堆肥工艺及专用有机—无机复合肥的研制

论文摘要

以猪粪和稻壳糠为原料,添加2～3‰的EM菌剂,采用条垛式翻堆和静态强制通风堆肥两种工艺堆肥,测定堆肥腐熟的有机肥指标（主要包括:氮、磷、钾、发芽指数、蛔虫卵、大肠杆菌等）;同时,根据辣椒和樱桃番茄在整个生长过程中不同营养成份需求量,分别设置高氮、高磷和高钾的有机-无机复混（散混）肥处理,以及分2次施用的高氮处理和颗粒态高氮处理,通过盆栽试验,研制出辣椒和樱桃番茄专用有机—无机复合肥配方;另外,构建了一套温度与含氧量相结合的自动堆肥通风控制系统。实验结果如下:（1）以猪粪和稻壳糠为原料,添加2～3‰的EM菌剂,采用条垛式翻堆和静态强制通风工艺堆肥,在堆制的过程中,两堆体都经历了升温期、高温期、降温期三阶段,在高温期分别维持了23天和21天,大肠杆菌值和蛔虫卵杀灭率分别为0.048、100%;0.063、100%,达到了国家粪便无害化卫生标准。（2）以猪粪堆肥为原料,设置高氮、高磷和高钾的有机无机复混（散混）肥处理,以及分2次施用的高氮处理和颗粒态高氮处理,研究了这些不同养分配比和施肥方式对盆栽条件下樱桃番茄和辣椒生长状况、产量、维生素C、硝酸盐及可溶性糖等品质的影响。结果表明,施磷量为每千克土P2O5 0.1 g的各肥料处理,樱桃番茄和辣椒幼苗的生长受到磷营养不足的抑制,施磷量为每千克土P2O50.2g的高磷处理幼苗生长良好,各处理在追施每千克土P2O5 0.1 g后磷的限制作用得以解除;在不同养分配比及不同施用方式中,在苗期和初果期分2次施用高氮处理（每千克土N 0.3 g-P2O5 0.2 g～K2O 0.2 g）,高钾处理（每千克土N 0.2 g～P2O5 0.2 g～K2O 0.3 g）,取得了产量和品质俱佳的效果;同时,盆栽辣椒采用高钾处理（每千克土N 0.2 g～P2O5 0.2 g～K2O 0.3 g）也获得了产量和品质俱佳的效果。（3）构建了一套自动的静态强制通风控制系统。该系统可实现自动在线实时检测堆体上、中、下三层温度及中层湿度和含氧量参数,并可根据堆体的状态参数的变化,调节风机的开关（即当堆体中层温度低于45℃,风机不运行;当堆体中层温度在45～60℃之间时,根据含氧量决定风机是否运行,即当堆体中层含氧量≤3%时,风机运行,当含氧量≥17%时,风机停止;当堆体中层温度≥60℃时,风机运行）,达到堆肥的最佳状态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 前言
• 1.1 畜禽粪便的危害及其污染特点
• 1.1.1 大气污染
• 1.1.2 氮、磷及矿物元素污染
• 1.1.3 水体污染
• 1.1.4 兽药残留污染
• 1.2 我国畜禽粪便的产量及污染现状
• 1.3 畜禽粪便处理技术
• 1.3.1 干燥法
• 1.3.2 厌氧发酵技术
• 1.3.3 堆肥技术（composting）
• 1.4 国内外畜禽粪便处理发展趋势
• 1.5 生物有机肥发酵的理论基础
• 1.5.1 堆肥发酵机理
• 1.5.2 堆肥类型及评价
• 1.5.2.1 条垛式堆肥系统（windrow composting system）
• 1.5.2.2 通气静态垛系统（forced aeration static pile composting system）
• 1.5.2.3 反应器系统（In-vessel composting system）
• 1.5.3 堆肥影响因素
• 1.5.3.1 含水率
• 1.5.3.2 碳氮比（C/N）
• 1.5.3.3 温度
• 1.5.3.4 供气量
• 1.5.3.5 pH值
• 1.5.3.6 堆肥腐熟度的评价
• 1.6 有机-无机复合肥研究进展
• 1.6.1 机机-无机复合肥概念
• 1.6.2 有机-无机复合肥肥效特点及生产标准
• 1.6.2.1 有机肥对土壤养分的影响
• 1.6.2.2 有机肥料可以提高化肥利用率
• 1.6.2.3 有机肥可以提高产量,改善果实品质
• 1.6.2.4 有机肥提高抗旱耐涝能力
• 第二章 研究的目的和意义
• 第三章 两种不同堆肥工艺应用研究
• 1 试验材料
• 1.1 试验系统
• 1.1.1 试验规模的确定
• 1.1.2 通风需求量
• 1.1.3 风机压力的计算
• 1.1.4 堆体压力损失
• 1.1.5 穿孔管压差损失
• 1.1.6 风机出口到穿孔管压力损失
• 1.1.7 风机的选型
• 1.2 原料及特性
• 2 试验方法
• 2.1 堆肥池构建
• 2.2 样品的采集
• 2.3 试剂的配置
• 2.4 所需主要仪器设备
• 2.5 测定方法
• 2.5.1 有机质测定
• 2.5.2 氮的测定—半微量凯氏法
• 2SO₄-HNO₃消煮—钒钼黄比色法'>2.5.3 全磷的测定—H₂SO₄-HNO₃消煮—钒钼黄比色法
• 2SO₄-HNO₃消煮,火焰光度法:'>2.5.4 全钾的测定—H₂SO₄-HNO₃消煮,火焰光度法:
• 2.5.5 pH值测定
• 2.5.6 含水率的测定
• 2.5.7 全钠、全钙、全镁、全铜、全锌、全铅、全锰
• 2.5.8 发芽指数测定方法
• 2.5.9 蛔虫卵死亡率的测定
• 2.5.10 大肠杆菌
• 3 结果和分析
• 3.1 物理性状
• 3.2 温度变化
• 3.3 pH值
• 3.4 含水率
• 3.5 物质变化
• 3.6 无害化卫生学
• 3.7 发芽指数
• 4 讨论
• 4.1 条跺式与静态强制通风系统比较
• 4.2 微生物与堆体温度
• 4.3 本试验条垛式与传统的条垛式堆肥系统比较
• 4.4 堆肥过程中的氮损失与过程控制
• 4.5 供氧方式的选择与供氧的可操作性和经济性
• 第四章 樱桃番茄和辣椒专用配方研制
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 供试土壤
• 1.1.2 供试作物
• 1.1.3 供试原料有机肥
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 肥料配方
• 1.2.2 试验设计与实施
• 1.2.3 测定方法
• 1.2.3.1 主要试验器材
• 1.2.3.2 试剂配制
• 1.2.3.3 Vc测定:2,6-二氯靛酚滴定法
• 1.2.3.4 可溶性糖测定:蒽酮比色法
• 3-N测定:对氨基苯磺酸-A-萘胺比色法'>1.2.3.5 NO₃-N测定:对氨基苯磺酸-A-萘胺比色法
• 2 结果与分析
• 2.1 有机—无机复混肥对樱桃番茄和辣椒生长发育的影响
• 2.2 有机—无机复混肥对樱桃番茄和辣椒产量的影响
• 2.3 有机—无机复混肥对樱桃番茄和辣椒品质的影响
• 3 讨论
• 3.1 有机—无机复合肥配方对番茄、辣椒植株生长发育影响
• 3.2 有机—无机复混肥及不同施肥方式对番茄、辣椒产量和品质的影响
• 3.3 猪粪生产有机-无机复合肥的意义
• 第五章 温度与含氧量相结合的自动堆肥通风控制系统
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 系统需求
• 1.2.2 系统设计
• 1.2.2.1 系统闭环控制系统
• 1.2.2.2 系统物理结构
• 1.2.2.3 下位机系统结构
• 2 结果与分析
• 2.1 系统运行概述
• 2.2 经济性分析
• 3 讨论
• 3.1 温度与含氧量相结合的自动堆肥通风控制系统与时问控制法比较
• 3.2 温度与含氧量相结合的自动堆肥通风控制系统与温度控制法比较
• 3.3 温度与含氧量相结合的自动堆肥通风控制系统与耗氧控制法比较
• 下一步工作
• 小结
• 参考文献
• 致谢