堆肥原位保氮技术研究进展.pdf

第 41 卷第 4 期土壤通报
2010 年 8 月 ChineseJournalofSoilScience ,
Aug.,2010
堆肥原位保氮技术研究进展
张玉兰 1,2,3,孙彩霞 4,段争虎 1,陈利军 2*,武志杰 2,马星竹 5,王俊宇 2
(,甘肃兰州 100039;2. 中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;3. 中国科学院
沈阳应用生态研究所,陆地生态过程重点实验室,辽宁沈阳 110016;4. 东北大学理学院,辽宁沈阳 110004;5. 黑龙江省农业科学院土壤
肥料与环境资源研究所,黑龙江哈尔滨 150086)
摘要:畜禽粪便等有机固体废弃物高温堆肥化过程中的氮素损失已经越来越受到国内外学者的关注。阐述了堆肥化过程
及其过程中氮素损失的途径和特点,介绍了国内外堆肥原位保氮技术研究的进展。堆肥化过程中重要参数包括 pH、值通
风、含水率、仓内温度、有机质含量、颗粒度、C/N 和 C/P 等。介绍了堆肥添加剂种类(高碳物质、外源微生物、物理性吸附剂和
化学材料等),并展望了今后添加剂研究的重点和热点,如综合利用几种方法,开发新的脲酶抑制剂及硝化抑制剂等。
关键词:堆肥;原位;保氮;添加剂;脲酶抑制剂
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:0564-3945(2010)04-1000-05
目前,固体废弃物如污泥、城市垃圾、秸秆、禽畜高温发酵阶段;低温腐熟保肥阶段。
粪便等的污染已经成为环境污染的突出问题,尤其是在堆肥初期,堆层中温度为中温,嗜温菌比较活
随着集约化养殖业的迅速发展,禽畜粪便污染急剧发跃,大量繁殖。在利用有机物过程中,热量增加,由于
展[1~3]。高温堆肥是将固体废弃物无害化和资源化而转堆肥物料保温作用良好,堆层温度持续上升,1~2d
化为优质有机肥的有效途径。但高温堆肥过程中普遍后可达到 50~60 ℃。这种范围的温度抑制嗜温菌,而
存在氮素损失现象,有时高达 77%,不仅污染环境,而嗜热菌大量繁殖,温度明显提高,堆肥发酵由中温直
且降低了肥料中的养分含量[1]。高温堆肥的升温和高接进入高温,在高温阶段稳定一定时间。高温杀死堆
温阶段是氮素损失的主要时期,损失途径主要是氨的肥中的寄生虫和病原菌,开始形成腐殖质,堆肥达到
挥发。堆肥的氮损失与初始物料的组成和含氮量密切初步腐熟。在后发酵阶段堆肥不再有新的能量积累,
相关[4],尤其是含氮量较高的禽畜粪便类废弃物堆肥堆肥一直持续在中温(3~40 ℃),堆肥产物进一步稳
好氧堆肥过程中氮素损失量平均为 40%[5~7],其中以氨定,最后达到深度腐熟。
气挥发的形式损失为主,在有的研究中高达总氮的堆肥初始阶段:堆肥开始后,在微生物的作用下,
[8]
44% 。堆肥的氮素损失使得堆肥肥力下降而极大的影有机质矿化成简单的蛋白质,并放出氨气(NH3)。在堆
+
响了堆肥的农用价值。为了适应废弃物资源化、规模肥化开始的 1 周内,有机质降解最为剧烈,NH4 -N 达
化和工厂化处理的发展趋势和环保要求,堆肥化处理到最高浓度,其后含量逐渐减少。大量反应产生的
[9~12] +
中的保氮技术已成为国内外研