蘑菇渣在落叶堆肥中的作用及机理研究

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本文将落叶堆肥试验在30L的转鼓式堆肥反应器内进行,添加鸡粪调节C/N比,强制通风供氧,重点研究了将蘑菇渣与落叶联合堆肥、蘑菇渣高温灭菌处理后与落叶联合堆肥以及在落叶堆肥的不同时期添加蘑菇渣对落叶堆肥过程的影响,以期为工厂化城市落叶堆肥提供理论依据。研究结果如下: 1)蘑菇渣与落叶联合堆肥试验的研究发现,添加蘑菇渣可以缩短堆肥升温期,延长堆肥高温期持续时间,减少堆肥氮素损失,促进钾和硝态氮含量的增加,降低堆肥电导率,加快木质纤维素的降解;对堆肥有机质、总磷、pH和C/N的影响不大。荧光光谱的结果表明,随着堆肥过程的进行,水溶性有机物的芳构化程度不断增加,生成的腐殖质类物质与土壤富啡酸相似,添加蘑菇渣会促进这一过程的进行:红外和紫外光谱进一步显示,在堆肥过程中,水溶性有机物中的碳水化合物和脂肪族化合物不断被降解,而羧基、芳香族化合物和硅酸盐类物质明显增加,添加蘑菇渣可以有效促进木质素类物质的分解,提高水溶性有机物的芳构化程度,加快堆肥腐熟。 2)为了考察蘑菇渣中微生物对落叶堆肥过程的影响,进行了蘑菇渣灭菌处理后与落叶联合堆肥的试验。结果表明:在堆肥初始添加高温灭菌蘑菇渣的处理和添加未高温灭菌蘑菇渣的处理在堆肥11h后堆温分别达到52.0℃和52.5℃的高温,并且分别保持50℃以上达77h和72h;蘑菇渣中的微生物可以加快落叶中有机质和木质纤维素的降解,降低堆肥C/N,促进钾的积累;对堆肥的温度、水分、总氮、总磷、挥发性固体、pH、NH<,4><+>-N和NO<,3><->-N的影响不大。因此,蘑菇渣中的微生物对落叶堆肥有机质的降解有促进作用,但对堆肥过程中的养分变化影响不大。 3)为进一步考察蘑菇渣中微生物的特性,进行了落叶堆肥过程中不同时期添加蘑菇渣的试验。结果表明:堆肥降温期添加蘑菇渣有利于提高有机质和木质素的降解率;吸收固定堆肥中的氨,降低堆肥的pH,减少氨的挥发。在堆肥初始添加蘑菇渣,有利于堆肥总氮的积累和纤维素的降解,提高堆肥产品中胡敏酸、腐殖质和含氧官能团的含量,降低堆肥总氮损失率。在堆肥初始和降温期分次添加蘑菇渣有利于堆肥硝态氮的合成,促进富里酸的分解以及HA/FA的增加。堆肥的红外光谱分析表明,在堆肥过程中添加蘑菇渣可以有效的促进碳水化合物、蛋白质、脂肪族化合物和木质素等的降解,尤以在堆肥初始添加蘑菇渣的效果最好,堆肥的复杂程度增加,堆肥不断向腐殖化稳定化方向发展。在整个堆肥过程中,各处理HA和HA/FA均呈增加趋势,FA呈降低趋势,E<,4>/E<,6>呈先增加后降低的趋势。在堆肥不同时期添加蘑菇渣各有其优点,综合后认为在堆肥初始添加蘑菇渣的效果最为理想。
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