添加有機廢棄物對茶渣高溫堆肥過程中氮變化的影響

張德剛，李春燕，袁　寒，施　嫻

（紅河學院生命科學與技術學院，云南蒙自 661100）

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添加有機廢棄物對茶渣高溫堆肥過程中氮變化的影響

張德剛，李春燕，袁寒，施嫻

（紅河學院生命科學與技術學院，云南蒙自 661100）

摘 要：利用廢棄茶渣為原料添加玉米桿、鋸末、綠化廢棄物和VT-1000微生物菌劑進行高溫堆肥，采用人工翻堆方法，研究茶渣高溫堆肥過程中總氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量隨時間的變化。結(jié)果表明：從堆肥的溫度變化來看，添加玉米稈處理高溫持續(xù)時間長且溫度高，腐熟效果最好；從氮的變化情況看，茶渣堆肥過程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進程，而添加玉米桿腐熟效果最好。

關鍵詞：茶渣；有機廢棄物；VT-1000微生物菌劑；堆肥

茶葉產(chǎn)品主要為人類消費，但目前中高檔茶好銷，低檔茶嚴重滯銷.[1]全國每年的低檔茶有數(shù)百萬噸，不論是用于提取速溶茶或是提取其他功能性成分，都不可避免地會產(chǎn)生大量廢茶和茶渣.目前茶渣的處理方法大多是采用自然堆放、填埋丟棄或作為飼料及飼料添加劑，嚴重污染了周圍的生態(tài)環(huán)境.[2]如何有效利用這些茶渣，解決茶渣造成的環(huán)境污染，同時變廢為寶，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益是迫在眉睫的問題.高附加值的農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化利用，特別是高附加值的生物有機肥及有機無機復合肥的開發(fā)研制，不但能解決環(huán)境污染問題，而且可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供大量的有機肥料，是減少農(nóng)業(yè)面源污染、節(jié)約資源、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑.所以，以廢棄茶渣為原料，添加當?shù)刎S富的有機廢棄物將茶渣開發(fā)為肥料是一條變廢為寶的途徑，具有良好的經(jīng)濟、生態(tài)效益和廣泛的應用前景.

1　材料與方法

1.1 材料及碳氮含量分析

茶渣來自紅河唐人生物發(fā)展有限公司（含碳28.10%，含氮4.16%），鋸末購買于云南蒙自市市場（含碳42.34%，含氮0.25%），綠化廢棄物選自紅河學院校園內(nèi)（含碳39.05%，含氮0.83%），玉米秸稈來自紅河學院實踐基地（含碳46.39%，含氮0.48%）.VT-1000微生物菌劑由北京沃土天地生物科技有限公司提供.

1.2 實驗方法

堆肥試驗處理按表1進行設計，每處理3次重復，在紅河學院校內(nèi)實踐基地進行.堆肥的規(guī)格為高約1m的金字塔形的堆體，采用人工翻堆的方法進行通風，每周翻堆一次.每日早晚測定堆體上、中、下部的溫度，計算平均溫度；同時測定每日堆肥現(xiàn)場的環(huán)境溫度.從堆制開始每周采集樣品，每堆每次在堆體的上、中、下部分別取樣后充分混合，一部分直接保存到冰箱備用，另一部分自然風干磨碎過25目篩，干燥保存?zhèn)溆?

表1　實驗處理設計

1.3 監(jiān)測指標及方法

總氮的測定用重鉻酸鉀—硫酸消化法[4]，銨態(tài)氮的測定用靛酚藍比色法,硝態(tài)氮的測定用酚二磺酸比色法[5].數(shù)據(jù)采用Excel和DPS軟件進行統(tǒng)計分析.

2　結(jié)果與分析

2.1 茶渣堆肥過程中溫度的變化

溫度是堆肥過程中的一個重要指標.堆肥溫度的變化可以指示堆肥是否達到高溫階段，是否已經(jīng)完全腐熟.一般認為，堆肥的最適溫度為50～60℃[6]，堆體溫度在55℃條件下保持3d以上(或50℃保持5～7d)是保證堆肥衛(wèi)生指標合格和堆肥腐熟的重要條件[7].從表2可以看出，各處理達到50℃所需的時間分別是13、9、6和13天；高溫持續(xù)時間分別是3、3、11和1天.處理3達到高溫階段比處理1、處理2和處理4要早，且持續(xù)時間也比其他3個處理長，最高溫度也比其他3個處理高，從堆肥溫度變化情況看，處理3效果較好.

表2　茶渣堆肥過程中溫度的變化

2.2 茶渣堆肥過程中總氮的變化

從圖1中可以看出，總氮含量在堆肥初期都有一個下降的階段，而后在第7-14d時所有處理開始緩慢的上升.處理2則是從第7d以后一直持續(xù)上升，到第49d時達到最大值，其他三個處理在第14-21d有所下降.各處理在堆肥的初期總氮的含量都有一個下降的階段，而堆肥后期微生物的固氮作用使總氮量的增加，最后堆肥總氮量趨于穩(wěn)定.

圖1　茶渣堆肥過程中T-N的變化圖

2.3 堆肥過程中水溶性NH4+-N的變化

從圖2可以看出，4個處理總趨勢是先上升后下降.一般認為NH4+-N的缺失及減少是堆肥腐熟的標志，堆肥中銨的濃度小于400.00mg/kg時，認為已經(jīng)腐熟[7-8].實驗結(jié)果表明，經(jīng)高溫階段后，各處理銨態(tài)氮含量都很快下降.到49d各處理的銨態(tài)氮含量都小于400.00mg/kg.從銨態(tài)氮的變化來看，茶渣堆肥過程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進程，且添加玉米桿最有利于腐熟.

圖2　茶渣堆肥過程中水溶性NH4+-N的變化圖

2.4 茶渣堆肥過程中水溶性NO3--N的變化

從圖3中可以看出，堆肥開始時硝態(tài)氮含量均較低，但是隨著堆肥時間的推移，硝態(tài)氮含量呈逐漸上升的趨勢，達到最大值時，硝態(tài)氮含量處理4>處理3>處理2>處理1.說明在茶渣堆肥過程中添加玉米桿、鋸末有利于茶渣堆肥的腐熟進程.堆肥的初期硝態(tài)氮含量較低，可能是由于前期的高溫條件抑制了硝化細菌的生長活動，影響硝化作用的順利進行[9-10]，后期，NO3--N的含量逐漸增加，并呈迅速上升趨勢，主要是因為NH4+-N向NO3

--N轉(zhuǎn)化的結(jié)果.

圖3　茶渣堆肥過程中水溶性NO3--N的變化圖

3　結(jié)論

（1）從堆肥的溫度變化來看，添加玉米稈處理高溫持續(xù)時間長且溫度高，腐熟效果最好.

（2）從堆肥結(jié)束的氮變化情況看，茶渣堆肥過程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進程，而添加玉米桿腐熟效果最好.

（3）所有處理在堆肥的初期硝態(tài)氮含量都相對較低，而后硝態(tài)氮含量逐步的增加到最大值.

參考文獻：

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[責任編輯 魯海菊]

The Effect of Nitrogen Variation of High Temperature Compost of Tea Leave Residues by Adding Organic Wastes

ZHANG De-gang,LI Chun-yan,YUAN Han,SHI Xian
(College of Life Science and Technology,University of HongHe,Yunnan Mengzi 661100,China)

Abstract:Using tea leaves residue as raw material by adding corn stalk,sawdust,green wastes and VT - 1000 microbial agents in high temperature compost with artificial pile method,to research total nitrogen,ammonium nitrogen and nitrate nitrogen contents change with time in high temperature compost.The results show that from the point of the temperature variation,adding corn stover by high temperaturein in long time,rotten effect is the best; from nitrogen variation aspect,adding corn stalk,sawdust and greening wastes are advantageous to the tea leaves residue composting rotten process,but adding the corn stalk rotten effect is the best.

Key words:Tea leave wastes; Organic wastes; VT-1000 microbial agents; Compost

基金項目：紅河學院科研基金重點項目（10XJZ103）

收稿日期：2014-11-20

DOI:10.13963/j.cnki.hhuxb.2016.02.005

中圖分類號：S365

文獻標識碼：A

文章編號：1008-9128（2016）02-0020-02

第一作者：張德剛（1977—），男，云南石屏人，碩士，副教授，研究方向：農(nóng)業(yè)資源利用與環(huán)境保護方面的教學和研究。