凹凸棒石粘土添加對雞糞堆肥溫度的影響

任 珺，陶 玲，宋小偉

凹凸棒石粘土添加對雞糞堆肥溫度的影響

任 珺1,2，陶 玲1,2，宋小偉1

(1.蘭州交通大學環境與市政工程學院環境生態研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅雙泰凹土科技有限公司，甘肅 蘭州 730070)

溫度是影響微生物分解堆肥物料中的有機質和堆肥工藝過程的重要因素。通過添加凹凸棒石粘土的雞糞好氧堆肥試驗，結果表明凹凸棒石粘土與雞糞的質量比為3∶7或4∶6的處理條件下，堆體的升溫速度明顯高于其他處理，堆體溫度維持在50～60℃的時間達到12d，顯著長于其他處理。凹凸棒石粘土添加明顯提高了雞糞堆肥的溫度，延長了堆體的高溫持續時間，改善了腐熟過程，提高了堆肥質量。研究結果對于畜禽糞便的堆肥處理具有生產實踐指導意義。

凹凸棒石；雞糞；堆肥；溫度

1 引言

我國是畜禽養殖大國，近幾十年，迅速發展的養殖業提高了人民的生活水平，同時大量畜禽排泄物的處理也成為一個亟待解決的問題，如不對畜禽糞便進行無害化、資源化處理，將會成為農業污染的主要來源，嚴重危害人類與畜禽的健康[1]。堆肥化是解決這一問題的最佳方式之一。堆肥過程中微生物分解有機物進行代謝，釋放熱量，堆體溫度發生改變，隨之微生物的種群結構與代謝活力也會發生相應的改變，因此，溫度是微生物活性和有機質降解速度的反映，是堆肥能否得以順利進行的重要因素[2-6]。堆肥滅菌與堆體溫度和高溫期持續時間有關。國家標準GB 7959-2012糞便無害化衛生要求將堆肥溫度在50～55℃以上維持5～7d作為滅菌的標準，以保證堆肥的無害化衛生要求合格和堆體腐熟的重要條件[7-10]。

通過添加劑控制畜禽糞便堆肥溫度是一種有效的有機肥發酵過程控制方法與生產工藝[11-16]。凹凸棒石是一種鏈層狀結構的含水鎂鋁硅酸鹽礦物，具有較好的吸附性、載體性、吸水性，廣泛應用于化工、農業等領域，富含植物生長必需的多種中微量元素，常用來作土壤改良劑和保水劑。近年來在農業肥料上應用越來越廣泛，對農作物的生長和品質改善效果十分明顯[17]。本試驗主要通過對雞糞中加入不同比例的凹凸棒石粘土，測定堆肥溫度變化，明確不同比例的凹凸棒石粘土對雞糞的不同發酵效果。

2 材料與方法

2.1 研究材料

堆肥原料采用新鮮雞糞和凹凸棒石粘土。雞糞采自甘肅省張掖市甘州區祥翔養殖農民專業合作社，凹凸棒石粘土由甘肅雙泰凹土科技有限公司提供。雞糞的有機質含量為33.65%，氮、磷、鉀和含量分別為2.18%、2.79%和1.85%。碳氮比為9.09。甘肅雙泰凹土科技有限公司提供的綠色凹凸棒石粘土采自甘肅省臨澤縣板橋鎮，純度為34.8%，主要含有石英石21.8%、長石等礦物14.6%，具有較大的內外比表面積[18]。

2.2 研究方法

將新鮮雞糞干燥至含水量為30%，粉碎后與120目的凹凸棒石粘土粉混合堆肥，設置凹凸棒石粘土與雞糞的干重質量比分別為0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6和5∶5，充分混勻后加水將堆肥物料的含水率調至55%，制成1.9m×1.2m×0.8m的圓錐狀堆體，3次重復。堆肥發酵時間為28d。用溫度計從發酵堆的頂部垂直插入堆肥中心30cm以下，取3點的平均溫度代表堆體內的溫度，每天分別于8時、12時和20時測定堆體溫度3次，同時測定環境溫度。

3 結果與分析

3.1 凹凸棒石粘土添加量對雞糞堆肥溫度變化速率的影響

升溫時間、升溫速率和降溫時間在不同凹凸棒石粘土添加雞糞堆肥處理之間差異顯著。凹凸棒石粘土與雞糞質量比為3∶7和4∶6時，表現出顯著低于其他處理的升溫和降溫時間，升溫速率也顯著高于其他4種處理。至50℃的時間及高溫階段持續的時間與凹凸棒石粘土的添加比例有著密切的關系。凹凸棒石粘土與雞糞質量比為5∶5時升溫時間顯著高于其他處理，升溫速率也相應顯著低于其他處理。6種處理的降溫速率之間沒有顯著差異(見下表)。凹凸棒石粘土與雞糞質量比為3∶7和4∶6的處理表現出最短的升溫時間和較高的升溫速率。

雞糞堆肥溫度在不同凹凸棒石粘土添加比例條件下的變化速率

3.2 凹凸棒石粘土添加量對雞糞堆肥溫度保持的影響

凹凸棒石粘土的添加對雞糞堆肥溫度保持的影響見圖1、圖2，圖中帶有相同字母的平均數兩兩間，經鄧肯式多重比較檢驗，沒有顯著差異(P＜0.05)。

由圖1可知，堆體溫度保持在50～60℃的持續發酵時間，在不同凹凸棒石粘土添加比例雞糞堆肥處理之間差異很顯著(F =6.34，P ＜0.01)。其中凹凸棒石粘土與雞糞質量比為3∶7和4∶6的處理的高溫發酵時間顯著高于其他處理，質量比為0∶10、1∶9和5∶5的處理條件下，高溫發酵時間顯著低于其他處理，也達到了5d以上，基本能夠滿足高溫殺死病原菌、蟲卵和有機質降解的要求。

圖1 堆肥溫度保持在50～60℃的時間

圖2 堆肥最高溫度和達到最高溫度的時間

由圖2可知，堆體溫度達到最高值的時間在不同凹凸棒石粘土添加雞糞堆肥處理之間差異顯著(F = 4.21，P ＜0.05)。其中凹凸棒石粘土與雞糞質量比為2∶8、3∶7和4∶6的處理之間沒有顯著差異，達到最高溫度的時間顯著短于其他處理，均在7天以內。質量比為0∶10、1∶9和5∶5的處理條件下，堆體達到最高溫度的時間之間沒有顯著差異，都顯著長于其他3種處理，并均超過了10d時間。其中0∶10和1∶9堆體的最高溫度大于65℃，會引起堆體有機質有灰化，從而影響有機肥的品質。

3.3 凹凸棒石粘土添加雞糞堆肥溫度的變化特征

不同凹凸棒石粘土添加比例的6種堆肥處理在堆肥發酵過程中的堆體溫度變化規律相似，均經歷了升溫期(5～7d)、高溫持續期(5～12d)和降溫期(8～14d) 3個階段，符合有機質堆肥發酵的溫度動態變化規律[10]，見圖3。由圖3各處理溫度的變化特征來看，0∶10和1∶9處理在高溫期的變化劇烈和不穩定，表現出發酵過度，導致堆肥營養成分的損失。2∶8和5∶5處理的在降溫期變化不穩定，對堆肥后期腐熟效果有影響。3∶7和4∶6處理的堆體溫度變化十分符合有機堆肥發酵的一般規律，高溫期持續時間長，溫度變化平穩，現場觀察表明堆體的氣味、顏色和外觀均表現出較好的腐熟度[6-7]。添加一定比例的凹凸棒石粘土對雞糞堆肥的工程應用上可以減少甚至省去翻堆的生產工序，節省生產成本，減少堆肥過程中的氮素揮發損失。

圖3 凹凸棒石粘土添加堆肥溫度的變化特征

4 結語

填加凹凸棒石粘土的雞糞堆肥經過了升溫期、高溫期和降溫期的發酵階段，堆體高溫期持續時間和穩定性與凹凸棒石粘土的添加比例關系緊密。在凹凸棒石粘土與雞糞質量比為3∶7或4∶6條件下，凹凸棒石粘土對雞糞發酵溫度具有良好的控制作用，明顯提高了混合堆體的升溫速度，延長了堆體的高溫持續時間，穩定了高溫期的溫度，填加凹凸棒石粘土的雞糞堆肥符合國家標準GB 7959-2012糞便無害化衛生要求。

通過對堆肥溫度的變化特征分析結果表明，凹凸棒石粘土添加劑一定程度上促進了雞糞高溫發酵過程的進行，有利于提高畜禽糞便堆肥品質。天然凹凸棒石粘土是一種良好的土壤改良劑，已被應用于農業生產實踐，因此堆肥中添加適量的凹凸棒石粘土不僅不會對土壤和作物產生不良影響，還會促進植物的生長和對營養物質的吸收。與傳統的堆肥調理劑相比，凹凸棒石粘土添加劑具有價格低廉、安全無毒害、富含微量元素等優點，在種養廢棄物堆肥工程中具有較為廣闊的應用前景。

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Influence of Attapulgite on Composting Temperature of Chicken Manure

REN Jun1,2, TAO Ling1,2, SONG Xiao-wei1
(1. School of Environmental and Municipal Engineering, Institute of Environmental Ecology, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China; 2. Gansu Shuangtai Attapulgite Technology Co., Ltd., Lanzhou 730070, China)

During composting process, temperature was important in the activities of microorganisms, which was the main factor of composting. The aerobic composting experiment for different proportion of attapulgite which were added into chicken manure was carried out to measure the temperature. The results suggested that the speed of increasing temperature compost in 3:7 and 4:6 in mass proportion of attapulgite to chicken manure was faster than other treatments, and the standing time of pyrolytic period in 50～60℃reached 12 days which was significantly longer than other treatments. Addition of attapulgite can extend the composting pyrolytic period and increase the temperature of compost, ameliorate ferment period, improve quality of compost. The results were helpful for harmless composting of animal manure.

attapulgite; chicken manure; compost; temperature

P619.231；TQ424.24

A

1007-9386(2014)06-0012-03

2014-07-01

科技型中小企業技術創新基金(12C26216207079)。