【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机肥，具体而言，涉及一种碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法。
技术介绍
1、随着养殖业、种植业和加工业的飞速增长，产生了大量的农业固体有机废弃物，尤其是畜禽粪便和作物秸秆。据统计，我国畜禽养殖过程中年产生的粪污总量约为38亿吨，猪和牛的养殖是粪污排放的主要来源。然而，大量的畜禽养殖废弃物无法进行有效处理和利用，导致畜禽粪便已经成为环境污染源之一。粪便的积累会释放出有害气味和温室气体，污染空气；还会污染土壤，增加重金属和抗药性基因的数量；同时，也会增加水体的营养物质，导致富营养化。
2、我国主要通过直接将粪便还田、堆肥后再还田或生产有机肥来实现粪便的肥料化利用。其中，生产有机肥主要通过好氧堆肥技术实现，而堆肥后还田多使用简单堆沤的方式。朱志平等发现在对固体粪便进行利用的过程中，超过半数的粪便都是采取简易堆沤的方法处理，然后再施用于农田(朱志平等.中国畜禽粪便管理变化对温室气体排放的影响.农业环境科学学报,2020,39:743-748)。这种简易堆沤处理方式在固体粪便的实际利用中占据主导地位，占比在90％以上，原因在于相比简易堆沤处理，好氧堆肥的工作量巨大，因此简易堆沤是目前在中国广泛使用的低成本、简单易行的粪便资源化利用方式。
3、畜禽粪污中含有丰富的有机物和氮、磷等营养元素，堆肥过程是一个生物化学过程，它通过微生物分解碳氢化合物，在局部厌氧环境中，将畜禽粪便中的有机物转化。这一过程会产生ch4、co2和n2o等气体。同样的，在堆肥过程中的氮主要包括有机氮和无机氮，有机氮会释放氨气和氮
4、鉴于静态堆沤肥堆体温度较低，腐熟程度难以保证，以及堆沤肥氧气供应不充分，局部厌氧会引起甲烷、氧化亚氮等气体致使碳氮损失的问题，目前人们大多是基于好氧堆肥进行研究，并没有系统的探究堆沤肥的减排促腐效果研究。但是，简易堆沤具有低成本和简单易行的优点，便于在农村进行大面积推广施行，因此改进堆沤肥工艺进而提高堆沤肥腐熟程度和碳氮保留具有重要的经济意义和社会意义。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，以实现静态堆沤过程中“减排促腐”的目的，从而解决简易堆沤肥腐熟度低且碳氮损失的问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术人以畜禽粪便为主要研究对象，对简易堆沤肥的工艺进行了改进，通过大量试验研究并不懈探索，最终通过添加辅料秸秆促进堆沤肥的腐熟，同时配合生物炭添加剂减少了堆沤肥的碳氮损失，并获得了如下技术方案：一种碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，该方法包括如下步骤：
3、(1)将畜禽粪便与秸秆按照鲜重(2～3)：1的比例混合，调节初始含水率为65％-75％，控制c/n为(20～25)：1，作为基本物料；
4、(2)以所述基本物料的质量为基准，添加8～15％的生物炭，混匀得混合物料；
5、(3)将所述混合物料放入长70～80cm、宽50～60m、高40～50m的泡沫箱体堆置30～45天，堆肥期间不翻堆。
6、需要说明的是，目前90％以上的养殖场采用简易堆沤肥的方式处理固体粪便，堆沤肥可以低成本就地就近的简便处理畜禽粪便，而在堆肥过程往往会存在无害化程度低，腐熟效果不充分导致堆肥品质的降低，并且产生温室气体从而造成碳氮元素的损失及温室效应等环境问题。本专利技术逐步优化堆沤肥工艺，以降低堆肥过程中的养分损失，促进堆肥的腐熟程度，同时降低碳排放，并采用qpcr、高通量测序，以及宏基因组相结合等技术研究减排与促腐机制，为畜禽粪便低碳高效肥料化利用提供技术支撑。
7、进一步优选地，如上所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其采用的畜禽粪便选自如下的一种或两种以上的混合物：猪粪、牛粪、鸡粪、羊粪。
8、进一步优选地，如上所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其采用的秸秆选自如下的一种或两种以上的混合物：油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆。
9、进一步优选地，如上所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其采用的生物炭按照如下方法制备而成：将水稻秸秆自然风干或烘干，然后除去大颗粒杂质并清洁干净，切割成段，粉碎，置于陶瓷容器中，密封后在马弗炉中以23-26℃·min-1的速率升温至680～620℃，保持1.8～2.2h，冷却后粉碎过筛。再进一步优选地，将水稻秸秆烘干的技术参数为：在55-65℃条件下连续烘干40-60小时。
10、再进一步优选地，如上所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其采用的生物炭的添加量为基本物料质量的10％。
11、值得注意的是，本专利技术所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其在堆肥处理前后依赖自身微生物进行降解发酵，不需要添加任何腐熟剂或微生物菌剂。
12、与现有技术相比，本专利技术提供的畜禽粪便堆沤肥制备方法具有如下优点和显著进步：
13、(1)添加秸秆可以显著促进堆体氮素留存，但减少碳素损失效果不显著，提高堆肥结束时的物种多样性和丰富度；同样也可以促进放线菌门(actinobacteriota)的丰度，优势菌属都与氮素留存和气体减排显著相关。添加秸秆堆沤处理的腐熟程度以及碳氮损失都要优于纯猪粪堆沤肥，其中，n2o和ch4累积排放量相较于纯猪粪堆肥，分别降低了84.6％和62.9％；也可以降低nh3排放。
14、(2)添加生物炭可以减缓水分的快速损失，提高堆体ph值，显著减少堆肥过程中的碳素损失，并且堆肥结束时c/n比均在21以上，显著促进了堆肥的腐熟程度，为不同特性的微生物提供了适宜的理化条件，增加了细菌群落的多样性。添加生物炭秸秆堆沤处理可以在兼氧环境下，显著降低了nh3、n2o和co2的排放，分别降幅了57.6％、54.1％和20.7％。
15、(3)与传统畜禽粪便堆沤肥相比，本专利技术采用在畜禽粪便中添加秸秆和生物炭并堆沤于泡沫箱体，堆沤肥周期为30-45d的优化工艺，整个堆肥过程中工作量较小、简单易行，可以减少劳动力，因此可以在低成本投入的前提下，不仅能提高堆肥的腐熟程度，还有利于碳氮保存减少碳排放，并且能够制作成有机肥还田利用。
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1.一种碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的畜禽粪便选自如下的一种或两种以上的混合物：猪粪、牛粪、鸡粪、羊粪。
3.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的秸秆选自如下的一种或两种以上的混合物：油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆。
4.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的生物炭按照如下方法制备而成：将水稻秸秆自然风干或烘干，然后除去大颗粒杂质并清洁干净，切割成段，粉碎，置于陶瓷容器中，密封后在马弗炉中以23-26℃·min-1的速率升温至680～620℃，保持1.8～2.2h，冷却后粉碎过筛。
5.根据权利要求4所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，将水稻秸秆烘干的技术参数为：在55-65℃条件下连续烘干40-60小时。
6.根据权利要求4所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的生物炭的
7.根据权利要求1-6任一项所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，堆肥处理前后不添加任何腐熟剂。
...【技术特征摘要】
1.一种碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的畜禽粪便选自如下的一种或两种以上的混合物：猪粪、牛粪、鸡粪、羊粪。
3.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的秸秆选自如下的一种或两种以上的混合物：油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆。
4.根据权利要求1所述碳氮减排与促腐的畜禽粪便堆沤肥制备方法，其特征在于，所述的生物炭按照如下方法制备而成：将水稻秸秆自然风干或烘干，然后除去大颗粒杂...
【专利技术属性】
技术研发人员：张智，吴海程，胡诚，刘东海，乔艳，肖卓熙，任健，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院植保土肥研究所，
类型：发明
国别省市：
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