新型酸化方式对农业废弃物堆肥氮转化的影响

作者：张陆; 王宏戈; 王惟帅; 王选; 郭伟婷; 刘双; 王红; 马林

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2022, 1-12.

• 堆肥
• 农业废弃物
• 氮素转化
• 氮素损失
• 酸化

酸化是减少堆肥过程中氮素损失的有效手段， 而传统无机酸酸化具有成本高、二次污染严重等缺点， 探究新型酸化工艺对减少堆肥过程中的养分流失和环境污染具有重要意义。本研究以食品残渣（果渣、豆渣）为基质， 通过乳酸菌厌氧发酵制备了一种富含乳酸(70 mmol·L-1)和乳酸菌(106 cfu·mL-1)的酸性调理剂， 用于农业废弃物（猪粪、小麦秸秆）酸化堆肥试验，设置两种新型酸化方式处理：添加30%酸性调理剂处理（MA）和添加3%酸性调理剂的厌氧自酸化处理（LA）， 同时以不加酸处理（CK） 添加硫酸处理（SA）作为对照。通过分析堆肥过程中理化性质和氮素形态等变化发现， 3种酸化方式的堆肥产品均达到腐熟标准（发芽指数＞80）， 其中MA处理的腐熟程度最优（发芽指数=117.8%）; MA、SA、LA处理的总氮损失较CK分别显著降低14.0%、25.6%、22.2% （P＜0.05）， 其中NH3挥发量较CK分别显著减少26.0%、36.5%、54.9% （P＜0.05）; 酸化处理提高了NH4+含量， 促进了硝化过程， 又间接增强了反硝化过程， MA、LA处理显著减少23.1%、69.4%的N2O排放（P＜0.05）， 而SA处理抑制了N2O的还原， 增加18.3%的N2O的排放; 同时MA、SA、LA处理总环境代价相较于CK分别显著降低34.5%、11.0%、55.9% （P＜0.05）， 且MA、LA每减少1 kg活性氮排放分别需要18.4元、0.87元， 远低于SA处理（91.26元）。综上所述， MA、LA处理可作为降低堆肥过程中氮损失的可行方法， 本研究为堆肥酸化保氮技术提供了理论依据。

• 单位
  中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心; 中国科学院大学