豬糞混合堆肥工藝、物質(zhì)轉(zhuǎn)變及腐熟度研究

撰文/宋以星

為提高堆肥效率，保證堆肥質(zhì)量并降低堆肥成本，在初始C/N比條件下（C/N=15）豬糞與木屑混合堆肥的可行性，研究木屑、稻草、廢紙、樹(shù)葉、粉煤灰、木塊以及陶粒等填充劑與豬糞混合堆肥的效果，比較單一強(qiáng)制通風(fēng)、單一機(jī)械翻堆以及強(qiáng)制通風(fēng)與翻堆相結(jié)合三種通風(fēng)方式對(duì)豬糞混合堆肥的影響。在初始C/N比為15的條件下進(jìn)行豬糞與木屑混合堆肥，從物質(zhì)轉(zhuǎn)變的角度來(lái)看是可行的，但由于豬糞的比例較大，造成堆肥產(chǎn)品的鹽分含量過(guò)高（4.10 dS/m），使水堇（Lepidium sativum）種子的發(fā)芽及幼苗的生長(zhǎng)受到抑制。豬糞、雞糞與木屑混合堆肥時(shí)，鹽分含量更高（5.79 dS/m）。研究結(jié)果認(rèn)為，豬糞:稻草:粉煤灰=3:1:1（濕重比），豬糞:稻草=3:2（濕重比，加入占總體積10%的陶粒）以及豬糞:木屑:樹(shù)葉=3:1:1（濕重比）三個(gè)處理是豬糞混合堆肥的較佳物料組合及配比。豬糞堆肥過(guò)程中添加粉煤灰或綠化廢料（樹(shù)葉等）能改善堆肥的理化性質(zhì)，縮短堆肥達(dá)到腐熟所需要的時(shí)間，對(duì)處理這兩種廢物具有重要意義。強(qiáng)制通風(fēng)與翻堆相結(jié)合是豬糞混合堆肥的最佳通風(fēng)方式，它最能促進(jìn)豬糞堆肥的腐熟，單一翻堆方式次之，單一強(qiáng)制通風(fēng)方式最差。

不同堆肥的乙酸、甲酸、丙酸、草酸及檸檬酸等小分子有機(jī)酸的含量隨堆肥的進(jìn)行而顯著減少，在堆肥結(jié)束時(shí)都停留在一個(gè)較低的水平。堆肥后期，廢紙保持強(qiáng)烈的厭氧分解導(dǎo)致堆肥產(chǎn)品中各種有機(jī)酸的含量明顯高于其它處理，廢紙不宜用作豬糞混合堆肥的填充料。研究還發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)制通風(fēng)與機(jī)械翻堆相結(jié)合的通風(fēng)方式最有利于堆肥中各種有機(jī)酸的降解，單一強(qiáng)制通風(fēng)的效果最差。有機(jī)酸植物毒性模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，同一濃度混合酸的植物毒性明顯高于單一有機(jī)酸，以混合酸的總濃度作為堆肥腐熟度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)較為合適。乙酸、甲酸及丙酸在堆肥中的濃度較高，本研究推薦以乙酸、甲酸及丙酸的混合濃度小于300 mg/kg作為腐熟堆肥的有機(jī)酸評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 堆肥過(guò)程中細(xì)菌、放線(xiàn)菌及真菌的數(shù)量及其菌屬組成變化受不同供氧方式及不同填充料的影響很小。研究還發(fā)現(xiàn)，堆肥后期出現(xiàn)游動(dòng)放線(xiàn)菌可以作為高溫好氧豬糞混合堆肥腐熟的指示微生物。

經(jīng)過(guò)63天堆肥后，各個(gè)處理的重金屬濃度比堆肥開(kāi)始時(shí)略有提高，但明顯低于原豬糞的重金屬濃度。經(jīng)過(guò)堆肥后，Cu、Zn及Pb的生物有效性明顯下降，所有堆肥產(chǎn)品均符合安全農(nóng)用的要求。堆肥后，腐殖質(zhì)中大分子量組分結(jié)合更多的C u，且結(jié)合力較強(qiáng)，小分子組分結(jié)合更多的Z n，但其結(jié)合力較弱。

豬糞堆肥過(guò)程中保氮技術(shù) 由于傳統(tǒng)堆肥技術(shù)容易造成大量的氨究氣揮發(fā),導(dǎo)致堆肥成品中氮素含量下降,產(chǎn)品質(zhì)量下降。因此對(duì)傳統(tǒng)堆肥技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造,是國(guó)內(nèi)外有機(jī)肥料研究的重要方向。對(duì)不同類(lèi)型豬糞養(yǎng)分含量調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)采取添加有機(jī)物料,以及補(bǔ)充添加有機(jī)改良劑和無(wú)機(jī)改良劑等措施對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)型豬糞進(jìn)行堆肥處理,其結(jié)果如下: 1.近十多年來(lái)與傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式產(chǎn)生的豬糞成分含量基本維持不變相比,農(nóng)戶(hù)喂飼料型和養(yǎng)豬場(chǎng)型的成分含量都發(fā)生了較大的改變。其中養(yǎng)豬場(chǎng)型的豬糞氮磷鉀銅鋅含量最高,分別為:26.97g/kg、14.22g/kg、19.41g/kg、540.8mg/kg和700.6mg/kg;而農(nóng)戶(hù)喂飼料型的養(yǎng)分含量其次,農(nóng)戶(hù)不喂飼料型豬糞中氮磷鉀最低。 雅安市豬糞有機(jī)肥料總氮、磷、鉀和銅、鋅養(yǎng)分高于全國(guó)平均水平。由于農(nóng)戶(hù)型的豬糞比較分散,有大量農(nóng)田可以消納,基本不會(huì)堆積造成污染,因此,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的養(yǎng)豬場(chǎng)型豬糞進(jìn)行堆肥化處理,有利于提高有機(jī)肥資源化水平,改善環(huán)境。 2.添加有機(jī)物料降低了堆肥過(guò)程中氨氣揮發(fā)損失,顯著提高了堆肥產(chǎn)品的全氮含量。