一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法

摘要

本发明公开了一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法，该方法包括以下步骤：取稻草，切成2-3cm长；将蛋鸡粪与米糠、稻草按质量比为28:9:1混合，堆肥原料的初始含水率为55~65%，堆肥30天后即完成堆肥过程，得到肥料；在堆肥开始后的第3、7、11、15、19、25天要翻堆。本发明在蛋鸡粪-米糠堆肥中添加稻草能降低氨气挥发峰值,缩短氨气挥发时间，减少氨气生成量；添加稻草还可以促进水溶性碳的分解和利用，促进堆肥升温、并提高堆温，相对缩短了堆肥腐熟时间。本发明的方法操作简单、原料来源广泛、成本低廉、实用价值高，氮素损失为8%，而现有的鸡粪堆肥方法的氮素损失率高达23~65%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种畜禽粪便堆肥方法，具体涉及一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法。 

背景技术

鸡粪含水率高、含氮量高，未经过有效处理或综合利用的话既严重影响蛋鸡场的发展，又对养殖场周边生态环境和公共卫生构成威胁，也造成资源的浪费。 

目前，我国商品代蛋鸡存栏约15亿只，按照平均每只存栏鸡日产粪量为0.100kg（陈微等，2009），仅以产蛋鸡数量计算，现阶段我国产蛋鸡鸡粪年生成量达4380万吨。可见，有效处理蛋鸡粪便已经成为蛋鸡产业当前的重要任务。好氧堆肥是最常用的实现畜禽粪便无害化和资源化的有效措施（王岩等，2006）。 

蛋鸡粪便的碳氮比（C/N）较低，仅为7.60~9.10（李吉进等，2004），纯蛋鸡粪便堆肥，C/N低，水分过高，堆体孔隙度低，不能满足好氧微生物需求，氮素以氨气的形式损失严重，所以在堆肥中必须添加碳源性辅料（于安，2009）。 

在现有技术中，辅料与蛋鸡粪便配比主要考虑调节堆料初始含水率，而对物料C/N及堆体结构等影响堆肥进程的因素考虑较少。由于在辅料配比方面缺乏科学性的指导，我国蛋鸡粪便堆肥存在堆肥时间长、成品含水率高、氮素损失严重等问题。 

贺琪等（2005）利用鸡粪和小麦秸秆进行自然通风静态堆肥试验，低C/N比组（12.4、17.4）氮素损失达58.7%和60.2%，高C/N组（31.2、35.2）的损失也有23.3%和37.7%。 

王顺利等（2008）研究鸡粪槽式动态堆肥养分变化，发现堆肥过程中氮素累计损失率达30%和40%。 

魏宗强等（2011）在露天自然条件下对鸡粪进行好氧堆肥，研究表明，堆肥期间通过径流损失的氮素只占3-6‰，而以氨气挥发损失占35-65%。 

Sims等（1988）对不经任何保氮措施的家禽粪便自然堆肥进行研究，发现氨 氮损失率高达46%，氨氮挥发产生大量难闻气味，严重影响堆肥场工作人员的健康。 

Mahimairaja等（1994）对家禽粪便堆肥中氨氮的转化和损失进行研究，表明各种家禽粪便中有机氮含量都很高，当氨氮的损失率超过40%时，腐熟期延长一倍时间，并且氨气挥发会腐蚀堆肥设备，降低设备使用寿命。 

为了适应规模化蛋鸡养殖场粪便处理的发展趋势，实现鸡粪的无害化处理和资源化利用，减少蛋鸡粪便堆肥处理过程中氮素的损失尤为重要，而氨气挥发是氮素损失的一重要途径，故减少蛋鸡粪便堆肥过程中的氨气挥发具有十分重要的作用。 

发明内容

为了克服现有的蛋鸡粪便堆肥方法中存在的因生成氨气而导致的环境污染问题（产生恶臭），本发明的目的在于提供一种操作简单、经济实惠以及能够在蛋鸡养殖企业广泛应用的专门用于减少堆肥过程中氨气生成量和氮流失的蛋鸡粪便堆肥方法。 

本发明的目的通过下述技术方案实现： 

一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法，包括以下步骤： 

取稻草，切成2-3cm长；将蛋鸡粪与米糠、稻草按质量比为28:9:1混合，堆肥原料的初始含水率为55~65%，堆肥30天后即完成堆肥过程，得到肥料；在堆肥开始后的第3、7、11、15、19、25天要翻堆。 

我国蛋鸡粪便堆肥实际生产中以米糠、锯末、稻草等辅料为主。米糠的空隙率过小，不利于氧气供给，影响了好氧微生物的活动；而锯末虽具有合适的比表面积和空隙率，可其中含有大量的难降解纤维素，难于被微生物利用；稻草易于降解，但是其养分含量低，使用量大。故利用米糠和稻草作为蛋鸡粪堆肥的共同辅料，不仅可以调节堆肥原料的空隙度，提高堆体中氧气的含量，还可以满足微生物对碳源的需要，减少氨气的挥发。 

在鸡粪的好氧堆肥过程中，由于鸡粪的C/N比值低，易分解性有机物质含量高，所以在堆肥处理的最初阶段，因易分解性有机物质的快速分解而消耗大量的O₂，尽管配备有通气装置，但堆腐3～4d后，随着堆肥内部温度的升高和一些有机酸等物质逐渐分解，导致pH上升，因而产生大量氨气。张福锁等（1995）和徐红等（1999）等试验表明，一次翻堆所提供的氧在30min内即消耗殆尽，认为无论是静态通风或者翻堆供氧都很难满足微生物对氧的需要。因此，在堆 肥过程中，堆肥初始物料配比能通过对堆体的孔隙度及疏松程度等堆体结构的影响，进而影响堆肥过程中通风供氧、热量保持等因素，影响氨气的挥发。容重可间接反映堆料的孔隙度和空气/氧气穿过堆料的难易程度，是影响堆肥通风供氧的关键因子。物料含水率、粒径、堆积高度等因素影响堆体容重。物料的粒径越小、含水率和堆积高度越高，容重越高，堆体通气性就越差。故添加稻草的长度直接影响着堆肥物料的孔隙度和氧气的交换，进而可影响氨气的挥发，所以堆肥时需选择适宜的稻草添加长度。 

经过堆肥处理的蛋鸡粪已经完全腐熟，没有臭味。粪中的有机物已转化成有机质、二氧化碳与水，粪便中的有害生物亦被杀死。由于蛋鸡粪含有丰富的营养元素，据联合国粮农组织（FAO）发布的资料，产蛋鸡干粪含粗蛋白质25%、钙5%、磷2.1%，还含有18种氨基酸和大量的微量元素和维生素，故堆肥后的鸡粪产品是很好的农田有机肥，既能够改善土壤的营养特性，又能够满足作物的营养需要，从而使蛋鸡粪便“变废为宝”，达到物质的有效利用。 

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果： 

（1）本发明在蛋鸡粪-米糠堆肥中添加稻草能降低氨气挥发峰值,缩短氨气挥发时间，减少氨气生成量。 

（2）本发明方法在米糠与蛋鸡粪便堆肥中，添加稻草以促进水溶性碳的分解和利用，促进堆肥升温、并提高堆温，相对缩短了堆肥腐熟时间。 

（3）本发明堆肥方法所采用的原料稻草具有来源广泛、成本低廉、用量少等特点，且是良好的土壤改良剂。因此，在规模化生产上，通过添加稻草减少蛋鸡粪堆肥过程氨气挥发损失更具可行性，值得在稻草来源容易的地区推广。 

（4）本发明的方法操作简单、原料来源广泛、成本低廉、实用价值高，氮素损失为8%，而现有的鸡粪堆肥方法的氮素损失率高达23~65%。 

附图说明

图1是实施例和对比例在堆肥过程中物料的氨气挥发强度图。 

图2是实施例和对比例在堆肥过程中物料的水溶性碳含量的变化曲线图。 

图3是实施例和对比例在堆肥过程中氧气的含量的变化曲线图。 

图4是实施例和对比例在堆肥过程中物料的容重的变化曲线图。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式 不限于此。 

以下实施例和对比例2中所采用的堆肥原料的主要成分见表1： 

表1堆肥原料的主要成分 

实施例 

一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法，包括以下步骤： 

（1）将稻草切成2-3cm长，备用； 

（2）将224kg蛋鸡粪（采用广东河源东源壹品农业有限公司蛋鸡场产生的蛋鸡粪便）与72kg米糠（购自河源顺天镇金史村一大米加工厂）、8kg稻草混合，三者的质量比为28:9:1，初始C/N比为13.89，堆肥原料的初始含水率为60%，堆肥30天后即完成堆肥过程，得到肥料；在堆肥过程的第3、7、11、15、19、25天要翻堆供氧。 

所采用的堆肥池长1.0m、宽1.0m、高1.7m，前侧向外敞开，堆肥池外盖有顶棚，开始堆肥时各组加盖塑料薄膜，堆制1周后去除。 

在堆肥过程的第0、3、7、11、15、19、25、30天对堆肥物料采样，按照十字交叉法选取堆体表层下30cm处5点采集样品，充分混匀后取200g样品用4.5mol/L硫酸固定，保存在4℃冰箱，用于测定样品中的全氮、有机氮、铵态氮、硝态氮、有机质、水溶性碳的含量，测定结果见表2。 

表2堆肥物料相关指标的测定结果      单位：g/kg 

另取约100g样品1份，用于测定含水率、pH值，测定结果见表3。 

表3堆肥物料的pH值和含水率测定值 

堆肥过程中氨气的测定采用纳氏试剂比色法，在堆肥第1、3、5、7、11、15、19、25、30d翻堆前，用大气采样器采集。吸收液为0.005mol/L硫酸，体积为50mL，大气采样器流速为2L/min，采气时间为10min。堆肥过程中氨气的挥发强度见图1。 

堆肥过程中氧气的测定采用DR95C型高精度氧气分析仪来测定，每天早上8:30和下午15:30用100mL医用注射器抽取堆体内氧气测定（张向阳等，2008），堆体氧气含量的变化见图3。 

在堆肥第1、3、5、7、11、15、19、25、30d翻堆前用环刀法测定堆体的容重，堆体容重的变化见图4。 

对比例1 

一种蛋鸡粪便堆肥方法，包括以下步骤： 

将225kg蛋鸡粪（采用广东河源东源壹品农业有限公司蛋鸡场产生的蛋鸡粪便）与76kg米糠（购自河源顺天镇金史村一大米加工厂）混合、初始C/N为12.02，堆肥原料的初始含水率为60%，堆肥30天后即完成堆肥过程，得到肥料；在堆肥过程的第3、7、11、15、19、25天要翻堆供氧。 

所采用的堆肥池长1.0m、宽1.0m、高1.7m，前侧向外敞开，堆肥池外盖有顶棚，开始堆肥时各组加盖塑料薄膜，堆制1周后去除。 

在堆肥过程的第0、3、7、11、15、19、25、30天对堆肥物料采样，按照十字交叉法选取堆体表层下30cm处5点采集样品，充分混匀后取200g样品用4.5mol/L硫酸固定，保存在4℃冰箱，用于测定样品中的全氮、有机氮、铵态氮、硝态氮、有机质、水溶性碳的含量，测定结果见表4。 

表4对比例1堆肥物料测定指标含量   单位：g/kg 

另取约100g样品1份，用于测定含水率、pH值，测定结果见表5。 

表5对比例1堆肥物料的pH值和含水率 

堆肥过程中氨气的测定采用纳氏试剂比色法，在堆肥第1、3、5、7、11、15、19、25、30d翻堆前，用大气采样器采集。吸收液为0.005mol/L硫酸，体积为50mL，大气采样器流速为2L/min，采气时间为10min。堆肥过程中氨气的挥发强度见图1。 

堆肥过程中氧气的测定采用DR95C型高精度氧气分析仪来测定，每天早上8:30和下午15:30用100mL医用注射器抽取堆体内氧气测定（张向阳等，2008），堆体氧气含量的变化曲线见图3。 

在堆肥第1、3、5、7、11、15、19、25、30d翻堆前用环刀法测定堆体的容重，堆体容重的变化见图4。 

对比例2 

一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法，其操作和原料用量均同实施例，所不同的是稻草用量为4kg；蛋鸡粪、米糠、稻草三者的质量为56:18:1，稻草的长度切成2-3cm。所采用的堆肥池和采样方法也同实施例，堆肥过程中物料相关指标的测定结果见表6，物料的pH值和含水率测定值见表7，堆肥过程氨气挥发强度见图1，堆肥过程中堆肥的水溶性碳含量的测定结果见图2，氧气含量的变化见图3，堆体容重的变化见图4。 

表6堆肥物料相关指标的测定结果       单位：g/kg 

表7堆肥物料的pH值和含水率测定值 

如表2、4、6所示，经方差分析表明，至堆肥结束时，实施例和对比例2的堆肥其铵态氮含量显著低于对比例1（P＜0.05），对比例1的氨气挥发量最大；实施例、对比例2和对比例1硝态氮含量没有显著差异（P＞0.05）。该结果说明添加稻草能有效降低堆肥中氨气的挥发。 

至堆肥结束时，实施例的堆肥中有机氮含量比开始堆肥时上升了31.1%，对比例2和对比例1的堆肥中有机氮含量分别比开始堆肥时下降了23.0%和23.8%，说明实施例的堆肥方法能显著减少物料有机氮的损失。 

至堆肥结束时，实施例、对比例2和对比例1的堆肥其有机质含量差异不显著（P>0.05），但实施例和对比例2的有机质含量较对比例1低，说明添加稻草能促进微生物对物料有机质的分解，缩短堆肥腐熟时间。 

如图1所示，实施例堆肥氨气挥发主要发生在前9d，第7d才出现挥发高峰，为928.04±9.16mg/m³，至第17d检不出氨气。 

对比例1堆肥氨气挥发主要发生在前5d；在第3d达最高峰，为1620.95±33.33mg/m³，至第25d才未能检出氨气。 

对比例2堆肥氨气挥发呈持续下降的变化趋势，主要集中在堆制的前7d；挥发峰值出现在第1d为1435.24±12.60mg/m³，至第19d检不出氨气。 

方差分析表明，实施例堆肥氨气挥发峰值显著低于对比例1（P<0.05）。可见，本发明的方法能降低氨气挥发峰值，缩短挥发时间，降低氮气生成量，改 善环境。 

如图2所示，对比例1、对比例2（米糠-4kg稻草）组堆肥的水溶性碳含量均在堆肥的第11-15d快速下降，降幅分别达52%和68%，第19-25d出现第2次快速下降，降幅分别为36%和30%；实施例（米糠-8kg稻草）组堆肥在第3-7d和第11-15d快速下降，降幅分别为64%和33%。方差分析表明，实施例组显著低于对比例1、对比例2（P<0.05），说明实施例的堆肥方法能促进微生物对水溶性碳的分解和利用，缩短堆肥腐熟时间。 

如图3所示，对比例1、对比例2和实施例的堆肥初始容重为0.65±0.03、0.61±0.02、0.54±0.02g/cm³，方差分析表明，对比例1和实施例组间差异显著（P<0.05），对比例1与对比例2、对比例2与实施例1间差异不显著（P>0.05）。说明在蛋鸡粪与米糠堆肥中，添加稻草能降低堆肥容重，改善堆体结构，其中实施例的方法效果显著。初始容重为0.61g/cm³和0.54g/cm³组堆肥的氨气挥发峰值可分别减少11.46%和42.75%。 

如图4所示，在堆肥前期和中期，对比例1、对比例2和实施例的堆体内氧气浓度较低，约在3%上下波动，此阶段堆肥处于升温期和高温期，微生物降解物料中的有机物质，快速消耗堆体内氧气。对比例2、实施例和对比例1分别在堆肥第19d和第22d后，氧气浓度上升到5%以上，且前者氧气浓度相对较高。堆肥物料中的易降解有机物质的含量影响微生物活动的剧烈程度，而微生物活动程度可以从其对氧气浓度的需求和消耗反映出，可见添加稻草促进了堆肥物料的分解。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。