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随着规模化畜禽养殖业的快速发展,每年产生大量的秸秆和畜禽粪便,堆肥是有机废弃物资源化的重要处理手段,属于绿色生态处理技术。作物秸秆在堆肥过程中常用来调节堆肥孔隙率、含水率等,但因其结构中的木质素难降解,阻碍了微生物对纤维素的降解速率,导致堆肥周期长,营养元素大量损失,从而成为了影响堆肥腐熟进程的重要限速因素。因此,在农业废弃物堆肥化过程中,提高秸秆降解速率,加快腐熟具有重要意义。论文选取水稻秸秆为对象,通过生物的和化学的方法对水稻秸秆进行预处理,添加秸秆腐熟剂和氢氧化钙分别进行10d和20d的静态堆置,再与猪粪按比例混合进行好氧堆肥。运用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(IR)、扫描电镜(SEM)和化学分析等手段对作水稻秸秆进行分析,研究不同预处理方法对堆肥进程、秸秆形态结构及营养元素的变化影响。主要结论如下:
(1)水稻秸秆的预处理可有效破坏秆中纤维素的结晶度、聚合度等,脱除木质素;秸秆腐熟剂和氢氧化钙预处理水稻秸秆的破坏程度依次为B2>B1>C1>C2;分别对五个处理的堆肥过程中堆体温度、含水率、pH值、电导率、种子发芽率等进行监测,结果表明,B2腐熟进程最快,其后依次为B1、C1、C2、CK;对不同秸秆预处理堆肥中养分进行分析,B2比CK高2.2个百分点,其他处理与CK差异不大,预处理时应注意钾素的保留。
(2)堆肥过程中,五个处理的堆肥中H2O-P、NaHCO3-P、NaOH-P、HCl-P的含量均明显升高,磷形态之间的转换主要发生在堆肥前期,尤其是有机磷的转化。秸秆腐熟剂处理组中,H2O-Po、NaOH-Po、HCl-Po的含量在堆肥过程中呈现出先减少后增加的趋势,而NaHCO3-Po则呈现不断增加的趋势,这说明高温有利于稳定态磷向活性磷转化。水稻秸秆的预处理可从一定程度上保留H2O-Pi,NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi含量,均呈现上升趋势。
(1)水稻秸秆的预处理可有效破坏秆中纤维素的结晶度、聚合度等,脱除木质素;秸秆腐熟剂和氢氧化钙预处理水稻秸秆的破坏程度依次为B2>B1>C1>C2;分别对五个处理的堆肥过程中堆体温度、含水率、pH值、电导率、种子发芽率等进行监测,结果表明,B2腐熟进程最快,其后依次为B1、C1、C2、CK;对不同秸秆预处理堆肥中养分进行分析,B2比CK高2.2个百分点,其他处理与CK差异不大,预处理时应注意钾素的保留。
(2)堆肥过程中,五个处理的堆肥中H2O-P、NaHCO3-P、NaOH-P、HCl-P的含量均明显升高,磷形态之间的转换主要发生在堆肥前期,尤其是有机磷的转化。秸秆腐熟剂处理组中,H2O-Po、NaOH-Po、HCl-Po的含量在堆肥过程中呈现出先减少后增加的趋势,而NaHCO3-Po则呈现不断增加的趋势,这说明高温有利于稳定态磷向活性磷转化。水稻秸秆的预处理可从一定程度上保留H2O-Pi,NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi含量,均呈现上升趋势。