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工厂化堆肥原料和配方选择现状调查与分析

作　者: 曹广富
导　师: 徐阳春
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业推广
关键词: 农业有机废弃物堆肥原料堆肥配方工厂化堆肥养分使用成本
分类号: S141.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

农业有机废弃物具有产生量大、成分复杂、严重污染环境的特点,同时又含有大量的营养成分和有机质,既可以满足农作物生长对养分的需要,又可以利用其中的有机质改良土壤,因而农业有机废弃物常常用作生产有机肥的堆肥原料。但是受堆肥原料种类繁多、养分特征复杂等因素的影响,有机肥生产企业在堆肥原料选择方法缺乏科学的指导。本研究以堆肥发酵的农业有机废弃物为研究对象,在广泛收集资料和社会调研的基础上,首先对堆肥原料的来源、养分特征、堆肥配方制定原则及工厂化堆肥技术进行综述和探讨；其次深入调查目前各有机肥生产企业的原料和配方的选择现状,以及采用不同的堆肥配方对堆肥产成品成本、品质的影响。根据原料养分特征和物料成本提出养分使用成本这一概念,并应用这一概念指导企业堆肥原料的选择和配方的设计,本文的主要结果如下：(1)目前企业用于堆肥的原料种类丰富,涉及到畜禽粪便(鸡粪、猪粪和兔粪等)、作物残体(粗糠、蓖麻皮和烟梗粉等)、农副产品下脚料(味精渣、茶渣和菇渣等)以及有机废弃物(草木灰、风化煤和泥炭土等)。所调查的8家企业中有约21种堆肥原料,每家企业有5-14种供选择。(2)21种堆肥原料中有机质含量高于50%的占38.1%,多来自农作物残体,或者深加工后的下脚料,包括茶渣(67.86%)、菜籽粕(60.00%)、蓖麻粕(55.74%)、蓖麻皮(54.79%)、烟梗粉(54.75%)、粗糠(53.50%)、猪粪(51.9%)和蚕沙(50.63%)等。这些原料是堆肥的主料或者用于调整C/N和水分含量的重要辅料。(3)21种原料中蓖麻粕(5.09%)、菜籽粕(6.00%)和酵母渣(5.70%)含N量较高。其次是茶渣2.90%,蓖麻皮2.69%、味精渣2.54%、蚕沙2.17%、蜜糖渣2.36%。泥炭土、风化煤和草木灰等原料N含量最低。90%的原料P含量小于2.0%。骨粉的P含量最高,达到26.50%。对于K含量,除了风化煤和骨粉含量低于检查值,大部分含量介于0.2～2.5%之间。部分堆肥原料K含量较高,如草木灰(5.82%),烟梗粉(5.41%)、菌体渣(4.43%)和海带粉(12.20%)。N含量高可用于调整配方中C/N,P和K含量高的原料多用于调节堆肥的养分含量。(4)堆肥时既要考虑物料成本,又要保证产品品质,即养分含量。单独考虑某一指标来设计堆肥配方是不科学的。因此,本文综合养分特征和物流成本两个影响因素,引出养分使用成本这一概念,来指导企业堆肥原料的选择和配方的设计。21种堆肥原料中粗糠、菇渣和茶渣的有机质使用成本低于0.5元/千克是最佳的有机质调节物料。21种堆肥原料中菇渣、茶渣、蜜糖渣和酵母渣N素使用成本小于15.0元/千克,是最佳的N调节物料。骨粉和草木灰P使用成本分别为5.6和7.3元/千克,可以作为增加堆肥P含量的辅料。草木灰和海带粉K使用成本远低于其他物料,分别为2.1和1.9元/千克,可以作为增加堆肥K含量的辅料。(5)根据总养分使用成本我们可以分析企业选择堆肥原料的目的。21种物料总养分使用成本在1.5～55元/千克之间。61.9%的物料,如鸡粪、烟梗粉、猪粪、茶渣等总养分使用成本小于10元/千克,是企业常用的堆肥物料。蓖麻粕和菜籽粕等总养分使用成本较高,因此企业很少选择。粗糠虽然价格便宜,但其总养分含量很低,导致其总养分使用成本很高,因此粗糠多用来调整堆体水分含量,而不是提高总养分含量。(6)8家企业堆肥配方中有机质含量在40～50%之间,但总养分差异很大(3～7%)。公司2的堆肥配方总养分最高达到6.71%,配方成本接近500元/吨；62.5%的企业堆肥配方中总养分含量在3～4%之间,配方成本在300～400之间。企业堆肥配方有机质使用成本在0.4～1.3元/千克之间,N使用成本在18～32元/千克之间,P使用成本在25-45元/千克之间,K使用成本在14-28元/千克之间,总养分使用成本在5～12元/千克之间。公司6的有机质和总养分使用成本在8个企业中最低。其有机质和总养分含量在8个企业中占中等偏上水平,但其堆肥配方成本最低,说明公司6的堆肥配方最经济。(7)从堆肥发酵后的产成品品质角度考虑,堆肥时原则上要选择粕类原料(N含量高),且在有机肥投料配方中的比例应为20%-30%,但其价格高,使堆肥成本增加。堆肥时选用菌体渣,可以部分代替蓖麻粕(皮)的发酵功效,产成品中除有机质略有降低外,其余养分基本能够平衡,因此,针对产成品品质对有机质含量要求不高的堆肥,均可以选用菌体渣,从而降低粕类的用量。与其它原料(如菌体渣、茶渣、菇渣)相比,风化煤中含有优质的有机质肥源,因此,其他条件相似的情况下,如需提高产成品中有机质的含量,应该优先选择风化煤。烟梗粉中K含量高,同时含有的烟碱等成分有驱避害虫的作用,因此常作为堆肥主原料,针对高K需求的堆肥,可以以草木灰配合烟梗粉来使用。因此有机肥企业可以根据养分使用成本来制定堆肥配方,起到节约成本和保障产品品质的双重功效。

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摘要 6-8ABSTRACT 8-11第一章导论 11-17 1.1 研究背景与问题提出 11-12 1.2 研究目标与研究假设 12 1.2.1 研究目标 12 1.2.2 研究假说 12 1.3 研究方法、技术路线及论文结构 12-14 1.3.1 研究方法 12-13 1.3.2 技术路线 13 1.3.3 论文结构 13-14 1.4 数据来源及可能的创新与不足 14-17 1.4.1 数据来源 14 1.4.2 可能的创新与不足 14-17第二章堆肥原料及配方设计 17-31 2.1 堆肥原料 17-23 2.1.1 堆肥原料种类 17-18 2.1.2 堆肥原料资源量 18-19 2.1.3 堆肥原料的养分特征 19-22 2.1.4 堆肥原料选择原则 22 2.1.5 堆肥原料的储存 22-23 2.2 堆肥原料配方 23-25 2.2.1 C/N 23-24 2.2.2 水分 24-25 2.3 好氧发酵堆肥 25-30 2.3.1 工艺流程 25-27 2.3.2 生物学原理 27-28 2.3.3 堆肥参数的调控 28-29 2.3.4 堆肥腐熟度的评判与质量控制 29-30 2.3.5 堆肥常见问题的判断及处理 30 2.4 小结 30-31第三章堆肥原料和配方的选择影响因素分析 31-47 3.1 资料调查 31-32 3.1.1 调查方式 31 3.1.2 调查目标和调查内容 31-32 3.2 调查结果与分析 32-39 3.2.1 有机肥企业基本情况 32 3.2.2 堆肥原料种类 32-34 3.2.3 堆肥原料养分特征 34-35 3.2.4 原料养分使用成本分析 35-39 3.3 堆肥企业常用堆肥配方分析及建议 39-44 3.3.1 企业堆肥配方 39-43 3.3.2 堆肥配方养分使用成本分析 43-44 3.4 不同堆肥配方对产品养分品质的影响 44-46 3.4.1 实验设计 44-45 3.4.2 产品品质指标测定 45-46 3.5 小结 46-47第四章结论 47-51 4.1 堆肥原料 47 4.2 养分使用成本 47-48 4.3 产品品质 48-51参考文献 51-55致谢 55

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