蔬菜废弃物堆肥和原位还田研究
近年来，蔬菜产业的快速发展，导致了蔬菜种植面积和产量急剧增长，在蔬菜生产加工运输和存储过程中的废弃物产生量也随之显著增长。蔬菜废弃物具有高含水率和高养分含量等特点，为减少因处置不当而造成的资源浪费和环境污染，结合就近处理的原则，本研究通过堆肥和原位还田两种方式对蔬菜废弃物进行处理，并对两种处理方式的农学及温室效应进行了相应研究，具体结论如下: (1)蔬菜废弃物堆肥过程中，添加牛粪对堆肥性质变化的影响比添加鸡粪大，其中，添加牛粪的处理LDM和PDM在堆肥结束时的GI值分别比添加鸡粪的处理LCM和PCM高7.10％和3.44％;堆肥结束时，各处理的C/N显著低于初始值(P＜0.01），其中，LDM和PDM降低最多，分别为52.84％和53％;在整个堆肥过程中，添加鸡粪处理的氨挥发量明显高于添加牛粪的处理。LDM和PDM分别为生菜和南瓜秧堆肥中全氮含量的最大值处理，其值分别为2.23％和1.84％。总体来看，与添加鸡粪相比，添加牛粪能够更好地促进蔬菜废弃物堆肥的腐熟过程，并保证堆肥产品有较高养分含量。 (2)添加过磷酸钙能够提高堆肥全程平均温度，其中S10处理的平均温度值最高，为51.90℃。堆肥结束时，添加过磷酸钙对堆肥过程的C/N值无显著影响;添加过磷酸钙降低了堆肥pH值，提高了电导率，其中处理S10、S15、S20和S25的EC值显著高于CK处理;处理S5、S10、S15和S20的GI值显著高于CK处理(P＜0.01)，分别为105.61％、99.47％、95.22％和96.65％。添加过磷酸钙显著降低了堆肥的氮素损失率(P＜0.01)，处理S5氮素损失率最低，仅为23.94％。添加过磷酸钙对减少堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放均有明显效果，氨挥发总量较CK减少了4.04％～16.66％，总温室气体CO2排放当量减少了10.2％～20.8％。堆肥过程中排放的NH3对温室效应的贡献相对较大，各处理NH3的CO2排放当量为59.90～81.58 kg·t-1，占4种气体总CO2排放当量的69％～77％。本试验条件下，过磷酸钙的添加量为初始物料干质量的2.05％～8.21％时能有效减少氨挥发和温室气体排放并提高堆肥品质。 (3)通风频率为15min/8h时的平均温度为47.29℃，显著高于其余处理(P＜0.01）。堆肥结束时，通风频率为15min/2h时的GI值最低，为80.48％，显著低于15min/8h的处理值(P＜0.01)。蔬菜废弃物与秸秆和尿素混合堆肥比仅添加秸秆时的氮素损失率增加了17.67％，达显著性水平(P=0.02);通风频率为15min/8h时，氮素损失率最低，仅为34.01％，显著低于通风频率为15min/2h的处理(P=0.03)。 (4)浓度为5％的石灰浆使微生物数量显著减少92.36％，可以作为消毒剂1的适宜使用浓度，但不适宜在北方碱性土壤中大量施用。消毒剂2对微生物生长的抑制作用较好，浓度1％的消毒剂2比对照分别减少细菌和放线菌的数量达83.33％和65.13％，均达显著性水平，因此，可以使用浓度1％的消毒剂2处理蔬菜废弃物。消毒剂2的喷洒和浸泡两种方式对微生物数量的影响与高压蒸汽灭菌处理无显著差异，并且喷洒操作相对简单，成本较低，在实际生产中可以使用喷洒的方式使用消毒剂2。 (5)施用消毒剂XD两次和三次的处理XD2、XD3及施用消毒剂ZY三次的处理ZY3在11月22日时对辣椒疫病防治效果均为100％。处理XD3的株高、茎粗和SPAD值分别比处理ZY3高3.76％、10.95％和11.77％，且均达到显著性水平，即在相同施氮量条件下，消毒剂XD能够更好地促进辣椒生长。试验结束时，消毒剂XD对辣椒疫病的防治效果较好，其中施用三次的处理XD3防治效果最好，为100％;施用消毒剂ZY对辣椒疫病有一定防治效果，处理ZY3保持70％以上防效的时间为16天，若适当增加追施次数，效果更佳。 (6)原位还田对第一茬生菜的产量无显著影响，第二茬生菜收获时，则差异显著;喷施消毒剂的处理较未喷施处理增产3.75％，还田处理较对照处理平均增产5.90％，但各处理间无显著差异。蔬菜废弃物还田一次后对土壤肥力无显著影响;二次还田后，对土壤有机质含量的影响显著，还田量为50％、100％和300％的处理（C、D和E）的土壤有机质含量均比对照处理高18.70％，达到显著性水平。蔬菜废弃物第一次还田对后茬生菜生长季的CO2和CH4排放均无显著影响，但处理C和D的N2O平均排放通量却分别比对照处理高38.53％和46.75％，并达到显著性水平。第一次还田后，各处理的总温室效应贡献率无显著差异;第二次还田后，还田处理的CO2和N2O排放通量显著增加，但CH4排放通量无显著变化，还田处理的总温室效应贡献率显著高于对照处理(P=0.01)，总体随还田量的增加而增大，还田量为300％的处理E的总CO2排放当量值最大，为对照处理的2.45倍。
蔬菜废弃物;堆肥方法;原位还田;工艺参数
山东农业大学
博士
植物营养学
刘春生;孙钦平
2015
中文
S141.4
87
2015-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）