收藏本站
《浙江大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

有机废弃物CO_2施肥发酵过程中基质理化性状变化及残渣培肥土壤的作用

李玲玲  
【摘要】:本论文针对农业有机废弃物(秸秆和畜禽粪便)处理难、大棚土壤退化严重、生物有机肥货架期短和实际生产中有机肥用量不足等问题,采用实验室和生产相结合的方法,研究了有机废弃物CO2施肥发酵过程对堆肥中抗生素降解、堆肥温度、pH、C、N、微生物和病原菌的影响,并研究了土壤中添加堆肥对抗生素的吸附作用;研究了蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌对黄瓜和番茄枯萎病菌的抑制作用;在堆肥结束时,将有益微生物接种到发酵残渣中,施于大棚连作土壤,以番茄(Lycopersicum esculentum Mill)作为供试作物,探讨了残渣对连作土壤的改良和培肥作用及对番茄生长的促进作用,以进一步完善堆肥对大棚退化土壤的修复和培肥技术体系。主要研究结果如下: 1.土壤和堆肥中四环素类抗生素(TCs)的提取和HPLC检测方法及其吸附和降解研究 用1 mol·L-1 NaCl/0.5 mol·L-1草酸/乙醇(25/25/50,v/v/v)混合溶液可以有效提取土壤和堆肥样品中的土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC)等3种四环素类抗生素,其回收率在76.0%-92.5%之间。利用高效液相色谱法(HPLC)对上述3种抗生素的测定条件和方法探索结果表明,采用Agilent Eclipse XDB-C8 (4.6×150 mm,5μm)色谱柱,流动相为0.01 mmo1·L-1草酸/乙腈/甲醇(79/10.5/10.5,v/v/v),流速1.0 mL·min-1,进样量5μL,紫外检测波长268 nm,以外标法定量,在20 min内就可将它们完全洗脱并达到基线分离;在0-10 mmg·L-1范围内,抗生素浓度与峰面积呈显著的线性关系,相关系数R~2均0.999。 吸附试验表明,壤土(Haplaquents)和红土(Kandiudox)和土壤/堆肥混合物对四环素、土霉素和金霉素的吸附均符合Freundlich模型,吸附量随抗生素浓度的增加而增加;3种抗生素在基质中的吸附能力依次为:CTCTCOTC;堆肥对抗生素的吸附能力显著高于土壤和土壤/堆肥混合物;红土的吸附能力高于壤土。抗生素在土壤中的吸附受土壤pH、有机碳含量和CEC含量影响。土壤中加入堆肥可以增加对抗生素的吸附,加入的堆肥越多,对抗生素的吸附越多。当加入到土壤中的堆肥使得土壤中有机碳的含量达到5%时,有机质对其吸附的影响占主导地位。四环素、土霉素和金霉素在不同电解质溶液中的吸附趋势为:0.01 mol·L-1 KCl≥0.01 mol·L-1 CaCl2。降解试验表明,抗生素在降解过程中出现可逆的异构化反应,其降解速率除受土壤性质影响外,还与四环素本身的结构和理化性质有关。 2.有机废弃物CO2施肥发酵过程堆温、pH、C、N、微生物、病原菌和抗生素的变化 连续记录结果表明,采用秸秆和畜禽粪便发酵进行大棚CO2施肥,其堆体升温非常迅速,在第5d时即达到最高值64.5°C。整个发酵过程堆温在50°C以上持续了12 d,55°C以上持续了7d;堆肥第35 d开始,粪大肠菌群值MPN在10~(-1)-10~(-2)五之间,均符合国家《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》规定的标准。 发酵过程中,pH先迅速上升,在第14 d时达到最高,由初始值7.09上升到8.06;之后逐渐下降,在结束时又略有升高。NH4+-N浓度也呈先上升后迅速下降态势,最终稳定在0.45 g·kg-1;NO3~--N则由开始几乎为0升高到0.67g·kg-1;有机C含量和C/N比分别降至233 g·kg-1和18/1;堆肥结束时,基质的总C和总N分别损失了69.8%和38.0%。 堆肥过程中,细菌数量呈现高-低-高趋势,放线菌和真菌则呈现先升高后降低并最终达到稳定的趋势。达到了粪便无害化卫生标准的要求。发芽指数试验表明发芽率达到98%,另外,堆肥可以迅速降低TCs的浓度。堆肥第7d时,OTC、TC和CTC分别减少了77.6%,77.5%和86.8%。CTC在第14 d,土OTC、TC在第42 d则可被全部降解。试验结果表明该发酵方法实现了有机废弃物的无害化、减量化和资源化。吸附试验结果显示土壤中加入堆肥可以显著提高对四环素类抗生素的吸附能力,降低其环境风险。 3.蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌对枯萎病菌的抑制作用 对峙试验结果表明蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌对黄瓜及番茄枯萎病菌具有明显的抑制效果。其中,蜡状芽孢杆菌对4种致病菌的抑制效果最好,抑制率为20%-50%。枯草芽孢杆菌和EM菌对致病菌的抑制率为6.7%-34.8%。孢子萌发试验结果表明,当拮抗菌和EM茵的稀释倍数≤20时,基本可以抑制枯萎病菌孢子的萌发,而浓度为10~8 cfu.mL-1的拮抗菌和EM茵则可以完全抑制枯萎病菌孢子的萌发。 4.发酵残渣接种有益微生物对大棚连作土壤的修复和培肥作用 试验选用棚龄为5年的水稻土和棚龄为10年的潮土为供试土壤,番茄为供试作物。结果表明,发酵残渣配施蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和/或EM菌均可以不同程度地促使退化土壤pH值增加,EC值降低,尤其是同时接种3种微生物的处理效果最明显,这对有效缓解土壤酸化和次生盐渍化起到一定的效果。两种土壤的N、P、K等速效养分和土壤有机质含量显著增加,这可以促进农作物对养分的吸收利用,有利于土壤培肥。同时,改善了土壤微生物区系,促进酶活性提高,对解决连作障碍问题起到一定的作用。盆栽条件下,在添加配施微生物菌剂的残渣之后,番茄植株的株高和鲜重的增加,表明残渣和微生物菌剂可以有效地促进番茄植株的生长和发育。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S141.4

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩永亮;荣湘民;郭春铭;谢桂先;杨兰;李波;宋海星;彭建伟;;微生物菌剂对生猪养殖垫料发酵效果的影响[J];安徽农业科学;2011年15期
2 刘锐;方亚曼;罗金飞;王根荣;陈吕军;;高效微生物菌剂在猪粪堆肥中的应用[J];安徽农业科学;2011年18期
3 刘红杰;习向银;刘朝科;熊淑萍;罗维;谢小波;张重义;;微生物菌剂对植烟连作土壤酶活性的影响[J];烟草科技;2011年05期
4 陈晓萍;谢亚军;罗光恩;石伟勇;;蚕沙有机肥的养分特性及其肥效[J];应用生态学报;2011年07期
5 张红玉;马志宏;李国学;王坤;臧冰;杨金兵;张峰;;菌、热及菌热联合对垃圾堆肥腐熟的比较分析[J];农业环境科学学报;2011年07期
6 魏洪飞;李国学;张红玉;高丹;史殿龙;;80mm以下粒径的垃圾堆肥工艺优化研究[J];中国农业大学学报;2011年04期
7 李成学;宋建群;郭建芳;谢春琼;;微生物菌剂“榕风”在油枯堆肥中的应用研究[J];中国农学通报;2011年21期
8 王永琴;王永华;;增加西瓜甜度“五法”[J];农村科学实验;2011年08期
9 罗健;谭晓风;彭彦;;油茶壳基质化腐熟技术研究[J];江西农业大学学报;2011年04期
10 余昌培;;利用秸秆微贮料饲喂育肥牛的对比试验[J];南方农业(园林花卉版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李鸣雷;谷洁;秦清军;高华;;微生物菌剂对麦草鸡粪高温堆肥进程及质量的影响[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
2 洪坚平;谢英荷;Neumann Guenter;Volker Roemheld;;不同微生物菌剂对促进豌豆生长和提高P、Zn利用率的研究[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
3 赵明梅;牛明芬;何随成;徐丽;刘峰;;不同微生物菌剂对牛粪堆肥发酵影响的研究[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
4 林先贵;王一明;束中立;黄武建;;畜禽粪便快速发酵生产微生物有机肥的研究及其应用[A];第六届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2006年
5 高建程;于金莲;孟庆翔;石登荣;任丽萍;;堆肥中微生物及分子生物学技术的应用研究进展[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
6 杜安楠;高秀岩;李贺;张志宏;;几种AMF菌对‘丰香'草莓原种苗生长发育的影响[A];草莓研究进展(三)[C];2009年
7 黄钧;杨航;李毅军;张云昭;;厌氧好氧一体化生物反应器处理发酵废水的研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
8 李芳;勇伟;白雪薇;刘倩;;添加微生物菌剂和尿素对落叶堆肥的影响[A];2011北京园林绿化与生物多样性保护[C];2011年
9 李谷;吴振斌;侯燕松;;养殖水体氨氮污染生物—生态修复技术研究及其前景[A];可持续水产养殖——资源、环境、质量——2003水产科技论坛论文集[C];2003年
10 梁运江;王维娜;李伟;许广波;鲁宇菡;;保护地连作障碍生物防治及物理防治的初步研究[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 赵关良;上海首次评价微生物菌剂[N];中国环境报;2001年
2 黄建华;垃圾不分类困住高科技[N];中华合作时报;2001年
3 记者 张翰轩;看垃圾如何变废为宝[N];首都建设报;2010年
4 ;维护环境安全 从源头加强进出口环保用微生物菌剂管理[N];中国环境报;2010年
5 记者彭丽;南宫堆肥厂叶里淘“金”[N];中国化工报;2002年
6 刘明;生物技术治理印染废水有新突破[N];中国纺织报;2007年
7 陈果;美国海洋生物当云南松土“蚯蚓”[N];昆明日报;2008年
8 ;进出口环保用微生物菌剂环境安全管理办法[N];中国环境报;2010年
9 段科军;阿姆斯菌肥彰显魅力[N];河北科技报;2008年
10 记者 赵晶磊;佘志钢 最爱亮剑[N];首都建设报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李玲玲;有机废弃物CO_2施肥发酵过程中基质理化性状变化及残渣培肥土壤的作用[D];浙江大学;2010年
2 黄向东;竹炭与竹醋液对猪粪堆肥过程污染物控制效果及堆肥资源化利用研究[D];浙江大学;2010年
3 李鸣雷;麦草与鸡粪好氧堆肥中优势真菌的分离、鉴定及其作用研究[D];西北农林科技大学;2007年
4 谷洁;酶活性及微生物在农业废弃物静态高温堆腐过程变化的研究[D];西北农林科技大学;2006年
5 王亮;牛粪好氧堆肥中微生物多样性及生产应用研究[D];北京林业大学;2012年
6 刘爱芬;受污染水体修复过程中浮游动物的种群变动及其生态学意义[D];中国科学院研究生院(水生生物研究所);2007年
7 李俊;微生物菌剂对污水处理厂污泥减量的影响研究[D];西南大学;2008年
8 刘爱民;耐镉细菌筛选与吸附镉机理研究及其在镉污染土壤修复中的应用[D];南京农业大学;2005年
9 喻夜兰;啤酒糟型生物有机肥堆制条件及其应用效果研究[D];湖南农业大学;2009年
10 白羽;不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型[D];东北林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李剑;蔬菜废弃物堆肥技术参数的优化研究[D];上海交通大学;2011年
2 王维;利用复合微生物菌剂发酵猪粪生产生物有机肥工艺条件研究[D];长春工业大学;2010年
3 尹玉柱;微生物菌剂联合超声波处理废水的研究[D];吉林农业大学;2011年
4 赵秀锦;一种快腐菌剂对堆肥制作效果及微生物群落的影响[D];扬州大学;2010年
5 李小磊;微生物菌剂及耕作方式对小麦/玉米土壤生物化学特性的影响[D];河北农业大学;2011年
6 方珊;厌氧干发酵后残余物堆肥过程研究[D];华中农业大学;2011年
7 雷先德;微生物菌剂在作物化肥减量化技术上的应用研究[D];上海交通大学;2012年
8 于鑫;北京市园林绿化废弃物再利用调查及堆肥实验研究[D];北京林业大学;2010年
9 邵淼;奶牛养殖场粪便堆肥处理技术研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 文娅;一种新型环保微生物菌剂的研制及处理污水的初步研究[D];北京林业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026