CN112457093A - 一种促进堆肥有机质降解的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进堆肥有机质降解的方法，包含以下操作步骤：(1)将牛粪和蔗髓混合，得到堆肥；(2)将过硫酸盐溶于水中，待溶解均匀后喷洒到步骤(1)中所得堆肥内，搅拌，发酵。与大多数强氧化剂相比，本发明采用过硫酸盐成本低，且可以化学合成；常温下较为稳定，与有机物反应一般非常缓慢，对比化学生物表面活性剂，经活化的过硫酸盐可产生硫酸根自由基，微生物发酵过程自产热，对其进行热活化，其氧化效力高于过硫酸盐，可以降解绝大部分有机污染物，且便于运输；进一步的，本发明方法能加快腐熟进程、促进堆肥发酵效果、促进有机质降解，并且对环境友好。

Description

一种促进堆肥有机质降解的方法
技术领域
本发明涉及有机肥堆肥技术领域，特别涉及一种促进堆肥有机质降解的方法。
背景技术
随着中国经济的高速发展，农业现代化及畜牧业规模化日趋成熟，由此带来大量农作物废渣和畜禽粪便，不仅造成营养物质的损失，还带来严重的环境问题。这些固体废物是很好的堆肥原料，用于制作堆肥，可为农业生产提供大量优质有机肥料。但是自然条件下的发酵缓慢，质量不高，因此如何提高堆肥的效率与质量成为目前主要解决的问题之一。
为了提高堆肥效率，之前有通过调节理化参数、添加外源添加剂、改进发酵方法等，其中添加外源添加剂包括微生物添加剂、矿物添加剂、化学添加剂。但是现有技术中，这些方法或成本过高，或堆肥过程复杂，添加的其他化学添加剂对环境造成污染等问题，因此，目前亟需一种成本低，简化堆肥过程，对环境友好，并且能够提高肥效的堆肥方法。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术问题，通过添加化学添加剂过硫酸盐促进堆肥发酵，来解决堆肥过程中遇到的问题，从而得到一种成本低、堆肥过程简洁的堆肥方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种促进堆肥有机质降解的方法，包含以下操作步骤：
(1)将牛粪和蔗髓混合，得到堆肥；
(2)将过硫酸盐溶于水中，待溶解均匀后喷洒到步骤(1)中所得堆肥内，搅拌，使过硫酸盐溶液与堆肥充分混合，然后放入堆肥发酵罐中，发酵。
优选的是，步骤(1)所述牛粪和蔗髓按照质量比4:1混合。
优选的是，步骤(2)所述过硫酸盐为称取牛粪和蔗髓总质量的0.5％的过硫酸盐溶于水中。
优选的是，步骤(2)所述的发酵为常温发酵45天。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
与大多数强氧化剂相比，本发明采用过硫酸盐成本低，且可以化学合成；常温下较为稳定，与有机物反应一般非常缓慢，对比化学生物表面活性剂，经活化的过硫酸盐可产生硫酸根自由基，微生物发酵过程自产热，对其进行热活化，其氧化效力高于过硫酸盐，可以降解绝大部分有机污染物，且便于运输；进一步的，本发明方法能加快腐熟进程、促进堆肥发酵效果、促进有机质降解，并且对环境友好。
附图说明
图1是不同添加量的过硫酸钾每天温度的变化；其中，T1是添加蔗髓与牛粪混合物总质量的0.1％，T2是添加蔗髓与牛粪混合物总质量的0.5％(本发明实施例1)，T3是添加蔗髓与牛粪混合物总质量的1％，Room为室温变化。
图2是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的含水率(左图)和pH(右图)的变化趋势。
图3是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的有机质随时间变化的趋势。
图4是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的纤维素降解率，在第0d、4d、9d、15d、24d、36d、45d时的降解率。
图5是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的半纤维素降解率，在第0d、4d、9d、15d、24d、36d、45d时的降解率。
图6是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的木质素降解率，在第0d、4d、9d、15d、24d、36d、45d时的降解率。
图7是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的DOM变化趋势。
图8是空白对照组(CK)与本发明实施例1(T2)的微生物物种群落变化图，属水平。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例中采用的原料、试剂若无特殊说明，皆为市售所得。
实施例1
一种促进堆肥有机质降解的方法，具体操作步骤如下：
(1)将新鲜牛粪和蔗髓按照质量比4:1混合均匀，得到堆肥；
(2)称取步骤(1)中所取牛粪和蔗髓总质量0.5％的过硫酸钾(T2)，将过硫酸钾溶于去离子水中，得到的过硫酸钾溶液均匀地喷洒到步骤(1)中所得堆肥内，随后再搅拌均匀，使过硫酸钾溶液与堆肥充分混合，然后放入敞口发酵罐中，常温发酵45天。每天测温度，定期翻堆取样测样，结果如图1-图8所示。
对比实施例1
步骤(2)中不添加过硫酸钾(CK)，其余操作皆与实施例1相同。每天测温度，定期翻堆取样测样，结果如图2-8所示。
对比实施例2
步骤(2)中添加过硫酸钾的量为牛粪和蔗髓总质量的0.1％(T1)，其余操作皆与实施例1相同。每天测温度，结果如图1所示。
对比实施例3
步骤(2)中添加过硫酸钾的量为牛粪和蔗髓总质量的1％(T3)，其余操作皆与实施例1相同。每天测温度，结果如图1所示。
温度是堆肥中显示堆肥效果的一个重要指标，从图1中可以看出添加过硫酸钾的本发明实施例1、对比实施例2、对比实施例3的温度明显比空白对照组高出1-3℃，高温期持续时间久，杀死病原菌，提供安全可靠的堆肥环境。图2显示pH在前期升高之后稳定这一过程是微生物作用产生氨气的过程，含水率较空白对照组(CK)而言，本发明实施例1(T2)含水率的变化更适合微生物生存。图3有机质的降解，可以明显看出，添加过硫酸钾的本发明实施例1(T2)有机质降解更多。
图4、图5和图6分别为纤维素降解率、半纤维素降解率和木质素降解率，对比空白对照组可以发现本发明实施例1(T2)降解效果较好。
图7DOM是水溶性小分子，在堆肥过程中促进微生物活性和微生物过程的有效基质，其特性和数量是堆肥成熟度和稳定性的重要指标。
图8是CK与T2属水平上第0d、4d、15d、24d微生物群落结构的对比图，其中Thermomonospora在堆肥过程中逐渐减少，而Thermobifida从0到4天出现猛增，该菌为嗜热菌，在后期的低温阶段明显减少。Thermobispora为发酵过程中的新增菌，因为第0天未检测到该菌但第4天时出现较多且随堆肥时间的增加递减，但在堆肥过程中该菌实验组数量多于空白组。物种多样性随着堆肥过程逐渐减小，第4天的物种丰富度较第0天高的原因主要是因为高温，产生很多嗜热菌同样杀死一部分较低温度的菌。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种促进堆肥有机质降解的方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
(1)将牛粪和蔗髓混合，得到堆肥；
(2)将过硫酸盐溶于水中，待溶解均匀后喷洒到步骤(1)中所得堆肥内，搅拌，发酵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述牛粪和蔗髓按照质量比4:1混合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述过硫酸盐为称取牛粪和蔗髓总质量的0.5％的过硫酸盐溶于水中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述的发酵为常温发酵45天。
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