釋放量較低 有利于減少氮損失 楊 冬艷等以 種不同腐熟有機(jī)肥作為添加劑 進(jìn)行番 茄秸稈的好氧堆肥試驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)添加 種腐熟有機(jī)肥 均能明顯促進(jìn)堆肥進(jìn)程 提升堆肥產(chǎn)品質(zhì)量 戴 美玲等研究不同微生物菌劑對(duì)菜粕堆肥的影響 結(jié) 果表明添加微生物菌劑可加速物料升溫 提高發(fā)酵 溫度 延長(zhǎng)高溫維持時(shí)間 縮短發(fā)酵周期 促進(jìn)菜粕 堆肥養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化 減少養(yǎng)分流失 提高有機(jī)肥品 質(zhì) 等的研究也證實(shí)了接種外源微生物 以調(diào)整微生物的數(shù)量和結(jié)構(gòu)是優(yōu)化堆肥過(guò)程的可 行方法 堆肥腐熟質(zhì)量評(píng)價(jià) 好氧堆肥因其物料 工藝 條件等方面的不同 因此關(guān)于堆肥腐熟度的評(píng)價(jià)并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo) 準(zhǔn) 但一般會(huì)將堆肥腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)分為物理指 標(biāo) 化學(xué)指標(biāo)以及生物學(xué)指標(biāo) 我國(guó) 蔬菜廢棄物高溫堆肥無(wú)害化處理技術(shù)規(guī) 范 中明確指出物理參考指標(biāo) 即堆體溫度 的持續(xù)時(shí)間要達(dá)到 以上 以便達(dá)到無(wú)害化 隨著堆肥的進(jìn)行 腐熟的堆肥顏 色一般會(huì)呈現(xiàn)出黑褐色 難聞的氣味會(huì)逐漸消失 并散發(fā)出泥土味 然而 物理性指標(biāo)并不能進(jìn)行定 量化的分析 所以一般將其作為判別堆肥腐熟的輔 助性指標(biāo)來(lái)使用 化學(xué)指標(biāo)中常以 值法 硝化指 數(shù)及 水溶性有機(jī)碳的比值等具有代表性 等研究發(fā)現(xiàn) 不同堆體初始與腐熟時(shí) 的比值變化不大 在 之間 因此提出以 值法來(lái)判斷堆肥的腐熟度 并以 來(lái)表示堆肥 腐熟 值法適用于不同物料堆肥的腐熟度評(píng) 價(jià) 硝化指數(shù) 銨態(tài)氮 硝態(tài)氮 作為判斷堆肥腐熟度的評(píng)價(jià)指標(biāo)必須 盡可能的低 等研究認(rèn)為 銨態(tài) 氮 硝態(tài)氮 堆肥達(dá)到腐熟 等研究 發(fā)現(xiàn) 不同原料堆肥結(jié)束時(shí) 與水溶性有機(jī)碳的 比值都能控制在 之間 因此提出堆體的 水溶性有機(jī)碳的比值大于 時(shí)表明堆體達(dá) 到腐熟 種子發(fā)芽指數(shù)是一種較綜合性的指標(biāo) 兼顧種子的發(fā)芽率與植物毒性物質(zhì)對(duì)種子根系發(fā) 育的影響 是目前最可靠的生物性指標(biāo)之一 一般 認(rèn)為種子發(fā)芽指數(shù)為 以上時(shí)表示堆肥達(dá)到完 全腐熟 高建程等通過(guò)不同預(yù)堆期對(duì)牛糞和秸稈混 合堆肥進(jìn)程的影響研究建議 作為牛糞堆 肥腐熟度的參考指標(biāo) 有學(xué)者提出了植物毒性 指數(shù) 和 用于堆肥腐熟度的評(píng) 估 等用 來(lái)定義導(dǎo)致發(fā)芽指數(shù)為 的浸提物的最低濃度 用 來(lái)定義抑制 芽根生長(zhǎng)的浸提物的最低濃度 并建議植物毒性指 數(shù) 時(shí)表示堆肥達(dá)到腐熟 我國(guó)最新的有 機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn) 有機(jī)肥料 中明確指出 使用蘿卜或黃瓜種子進(jìn)行發(fā)芽測(cè)試 時(shí)可 認(rèn)為堆肥達(dá)到腐熟 此外 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有機(jī)肥產(chǎn)品中 重金屬及生物衛(wèi)生指標(biāo)做出了規(guī)定性要求 以烘干 基計(jì)算 砷 汞 鉛 鉻 鎘的含量應(yīng)分別低于 糞大腸菌群數(shù)應(yīng) 個(gè) 蛔蟲(chóng) 卵死亡率 堆肥質(zhì)量?jī)?yōu)化 氮素?fù)p失的控制 氮素含量是影響堆肥進(jìn)程與產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè) 重要因素 堆肥過(guò)程中氮素的存在形態(tài)主要包括銨 態(tài)氮 硝態(tài)氮及有機(jī)氮等 盡管蔬菜廢棄物中含有 較高的氮素水平 但是廢棄物中的有機(jī)氮易被微生 物分解轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮揮發(fā)到環(huán)境中 研究發(fā)現(xiàn) 氨 氣揮發(fā)是高溫堆肥過(guò)程中氮素?fù)p失的主要形式 占 氮素?fù)p失總量的 這不僅降低了肥料中 的養(yǎng)分含量 也導(dǎo)致了堆肥場(chǎng)所惡臭 造成環(huán)境的 二次污染 盡管目前堆肥工藝已經(jīng)得到了很 大的發(fā)展 但是不管是采用哪種堆肥工藝 氮素?fù)p失 仍舊是一項(xiàng)很?chē)?yán)重的問(wèn)題 據(jù)統(tǒng)計(jì) 堆肥過(guò)程中氮素 損失量在 之間 平均在 左右 影響堆肥過(guò)程中氮素?fù)p失的因素主要有 值 通風(fēng)頻率 通風(fēng)量 溫度等 有學(xué)者通過(guò)改變 堆肥工藝以達(dá)到保氮的目的 張相鋒等提出控制物 料初始水分并利用溫度反饋通氣量技術(shù)可使堆體 內(nèi)的氧含量始終保持較高水平 這樣可以避免堆體 內(nèi)的厭氧環(huán)境 抑制反硝化的進(jìn)行 減少硝態(tài)氮的 損失 等將畜禽糞便經(jīng)過(guò)覆蓋和壓實(shí)進(jìn) 行堆肥研究 發(fā)現(xiàn)可以減少 以上的 損 失 楊宇等比較了間歇和連續(xù) 種不同的通風(fēng) 方式對(duì)堆肥過(guò)程中氮 磷養(yǎng)分保留量的影響 結(jié)果 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 表明采取間歇通風(fēng)的堆體 素?fù)p失量占堆料初始 的 連續(xù)通風(fēng)方式的 素?fù)p失量占物料 初始 的 相比于連續(xù)通風(fēng) 間歇式通風(fēng)更 有利于堆體氮素的保留 除了調(diào)整堆肥工藝之外 添加吸附材料 富碳 物料 化學(xué)藥劑以及保氮微生物菌劑等方法也是目 前控制堆肥氮素?fù)p失的研究熱點(diǎn) 以吸附性物質(zhì) 作為保氮?jiǎng)┨砑拥蕉逊手?可以通過(guò)吸附原理有效 地減少氮素的損失 例如 等將天然沸石添加 到堆肥中進(jìn)行保氮研究 結(jié)果表明其具有較好的吸 附 的能力 能夠達(dá)到堆肥保氮的效果 葉素 萍在以雞糞和鋸末為主要原料開(kāi)展的高溫堆肥研 究中發(fā)現(xiàn) 在堆肥期間 的揮發(fā)量隨 比值的 增加而呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢(shì) 并認(rèn)為好氧高溫堆 肥適宜的 范圍在 因此 很多富碳物料 被當(dāng)作碳源調(diào)理劑運(yùn)用到堆肥中 以調(diào)節(jié)堆體 降低氮素?fù)p失 添加化學(xué)藥劑與堆肥過(guò)程 中釋放的氨發(fā)生反應(yīng)是目前研究的熱點(diǎn)之一 史春 梅等研究發(fā)現(xiàn) 磷酸二氫鉀與氯化鎂組合是豬糞稻 草堆肥中最佳的固氮材料 固氮率達(dá)到了 任麗梅等研究表明 以氫氧化鎂和磷 酸作為固氮?jiǎng)┨砑拥蕉逊手?固氮效率最高可達(dá) 以上 且氮素固定效果隨混合物中的磷酸含量 和混合物投加量的增加而增加 等利用氧 化鎂和磷酸氫二鉀作為添加劑 并通過(guò)沸石對(duì)其進(jìn) 行鹽度以及氮素?fù)p失的修正 結(jié)果表明 氧化鎂和 磷酸氫二鉀與 沸石共同修正可以將氮損失減 少到 且有效降低鹽度到 保證了 堆肥的質(zhì)量 添加外源微生物可調(diào)控堆肥過(guò)程中 碳 氮的代謝 控制氮素物質(zhì)分解為 后的 氣態(tài)揮發(fā)損失 保留更多的養(yǎng)分 周肖紅等研究 發(fā)現(xiàn) 添加已腐熟堆肥可以減少氮損失 增加堆肥氮 素利用水平 能夠提高堆肥養(yǎng)分含量 獲得品質(zhì)較高 的堆肥產(chǎn)品 也有助于控制堆肥過(guò)程中的臭味 等在豬糞堆肥中接種 氮周轉(zhuǎn)細(xì)菌 發(fā) 現(xiàn)可以使氮損失降低到 總氮含量最大增加 能有效控制氮素?fù)p失 促進(jìn)堆肥的成熟 劉艷婷等利用自制復(fù)合菌劑對(duì)豬糞進(jìn)行好氧堆肥效 果研究 結(jié)果表明與對(duì)照組相比 總氮和有機(jī)氮損失 分別減少了 和 接種微生物菌劑對(duì)豬 糞堆肥化進(jìn)程 氮素保持等具有重要影響 雖然通過(guò)調(diào)整工藝和添加保氮物質(zhì)都能獲得 不錯(cuò)的保氮效果 但是這些措施仍有一些不可避免 地缺點(diǎn) 比如間歇式通風(fēng)有利于氮素的保留 但是 不利于氧氣的持續(xù)供應(yīng) 控制高溫可以減少氨的散 失 但是不利于達(dá)到無(wú)害化要求 添加物理保氮?jiǎng)?具有一定的保氮效果 但氮素仍多以 形態(tài) 存在 存在揮發(fā)的可能性 大量添加鎂鹽或磷酸鹽 等化學(xué)物質(zhì)的固氮效率雖然很高 但是會(huì)造成堆肥 產(chǎn)品的鹽度升高 對(duì)非鹽堿耐性作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑 制作用 有學(xué)者將物理吸附物質(zhì) 化學(xué)物質(zhì)或微生 物菌劑聯(lián)合使用 以修正因單個(gè)措施引起的不良結(jié) 果 但是目前此類(lèi)研究尚少 仍需要進(jìn)一步地深入 開(kāi)展研究 有害物的去除 農(nóng)藥殘留 有機(jī)磷 有機(jī)氯及氨基甲酸酯類(lèi) 病原菌及病毒病等是蔬菜廢棄物中常見(jiàn)的有害物 質(zhì) 直接影響到堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 利 用微生物的代謝活動(dòng)可以有效地降解大部分農(nóng)藥 殘留物 和麗忠等在蔬菜廢棄物堆肥過(guò)程中接種 種微生物菌劑來(lái)研究其農(nóng)藥殘留量的變化 結(jié)果表 明 種微生物菌劑均能促進(jìn)農(nóng)藥殘留的降解 其中 甲胺磷與乙酰甲胺磷的降低量最高可分別達(dá)到 與 降解效果明顯 張圓圓等在 以黃瓜秧為原料的靜態(tài)好氧發(fā)酵過(guò)程中發(fā)現(xiàn) 隨著 堆高的增加 靜態(tài)條垛的溫度升高 促進(jìn)了農(nóng)藥在 尾菜中的物理降解過(guò)程 同時(shí)促進(jìn)微生物的發(fā)酵 提高農(nóng)藥的微生物降解效率 從而加速了農(nóng)藥的降 解 在堆高為 時(shí)對(duì)農(nóng)藥降解最有利 好氧 堆肥的最佳溫度一般在 在此范圍內(nèi)大部 分微生物能保持較高的活性 有利于有機(jī)物的降 解 且絕大多數(shù)的病原微生物及寄生蟲(chóng)卵可以被殺 死 但蔬菜廢棄物中不免含有高溫 才能滅 活的病原菌或病毒 常瑞雪通過(guò)調(diào)整初始物料容重 為 易降解有機(jī)質(zhì)比例為 并輔以微 生物菌劑 實(shí)現(xiàn)了最高堆溫達(dá)到 以上的超高溫 工藝的構(gòu)建 滿(mǎn)足滅活病毒性病原菌的溫度要求 但此工藝僅以茄果類(lèi)蔬菜為代表 對(duì)于其他類(lèi)蔬菜 葉菜類(lèi) 根莖類(lèi)等 廢棄物還有待于進(jìn)一步的試驗(yàn) 研究與驗(yàn)證 總結(jié)與展望 蔬菜廢棄物含水率高 值低 易攜帶病原 菌等有害物質(zhì) 且我國(guó)蔬菜產(chǎn)區(qū)分散 蔬菜廢棄物 種類(lèi)繁多 性質(zhì)差異大 季節(jié)性強(qiáng)等現(xiàn)狀對(duì)堆肥來(lái) 說(shuō)是一種限制 與其他處理方式相比 好氧堆肥法 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 更為符合我國(guó)國(guó)情需要 本文綜述了國(guó)內(nèi)外好氧堆肥工藝 參數(shù)控制 質(zhì)量提升等方面的研究進(jìn)展 并且為后續(xù)的研究方 向做了進(jìn)一步的展望 現(xiàn)代化好氧堆肥需要投 資一定的設(shè)備 并且對(duì)操作 管理都有一定的技術(shù) 要求 因此在作為蔬菜主產(chǎn)區(qū)的廣大農(nóng)村地區(qū)不易 進(jìn)行推廣 優(yōu)化堆肥預(yù)處理 簡(jiǎn)化堆肥工藝流程的 研究需進(jìn)一步的開(kāi)展 蔬菜廢棄物中可能會(huì)攜 帶重金屬 農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì) 蔬菜廢棄物堆肥 研究應(yīng)著重開(kāi)展對(duì)物料重金屬的鈍化 殘留農(nóng)藥的 降解等問(wèn)題的研究 保證堆肥產(chǎn)品的安全性 仍 需持續(xù)關(guān)注堆肥過(guò)程中氮素?fù)p失及控制的問(wèn)題 可 以結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)篩選培育特定高效的 固氮微生物細(xì)菌 以及深入開(kāi)展保氮?jiǎng)┞?lián)合修正的 研究 以提升堆肥產(chǎn)品質(zhì)量 堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生 惡臭 刺激性氣體及 等 危害周邊環(huán)境和人體 健康 但國(guó)內(nèi)外對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題的研究相對(duì)較少 今 后應(yīng)當(dāng)開(kāi)展對(duì)堆肥過(guò)程中惡臭氣體減排及收集的 研究 參考文獻(xiàn) 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒 北京 中國(guó)統(tǒng) 計(jì)出版社 楊富民 張克平 楊 敏 種尾菜飼料化利用技術(shù)研究 中 國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 楊學(xué)琴 趙麗娜 蔬菜廢棄物無(wú)害化處理及再利用的探討 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 謝計(jì)平 鄭智韜 王立光 甘肅省尾菜資源化利用模式探析 甘肅農(nóng)業(yè)科技 王麗英 吳 碩 張彥才 等 蔬菜廢棄物堆肥化處理研究進(jìn)展 中國(guó)蔬菜 黃鼎曦 陸文靜 王洪濤 等 農(nóng)村蔬菜廢物的分散化微生物處理 清華大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 莫舒穎 張志剛 尚慶茂 等 蔬菜殘株的化學(xué)組成分析 中 國(guó)蔬菜 劉榮厚 王遠(yuǎn)遠(yuǎn) 孫 辰 等 蔬菜廢棄物厭氧發(fā)酵制取沼氣的試 驗(yàn)研究 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 李吉進(jìn) 鄒國(guó)元 孫欽平 等 蔬菜廢棄物漚制液體有機(jī)肥的理 化性狀和腐熟特性研究 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 劉 芳 邱 凌 李自林 等 蔬菜廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 韓 雪 常瑞雪 杜鵬祥 等 不同蔬菜種類(lèi)的產(chǎn)廢比例及性狀 分析 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào) 常瑞雪 王 騫 甘晶晶 等 易降解有機(jī)質(zhì)含量對(duì)黃瓜秧堆肥 腐熟和氮損失的影響 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 郭秋月 常瑞雪 孫 霞 等 初始物料水溶性有機(jī)碳含量對(duì)番 茄秧堆肥進(jìn)程的影響 中國(guó)蔬菜 王菊華 蔬菜廢物高溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣及微生物群落結(jié)構(gòu)研究 昆明 云南師范大學(xué) 王艷飛 厭氧消化過(guò)程中溫度對(duì)產(chǎn)甲烷代謝途徑及微生物群落 結(jié)構(gòu)變化的影響研究 昆明 云南師范大學(xué) 付龍?jiān)?李 彥 趙自超 等 接種比對(duì)葉菜類(lèi)尾菜厭氧發(fā)酵產(chǎn) 沼氣性能影響的研究 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 董曉瑩 蔬菜廢棄物兩相厭氧發(fā)酵工藝產(chǎn)沼氣試驗(yàn)研究 沈陽(yáng) 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 邵子昕 蔬菜廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣及其殘留物的應(yīng)用研究 昆明 昆明理工大學(xué) 韓貴成 閆 實(shí) 梁金鳳 等 牛糞與蔬菜秸稈覆膜靜態(tài)高溫堆 肥試驗(yàn)研究 農(nóng)業(yè)科技通訊 張勝利 劉曉旺 李鴻志 等 不同堆肥模式處理畜禽糞便的優(yōu) 劣 北方牧業(yè) 常瑞雪 蔬菜廢棄物超高溫堆肥工藝構(gòu)建及其過(guò)程中的氮素?fù)p 失研究 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 王 輝 晉小軍 趙 潔 等 蔬菜廢棄物不同堆制方法對(duì)微生 物數(shù)量的影響 中國(guó)土壤與肥料 張相鋒 王洪濤 聶永豐 通風(fēng)量對(duì)蔬菜和花卉廢棄物混合堆肥 的影響 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 王 哲 蔬菜廢棄物不同混配比例對(duì)堆肥進(jìn)程的影響及產(chǎn)品應(yīng) 用 泰安 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 雷大鵬 黃為一 王效華 發(fā)酵基質(zhì)含水率對(duì)牛糞好氧堆肥發(fā)酵 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 產(chǎn)熱的影響 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào) 陳曉萍 蠶沙堆肥及其堆肥產(chǎn)品的生物學(xué)效應(yīng)研究 杭 州 浙江大學(xué) 劉文杰 王黎明 沈玉君 等 碳氮比對(duì)蔬菜廢棄物好氧發(fā)酵腐熟 度及臭氣排放的影響 環(huán)境工程 張紅玉 碳氮比對(duì)廚余垃圾堆肥腐熟度的影響 環(huán)境工程 楊冬艷 馮海萍 謝 華 等 不同有機(jī)肥添加對(duì)番茄秸稈堆肥 腐熟品質(zhì)質(zhì)量的影響 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 版 常瑞雪 甘晶晶 陳 清 等 碳源調(diào)理劑對(duì)黃瓜秧堆肥進(jìn)程和 碳氮養(yǎng)分損失的影響 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 張 鶴 李孟嬋 楊慧珍 等 不同碳氮比對(duì)牛糞好氧堆肥腐熟 過(guò)程的影響 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 黃曉鳳 楊旭生 王啟貴 等 碳氮比對(duì)鵝糞渣 玉米秸稈混合堆 肥效果的影響 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 林 皓 卓 倩 吳 菁 等 碳氮比對(duì)半靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)堆肥反 應(yīng)器堆肥腐熟度的影響 福建師范大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 版 劉成琛 袁蓉芳 周北海 碳氮比對(duì)豬糞 玉米秸稈混合堆肥的 影響 中國(guó)資源綜合利用 陳 輝 王巨媛 田曉飛 等 含水率與 耦合對(duì)驢糞堆肥過(guò) 程中溫室氣體排放的影響 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào) 楊海君 許云海 肖 為 等 溫度和物料配比對(duì)城市園林綠化 廢物與雞糞水浴法好氧堆肥的影響 水土保持通報(bào) 龔建英 田鎖霞 王智中 等 微生物菌劑和雞糞對(duì)蔬菜廢棄物堆 肥化處理的影響 環(huán)境工程學(xué)報(bào) 陳曉飛 呼世斌 張婷敏 微生物菌劑對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物腐熟進(jìn)程影 響研究 農(nóng)機(jī)化研究 戴美玲 江 濤 譚 美 等 微生物菌劑對(duì)菜粕好氧堆肥發(fā)酵 的影響 磷肥與復(fù)肥 高建程 于金蓮 石登榮 等 不同預(yù)堆期對(duì)牛糞堆肥進(jìn)程的影 響研究 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 任麗梅 賀 琪 李國(guó)學(xué) 等 氫氧化鎂和磷酸混合添加劑在模 擬堆肥中的保氮效果研究及其經(jīng)濟(jì)效益分析 農(nóng)業(yè)工程學(xué) 報(bào) 馮 蓉 劉 麗 楊勝竹 等 好氧高溫堆肥氮素?fù)p失及保氮技 術(shù)研究進(jìn)展 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào) 陳孟立 蔬菜廢棄物堆肥過(guò)程中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的機(jī)理 楊 凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 劉 宇 席運(yùn)官 高 麗 等 有機(jī)農(nóng)場(chǎng)蔬菜廢棄物堆肥效果研 究 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 楊 宇 魏源送 劉俊新 不同通風(fēng)方式對(duì)添加鎂鹽后豬糞堆肥 過(guò)程中氮磷保存的影響 環(huán)境科學(xué) 葉素萍 農(nóng)牧業(yè)固體廢棄物堆肥化處理過(guò)程中氮素?fù)p失調(diào)控技 術(shù)的研究 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 史春梅 王繼紅 李國(guó)學(xué) 等 不同化學(xué)添加劑對(duì)豬糞堆肥中氮 素?fù)p失的控制 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 李國(guó)學(xué) 李玉春 李彥富 固體廢物堆肥化及堆肥添加劑研究進(jìn) 展 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 周肖紅 韓 偉 葛雨萱 添加已腐熟堆肥和 菌對(duì)草末堆肥 過(guò)程的影響 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 劉艷婷 鄭 莉 寧尋安 等 微生物菌劑對(duì)畜禽糞便好氧堆肥 過(guò)程中重金屬鈍化與氮轉(zhuǎn)化的影響 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 和麗忠 陳 喜 陳錦玉 等 蔬菜廢棄物無(wú)害化處理農(nóng)藥殘留 量變化研究 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 增刊 張圓圓 李 峰 張宇嬌 等 農(nóng)田尾菜發(fā)酵過(guò)程中農(nóng)藥殘留變 化特征 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期