猪粪混合堆肥工艺、物质转变及腐熟度研究

撰文/宋以星

为提高堆肥效率，保证堆肥质量并降低堆肥成本，在初始C/N比条件下（C/N=15）猪粪与木屑混合堆肥的可行性，研究木屑、稻草、废纸、树叶、粉煤灰、木块以及陶粒等填充剂与猪粪混合堆肥的效果，比较单一强制通风、单一机械翻堆以及强制通风与翻堆相结合三种通风方式对猪粪混合堆肥的影响。在初始C/N比为15的条件下进行猪粪与木屑混合堆肥，从物质转变的角度来看是可行的，但由于猪粪的比例较大，造成堆肥产品的盐分含量过高（4.10 dS/m），使水堇（Lepidium sativum）种子的发芽及幼苗的生长受到抑制。猪粪、鸡粪与木屑混合堆肥时，盐分含量更高（5.79 dS/m）。研究结果认为，猪粪:稻草:粉煤灰=3:1:1（湿重比），猪粪:稻草=3:2（湿重比，加入占总体积10%的陶粒）以及猪粪:木屑:树叶=3:1:1（湿重比）三个处理是猪粪混合堆肥的较佳物料组合及配比。猪粪堆肥过程中添加粉煤灰或绿化废料（树叶等）能改善堆肥的理化性质，缩短堆肥达到腐熟所需要的时间，对处理这两种废物具有重要意义。强制通风与翻堆相结合是猪粪混合堆肥的最佳通风方式，它最能促进猪粪堆肥的腐熟，单一翻堆方式次之，单一强制通风方式最差。

不同堆肥的乙酸、甲酸、丙酸、草酸及柠檬酸等小分子有机酸的含量随堆肥的进行而显著减少，在堆肥结束时都停留在一个较低的水平。堆肥后期，废纸保持强烈的厌氧分解导致堆肥产品中各种有机酸的含量明显高于其它处理，废纸不宜用作猪粪混合堆肥的填充料。研究还发现，强制通风与机械翻堆相结合的通风方式最有利于堆肥中各种有机酸的降解，单一强制通风的效果最差。有机酸植物毒性模拟实验结果表明，同一浓度混合酸的植物毒性明显高于单一有机酸，以混合酸的总浓度作为堆肥腐熟度的评价标准较为合适。乙酸、甲酸及丙酸在堆肥中的浓度较高，本研究推荐以乙酸、甲酸及丙酸的混合浓度小于300 mg/kg作为腐熟堆肥的有机酸评价标准。 堆肥过程中细菌、放线菌及真菌的数量及其菌属组成变化受不同供氧方式及不同填充料的影响很小。研究还发现，堆肥后期出现游动放线菌可以作为高温好氧猪粪混合堆肥腐熟的指示微生物。

经过63天堆肥后，各个处理的重金属浓度比堆肥开始时略有提高，但明显低于原猪粪的重金属浓度。经过堆肥后，Cu、Zn及Pb的生物有效性明显下降，所有堆肥产品均符合安全农用的要求。堆肥后，腐殖质中大分子量组分结合更多的C u，且结合力较强，小分子组分结合更多的Z n，但其结合力较弱。

猪粪堆肥过程中保氮技术 由于传统堆肥技术容易造成大量的氨究气挥发,导致堆肥成品中氮素含量下降,产品质量下降。因此对传统堆肥技术进行升级改造,是国内外有机肥料研究的重要方向。对不同类型猪粪养分含量调查的基础上,通过采取添加有机物料,以及补充添加有机改良剂和无机改良剂等措施对养猪场型猪粪进行堆肥处理,其结果如下: 1.近十多年来与传统的养殖方式产生的猪粪成分含量基本维持不变相比,农户喂饲料型和养猪场型的成分含量都发生了较大的改变。其中养猪场型的猪粪氮磷钾铜锌含量最高,分别为:26.97g/kg、14.22g/kg、19.41g/kg、540.8mg/kg和700.6mg/kg;而农户喂饲料型的养分含量其次,农户不喂饲料型猪粪中氮磷钾最低。 雅安市猪粪有机肥料总氮、磷、钾和铜、锌养分高于全国平均水平。由于农户型的猪粪比较分散,有大量农田可以消纳,基本不会堆积造成污染,因此,对环境污染严重的养猪场型猪粪进行堆肥化处理,有利于提高有机肥资源化水平,改善环境。 2.添加有机物料降低了堆肥过程中氨气挥发损失,显著提高了堆肥产品的全氮含量。