【摘要】：本研究采用不同濃度的硫酸對玉木耳菌糠進行酸預處理,與微生物菌劑混合在常溫條件下進行好氧堆肥,研究不同酸濃度(0(A0)、0.1(A1)、0.3(A2)、0.5mol/L(A3))預處理對玉木耳菌糠腐熟過程的影響,針對溫度、含水量、pH、揮發(fā)氨、C/N、有機質(zhì)以及發(fā)芽指數(shù)等多項指標在堆肥過程中的動態(tài)變化進行分析,探討腐熟玉木耳菌糠酸預處理的最佳濃度,為縮短腐熟時間,提高堆肥品質(zhì)提供理論依據(jù)。以腐熟好的玉木耳菌糠為材料,通過添加膨潤土和蛭石等材料,研究以不同配比配制成的水稻育苗基質(zhì)的株高、莖基寬、壯苗指數(shù)、出苗率、葉綠素指數(shù)等。并篩選出最佳玉木耳菌糠水稻育苗基質(zhì)配方方案,為菌糠等農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用提供新途徑。研究結(jié)果如下:(1)通過對物理指標溫度、pH、EC等分析,在堆肥期間,A0、A1、A2、A3處理最高溫度分別為56℃、59℃、48℃、32℃;至堆肥結(jié)束時,與未添加硫酸的處理A0的pH(6.63)相比,A1、A2和A3分別降低了1.37、4.73、5.105;A0、A1、A2和A3處理EC值分別為1.625、2.775、4.15和6.025 m S·cm~(-1);綜合結(jié)果表明A0和A1處理均完全腐熟,其中A1腐熟溫度較高,效果較好,表明合理的酸預處理濃度提高了堆體腐熟的最高溫度和時長,使堆體達到無害化處理。(2)通過對全氮、C/N的分析,A0、A1、A2和A3處理C/N整體均呈現(xiàn)下降趨勢,至堆肥結(jié)束分別下降了12.58、12.44、10.06、0.95;各處理N含量分別增加了40.5%、32.7%、18.2%和0%。結(jié)果表明在堆肥過程中有機碳含量隨著堆肥進程的推進而減少,而全氮含量增加,A0和A1處理達到堆肥腐熟標準。(3)通過對堆肥品質(zhì)四種處理的堆體有機質(zhì)進行分析,A0、A1、A2和A3處理有機質(zhì)含量分別為63.42%、59.86%、53.89%和59.24%。結(jié)果表明各處理有機質(zhì)含量均呈現(xiàn)降低趨勢,說明酸預處理能夠有效降解部分復雜有機物質(zhì),使微生物在腐熟過程中更好地利用和分解,加快堆肥的進程。(4)通過對堆肥產(chǎn)品全鉀、全磷指標測定分析,至腐熟結(jié)束后,各處理磷含量分別為0.723、0.745、0.519和0.303。鉀含量分別為0.0402、0.0438、0.0308和0.0288。結(jié)果表明除A3處理外,A0、A1和A2處理磷、鉀含量均呈現(xiàn)上升趨勢,且適宜濃度的酸預處理,能夠提高堆體的養(yǎng)分含量。(5)通過對堆肥過程中氨揮發(fā)的動態(tài)指標的分析,各處理N含量分別增加了40.5%、32.7%、18.2%和0%。累積氨揮發(fā)量分別為1.01325、0.805、0.182和-0.10675 g/kg·h。較A0相比,其余處理均呈明顯降低的趨勢,酸預處理顯著地降低了NH_3的揮發(fā)量,減少了氮素的損失,具有良好的固氮作用并減少了對大氣的污染。(6)通過對植物指標發(fā)芽指數(shù)的測定分析,各處理發(fā)芽指數(shù)分別為86%、114%、75%和0%,可以判斷A0和A1處理完全符合腐熟標準,說明適當?shù)牧蛩犷A處理濃度顯著提高了發(fā)芽指數(shù),適宜的弱酸環(huán)境有利于種子和作物的生長。(7)從纖維結(jié)構(gòu)和掃描電鏡來看,A1處理纖維素降解率為24.1%,半纖維素降解率為31.33%,而其他處理降解率均明顯低于A1處理。從掃描電鏡的角度來看,A1處理較其他處理相比,改善了纖維結(jié)構(gòu),裂解難分解的纖維素、木質(zhì)素等有機物質(zhì)的同時,打開纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),促進微生物對內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)的分解,加快腐熟進程,而其他處理則效果較差。(8)通過采用不同材料配比的基質(zhì)對水稻育苗秧苗出苗率的分析,AB組的水稻幼苗平均出苗率為85.8%,高于AC組平均出苗率約6個百分點,AB組最高出苗率為94%,AC組最高出苗率為85%。AB組總體出苗整齊,而AC組出苗率較低,出苗不齊,長勢不一。(9)通過對水稻秧苗的綜合素質(zhì)評價,AB組中1-6處理壯苗指數(shù)為0.10443與CK壯苗指數(shù)0.10703相差甚小,其余均明顯小于對照土壤CK;AC組中壯苗指數(shù)最接近CK的為2-6處理,為0.08200。表明AB組秧苗素質(zhì)較好,于對照土壤CK無明顯差異,壯苗指數(shù)較高,整體素質(zhì)較好。(10)對各處理水稻秧苗素質(zhì)進行分析,AB組中1-6處理秧苗素質(zhì)最好,說明該配比適用于水稻育苗,比例為菌糠:膨潤土:蛭石=92:3:5。(11)通過對玉木耳菌糠堆肥質(zhì)量和腐熟度,A1處理為最佳處理效果的堆肥產(chǎn)品,且配比膨潤土、蛭石能夠有效增強水稻秧苗素質(zhì)。
【學位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S511
【圖文】：

第 6d 進入高溫期，第 9 天達到最高溫度 59℃，前后共 8d 保持在 高溫度僅達到 48℃，并只維持 2d，此后溫度逐漸下降。腐熟從第 3d他處理差異顯著，溫度并沒有明顯變化，相較之下，溫度處于最低。靜態(tài)好氧堆肥，堆體溫度達 55℃以上應至少需 5 d，以殺死蟲卵和致 5~7d。因此，A0 和 A1 達到堆體溫度標準，而 A2 和 A3 并不達堆體溫度基本達到室溫。添加硫酸的處理推遲了堆體進入高溫期的時腐熟溫度甚至無溫度變化。由此表明，酸預處理抑制微生物活動，酸時間馴化后堆體溫度并無明顯差異且提高了高溫期的溫度，但酸度過顯，微生物無法適應濃酸環(huán)境活動受限。

因 A3 處理酸濃度過高，微生物嚴重失活，無法適應濃酸環(huán)境，因此 pH 值無明顯變化。高溫階段有機物質(zhì)的快速分解，使水溶性鹽濃度劇增[97],各處理 EC 值均與高溫期達到最大值，之后大體呈現(xiàn)下降趨勢，至堆肥結(jié)束時 A0、A1、A2 和 A3 處理 EC 值分別為 1.625、2.775、4.15 和 6.025 mS·cm-1，整個堆肥過程中 A0 的 EC 值最低，其余 3個處理由于硫酸的添加，增加了堆肥中可溶性鹽的含量，同時由于腐熟過程中產(chǎn)生大量小分子物質(zhì)，促使 EC 值上升[98]。其中 A2 與 A3 處理 EC 大于 4 mS·cm-1，未滿足腐熟的要求[99]。添加硫酸的處理由于增加了硫酸根離子，顯著增加了 EC 值，改變了細胞的滲透壓[100]，同時降低了堆肥初期的 pH 值，微生物的活性受到抑制，使 A1、A2 和 A3處理進入高溫期的時間有所推遲甚至沒有進入高溫期，其中 A3 處理最明顯。

滲透壓[100]，同時降低了堆肥初期的 pH 值，微生物的活性受到抑制，使 A1、A2 和 A3處理進入高溫期的時間有所推遲甚至沒有進入高溫期，其中 A3 處理最明顯。圖 2.2 不同濃度酸預處理對堆體 pH 和 EC 的影響Fig. 2.2 pH and EC changes in the composting with different concentration of acid

【參考文獻】

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本文編號：2754126