一种保氮、保碳的堆肥制备方法技术

本发明专利技术公开了一种保氮、保碳的堆肥制备方法。该方法包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的20％～25％；所述堆肥为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。本发明专利技术提供的保氮、保碳的堆肥制备方法，成本低廉操作简单，在控制堆肥过程氮素损失和碳素损失的同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求，提高了堆肥产品中养分的含量，提高了农业有机废弃物肥料化的转化率，同时还可减少堆肥过程温室气体排放，实现了制备过程的节能减排，具有良好的实践意义和环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种保氮、保碳的堆肥制备方法，属于环境工程领域。
技术介绍
高温好氧堆肥是处理畜禽粪便的有效途经之一，在全球范围内被广泛应用，高温堆肥过程中的氮素迁移转化一直是国内外的研究热点。有机物降解伴随高温产生的大量氨挥发是堆肥氮素损失的主要原因，众多研究表明，堆肥过程中的氨挥发约占堆肥总氮质量的20％～60％，不仅造成空气污染，也造成养分资源流失。此外，堆肥过程中还有部分养分以氧化亚氮、甲烷的形式损失，二者对温室效应的贡献都远大于CO2。堆肥升温过程热量主要来自微生物对有机质的分解作用，虽然政府间气候变化专门委员会关于农业温室气体排放的指南中指出，堆肥过程中的CO2源于生物过程，不作为全球变暖的贡献因子，但是在保证堆肥质量的情况下，减少碳素损失可以提高堆肥中有机质含量、提高堆肥产量，不仅具有可观的经济效益，也可带来一定的环境效益。因此，在实际生产中如何有效提高堆肥产品的农用价值，在控制堆肥过程环境污染的同时，最大可能地减少堆肥氮素和碳素损失，提高堆肥产量，是人们最关心的问题关键。近年来国内外对不同类型添加剂进行保氮、保碳，以及减少堆肥气体污染已进行较多试验性研究，但限于外源添加剂普遍成本较高或不易获得，目前大多难以在实际生产中应用。基于中国有机肥产业的发展现状，来源广泛的经济型添加剂仍是有机肥生产企业的首选，因此开发出一种以过磷酸钙为添加剂的保氮、保碳的堆肥制备方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种保氮、保碳的堆肥制备方法，该方法在保证堆肥质量的情况下，不仅可提高堆肥产量，同时还可控制堆肥过程对环境的污染。本专利技术提供的保氮、保碳的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的20％～25％；所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。上述制备方法中，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的20％～25％，具体可为20％或25％，相当于所述过磷酸钙的质量为所述堆肥原料物料干质量的13.2％～16.5％，具体可为13.2％或16.5％。上述制备方法中，所述新鲜猪粪与所述玉米秸秆的质量比为6～10：1，具体可为6.5：1。上述制备方法中，所述过磷酸钙中P2O5的质量分数大于等于18％，具体可为18％。上述制备方法中，所述堆肥原料和所述添加剂的质量含水率为60％～75％，具体可为67％。上述制备方法中，所述新鲜猪粪的鲜基质量含水率为65％～80％，具体可为76.7％；所述玉米秸秆的鲜基质量含水率为6％～15％，具体可为8.5％。上述制备方法中，所述玉米秸秆的长度为2～5cm。本专利技术提供的保氮、保碳的堆肥制备方法，成本低廉操作简单，在控制堆肥过程氮素损失和碳素损失的同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求，提高了堆肥产品中养分的含量，提高了农业有机废弃物肥料化的转化率，同时还可减少堆肥过程温室气体排放，实现了制备过程的节能减排，具有良好的实践意义和环境效益。附图说明图1为不同处理组在堆肥期间温度随时间的变化曲线。图2为不同处理组在堆肥期间有机质含量(TOC)随时间的变化曲线。图3为不同处理组在堆肥期间含水率随时间的变化曲线。图4为不同处理组在堆肥期间发芽率指数(GI)随时间的变化曲线。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中的猪粪取自采用干清粪方式的普通养猪场。下述实施例中所用的过磷酸钙中P2O5的质量分数均为18％。下述实施例中各种参数的检测方法如下：温室气体和氨气均采用静态箱法采集气体样本，采样时间为上午10:00，每次采样时长为30min，各目标气体每个监测日采集三个平行样品，取采样时间内的浓度平均值作为当日单位时间排放通量。平均每1～2d测定1次，其中每次翻堆当天翻堆前2h和翻堆后第1天均进行气体样本采集。CH4和N2O用安装有火焰电离检测器(FID)和电子捕获检测器(ECD)的SP-3420A气相色谱测定，氨气样本经大气采样器用质量分数2％的硼酸吸收，标准浓度的稀硫酸滴定。堆肥温度由自动测温仪测定，温度采集点为堆体中心，采集时间为每天23:00时。发芽率指数(GI)：将样品按1g：10mL水浸提过滤(即浸泡后取滤液)，取5mL浸提液加入直径为9cm且铺有滤纸的培养皿内，点播20粒饱满的水萝卜种子，放置20℃培养箱中培养，第48小时测种子发芽率指数GI，每个处理组重复3次，对照为蒸馏水。GI(％)＝(处理浸提液培养种子发芽率×根长)/(对照种子发芽率×根长)×100％。堆肥固体样本含水率、有机质与有机碳、总氮、磷、钾含量参照NY525-2012《有机肥料》标准测定。堆肥固体样本分别在第0、7、14、21、28、35、42、49、56、63和70天堆肥物料充分翻堆混匀后至重新装仓填料前进行采集，以确保采样均匀。每次翻堆前对各仓物料进行称重，用以计算堆肥过程物料损失。实施例1、保氮、保碳的堆肥制备方法(1)堆肥原料采用新鲜猪粪和玉米秸秆(秸秆经粉碎机粉碎到长度为2～5cm)，按鲜基质量6.5：1混合。初始物料基本性状见表1。本实施例中共设置3各处理组，分别为2个实验组和1个对照组，其中对照组(CK)中只有新鲜猪粪和玉米秸秆，不添加过磷酸钙。实验组1(T1)中除了堆肥原料外，还添加有物质的量添加比例为20％(标记为0.20M)的过磷酸钙(其质量相当于初始物料干质量的13.2％)；实验组2(T2)中除了堆肥原料外，还添加有物质的量添加比例为25％(标记为0.25M)的过磷酸钙(其质量相当于初始物料干质量的16.5％)，如表2所示。其中，物质的量的添加比例的计算公式如下：物质的量添加比例＝过磷酸钙中磷元素的物质的量/混合物料总氮物质的量×100％。表1堆肥初始物料基本性状a注：基于干质量。表2各处理组及其过磷酸钙的含量注：a.物质的量添加比例＝过磷酸钙中磷元素物质的量/混合物料总氮物质的量×100％；b.基于猪粪与玉米秸秆混合物料干质量。(2)堆肥：堆肥起始当天，将不含有过磷酸钙的对照组中的堆肥原料充分混合后，调节其含水率约为67％，将过磷酸钙的物质的量添加比例分别为20％和25％的实验组T1和T2中的各组分充分混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保氮、保碳的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的20％～25％；所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种保氮、保碳的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥
原料经好氧发酵即得所述堆肥；
所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总
氮的物质的量的20％～25％；
所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述新鲜猪粪与所述玉米秸
秆的质量比为6～10：1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述过磷酸钙中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国学，罗一鸣，杜龙龙，袁京，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11