一种保氮、保碳的堆肥制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种保氮、保碳的堆肥制备方法，属于环境工程领域。
【背景技术】
[0002] 高温好氧堆肥是处理畜禽粪便的有效途经之一，在全球范围内被广泛应用，高温 堆肥过程中的氮素迁移转化一直是国内外的研究热点。有机物降解伴随高温产生的大量氨 挥发是堆肥氮素损失的主要原因，众多研究表明，堆肥过程中的氨挥发约占堆肥总氮质量 的20%~60%，不仅造成空气污染，也造成养分资源流失。此外，堆肥过程中还有部分养分 以氧化亚氮、甲烷的形式损失，二者对温室效应的贡献都远大于C0 2。堆肥升温过程热量主 要来自微生物对有机质的分解作用，虽然政府间气候变化专门委员会关于农业温室气体排 放的指南中指出，堆肥过程中的C0 2源于生物过程，不作为全球变暖的贡献因子，但是在保 证堆肥质量的情况下，减少碳素损失可以提高堆肥中有机质含量、提高堆肥产量，不仅具有 可观的经济效益，也可带来一定的环境效益。因此，在实际生产中如何有效提高堆肥产品的 农用价值，在控制堆肥过程环境污染的同时，最大可能地减少堆肥氮素和碳素损失，提高堆 肥产量，是人们最关心的问题关键。
[0003] 近年来国内外对不同类型添加剂进行保氮、保碳，以及减少堆肥气体污染已进行 较多试验性研究，但限于外源添加剂普遍成本较高或不易获得，目前大多难以在实际生产 中应用。基于中国有机肥产业的发展现状，来源广泛的经济型添加剂仍是有机肥生产企业 的首选，因此开发出一种以过磷酸钙为添加剂的保氮、保碳的堆肥制备方法具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种保氮、保碳的堆肥制备方法，该方法在保证堆肥质量的 情况下，不仅可提高堆肥产量，同时还可控制堆肥过程对环境的污染。
[0005] 本发明提供的保氮、保碳的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆 肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；
[0006] 所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总 氮的物质的量的20 %~25% ;
[0007] 所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸杆的混合物。
[0008] 上述制备方法中，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物 质的量的20%~25%,具体可为20%或25%,相当于所述过磷酸|丐的质量为所述堆肥原料 物料干质量的13. 2%~16. 5%，具体可为13. 2%或16. 5%。
[0009] 上述制备方法中，所述新鲜猪粪与所述玉米秸杆的质量比为6~10 :1，具体可为 6. 5 :1〇
[0010] 上述制备方法中，所述过磷酸钙中P205的质量分数大于等于18 %，具体可为18 %。
[0011] 上述制备方法中，所述堆肥原料和所述添加剂的质量含水率为60 %~75%，具体 可为67%。
[0012] 上述制备方法中，所述新鲜猪粪的鲜基质量含水率为65 %~80%，具体可为 76. 7% ；
[0013] 所述玉米秸杆的鲜基质量含水率为6%~15%，具体可为8. 5%。
[0014] 上述制备方法中，所述玉米秸杆的长度为2~5cm。
[0015] 本发明提供的保氮、保碳的堆肥制备方法，成本低廉操作简单，在控制堆肥过程氮 素损失和碳素损失的同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求，提高了堆 肥产品中养分的含量，提高了农业有机废弃物肥料化的转化率，同时还可减少堆肥过程温 室气体排放，实现了制备过程的节能减排，具有良好的实践意义和环境效益。
【附图说明】
[0016] 图1为不同处理组在堆肥期间温度随时间的变化曲线。
[0017] 图2为不同处理组在堆肥期间有机质含量（T0C)随时间的变化曲线。
[0018] 图3为不同处理组在堆肥期间含水率随时间的变化曲线。
[0019] 图4为不同处理组在堆肥期间发芽率指数（GI)随时间的变化曲线。
【具体实施方式】
[0020] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0021] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0022] 下述实施例中的猪粪取自采用干清粪方式的普通养猪场。
[0023] 下述实施例中所用的过磷酸钙中P205的质量分数均为18%。
[0024] 下述实施例中各种参数的检测方法如下：
[0025] 温室气体和氨气均米用静态箱法米集气体样本，米样时间为上午10:00,每次米样 时长为30min，各目标气体每个监测日采集三个平行样品，取采样时间内的浓度平均值作为 当日单位时间排放通量。平均每1~2d测定1次，其中每次翻堆当天翻堆前2h和翻堆后 第1天均进行气体样本采集。〇1 4和队0用安装有火焰电离检测器（FID)和电子捕获检测器 (ECD)的SP-3420A气相色谱测定，氨气样本经大气采样器用质量分数2 %的硼酸吸收，标准 浓度的稀硫酸滴定。堆肥温度由自动测温仪测定，温度采集点为堆体中心，采集时间为每天 23:00 时。
[0026] 发芽率指数（GI):将样品按lg:10mL水浸提过滤（即浸泡后取滤液），取5mL浸提 液加入直径为9cm且铺有滤纸的培养皿内，点播20粒饱满的水萝卜种子，放置20°C培养箱 中培养，第48小时测种子发芽率指数GI，每个处理组重复3次，对照为蒸馏水。GI(%)= (处理浸提液培养种子发芽率X根长）八对照种子发芽率乂根长）乂1〇〇%。
[0027] 堆肥固体样本含水率、有机质与有机碳、总氮、磷、钾含量参照NY 525-2012《有机 肥料》标准测定。
[0028] 堆肥固体样本分别在第0、7、14、21、28、35、42、49、56、63和70天堆肥物料充分翻 堆混匀后至重新装仓填料前进行采集，以确保采样均匀。每次翻堆前对各仓物料进行称重， 用以计算堆肥过程物料损失。
[0029] 实施例1、保氮、保碳的堆肥制备方法
[0030] (1)堆肥原料采用新鲜猪粪和玉米秸杆（秸杆经粉碎机粉碎到长度为2~5cm)， 按鲜基质量6. 5 :1混合。初始物料基本性状见表1。
[0031] 本实施例中共设置3各处理组，分别为2个实验组和1个对照组，其中对照组（CK) 中只有新鲜猪粪和玉米秸杆，不添加过磷酸钙。实验组1(τ?)中除了堆肥原料外，还添加有 物质的量添加比例为20% (标记为0. 20Μ)的过磷酸|丐（其质量相当于初始物料干质量的 13.2%);实验组2(Τ2)中除了堆肥原料外，还添加有物质的量添加比例为25% (标记为 0. 25Μ)的过磷酸|丐（其质量相当于初始物料干质量的16. 5% )，如表2所示。其中，物质的 量的添加比例的计算公式如下：
[0032] 物质的量添加比例=过磷酸钙中磷元素的物质的量/混合物料总氮物质的 量 Χ100%。
[0033] 表1堆肥初始物料基本性状
[0034]
[0035] 3注：基于干质量。
[0036] 表2各处理组及其过磷酸钙的含量
[0037]
[0038] 注：a.物质的量添加比例=过磷酸钙中磷元素物质的量/混合物料总氮物质的 量X 100% ;b.基于猪粪与玉米秸杆混合物料干质量。