原料参数对混合粪便发酵有机肥的研究

2020-02-18刘霞

山东化工 2020年1期

刘霞

(四川化工职业技术学院，四川泸州 646000)

畜禽粪便自古便可用于土壤施肥，但是由此为土壤和作物带来的危害也显而易见，如造成农产品烧苗、农作物产量低、土壤板结等[1-2]，为了解决这一问题，也为了能充分利用养殖场的畜禽粪便，达到保护环境，节约能耗的作用，将多种畜禽粪便混合后综合发酵再选择性添加作物所需营养元素制成生物有机肥，不仅可解决单一畜禽粪便发酵肥效低的问题还可改善土壤板结问题，也可解决养殖场粪便难易处理问题[3-4]。近年来，多数学者多致力于单一畜禽粪便发酵制沼气、发酵设备、发酵工艺等的研究[5-8]，而将畜禽粪便混合后进行综合发酵的研究甚少，本文采用鸡粪、鸭粪、牛粪三种畜禽粪便作为发酵原料，以有机质含量为判定指标[9]，采用单因素试验，研究不同原料参数对生物有机肥中氮含量的影响，目的在于找到最适的原料参数来发酵制取生物有机肥，为大规模的畜禽粪便发酵制有机肥提供一定的数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验发酵原料：牛粪、鸭粪以及鸡粪，三者以不同比例混合。

试验辅助原料[10]：将玉米干、木屑、玉米粉、大豆饼粉麦秸、棉籽壳、杂草分别以不比例混于发酵原料中，并添加热带念珠菌、白地霉、枯草芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌、硝化细菌等含量不同的菌种。

1.2 菌液的制备

细菌菌悬液的制备：挑取小块试管保存的菌种(乳酸菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、放线菌)，并接种于配置并杀菌好的LB培养基上，将接种好的培养基置于37℃条件下振荡培养20 h后，将菌悬液在显微镜下调节使每mL菌液所含总菌量为200亿CFU左右。

真菌菌悬液的制备：挑取小块白地霉、热带念珠菌、酵母菌菌种的菌丝接种于配置好并杀菌的沙保罗琼脂培养基中，将接种好的培养基于25℃条件下振荡培养4 d。当测量每100菌液含有菌丝体1 g(干重)即可停止发酵。

1.3 测定指标

粪便发酵有机肥中有机质的方法：以牛粪、鸭粪、鸡粪为原料，按5∶1∶1混合并搅拌均匀，脱干原料水分，而后将三种脱干后的混合原肥料进行堆肥处理，堆成高约0.5 m、宽1 m的长方形料堆，并用专业工具在肥堆顶部打孔通气，堆好的肥料每隔2～3 d即可翻堆一次，最后用塑料布将堆好的肥料进行覆盖,20 d后测定肥料中有机质的含量。

1.4 单因素试验

1.4.1 不同含水率对混合粪便发酵的影响

发酵方法同1.3，混合粪便脱水至含水率分别30%，40%，50%，60%，70%，80%。调整原料的C/N，每组试验均添加木屑控制每组相同的C/N比，添加白地霉作为发酵菌种，接种量均为1‰，发酵周期相同为20 d。对照组每隔4 d进行一次翻堆，总发酵天数为20 d。

1.4.2 不同辅助原料对混合粪便发酵的影响

具体发酵采用的方法同1.3，先将混合粪便脱水，控制其含水率均为60%，白地霉作为发酵菌种，接种量为1‰作为定值，调整原料C/N则分别添加木屑、麦秸、棉籽壳、玉米干、大豆饼粉、杂草、玉米粉作为试验变量，同时设置对照组，每隔4 d进行一次翻堆，总发酵天数为20 d。

1.4.3 不同菌种对混合粪便发酵的影响

具体发酵方法见上1.3，将混合粪便进行脱水，并控制其水率为均60%，同时添加木屑，接种量为1‰，控制每组添加的微生物菌种为变量：即热带念珠菌、乳酸菌、白地霉、枯草芽孢杆菌、、酵母菌、硝化细菌、放线菌作为变量，同时设置对照组，每隔4 d进行一次翻堆，总发酵天数为20 d。

2 结果与分析

2.1 原料不同含水率对发酵的影响

图1 不同含水率对混合粪便发酵的影响

如图1，结果表明：含水率40%～80%混合粪便随着发酵的进行，有机质含量均在下降。当含水率为30%，发酵产物的有机质含量最高，即表明微生物在此条件下活动力不强，未将有机质分解为可吸收的有机物。当含水量为50%，60%时，有机质含量最小，说明相对于其它含水率实验组，该组微生物的活动力最强，分解得到的可吸收有机物最多。因此，可选50%～60%的含水率作为最佳含水率。

2.2 不同辅助原料对发酵的影响

不同辅助原料对混合粪便发酵的影响见图2，结果表明，添加大豆饼粉、杂草辅助发酵得到的有机物含量最低，但其最开始的有机质含量也是最低，而添加麦桔和玉米杆的实验组，有机质含量下降得最多，说明较其他组，麦桔和玉米杆里的碳水化合物充分的被微生物分解，转化为可吸收的有机物，因此可选麦桔和玉米杆作为辅助发酵原料。