張德剛，李春燕，袁　寒，施　嫻

（紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南蒙自 661100）

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添加有機(jī)廢棄物對(duì)茶渣高溫堆肥過(guò)程中氮變化的影響

張德剛，李春燕，袁寒，施嫻

（紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南蒙自 661100）

摘 要：利用廢棄茶渣為原料添加玉米桿、鋸末、綠化廢棄物和VT-1000微生物菌劑進(jìn)行高溫堆肥，采用人工翻堆方法，研究茶渣高溫堆肥過(guò)程中總氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量隨時(shí)間的變化。結(jié)果表明：從堆肥的溫度變化來(lái)看，添加玉米稈處理高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且溫度高，腐熟效果最好；從氮的變化情況看，茶渣堆肥過(guò)程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進(jìn)程，而添加玉米桿腐熟效果最好。

關(guān)鍵詞：茶渣；有機(jī)廢棄物；VT-1000微生物菌劑；堆肥

茶葉產(chǎn)品主要為人類(lèi)消費(fèi)，但目前中高檔茶好銷(xiāo)，低檔茶嚴(yán)重滯銷(xiāo).[1]全國(guó)每年的低檔茶有數(shù)百萬(wàn)噸，不論是用于提取速溶茶或是提取其他功能性成分，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量廢茶和茶渣.目前茶渣的處理方法大多是采用自然堆放、填埋丟棄或作為飼料及飼料添加劑，嚴(yán)重污染了周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境.[2]如何有效利用這些茶渣，解決茶渣造成的環(huán)境污染，同時(shí)變廢為寶，給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益是迫在眉睫的問(wèn)題.高附加值的農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化利用，特別是高附加值的生物有機(jī)肥及有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥的開(kāi)發(fā)研制，不但能解決環(huán)境污染問(wèn)題，而且可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供大量的有機(jī)肥料，是減少農(nóng)業(yè)面源污染、節(jié)約資源、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑.所以，以廢棄茶渣為原料，添加當(dāng)?shù)刎S富的有機(jī)廢棄物將茶渣開(kāi)發(fā)為肥料是一條變廢為寶的途徑，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益和廣泛的應(yīng)用前景.

1　材料與方法

1.1 材料及碳氮含量分析

茶渣來(lái)自紅河唐人生物發(fā)展有限公司（含碳28.10%，含氮4.16%），鋸末購(gòu)買(mǎi)于云南蒙自市市場(chǎng)（含碳42.34%，含氮0.25%），綠化廢棄物選自紅河學(xué)院校園內(nèi)（含碳39.05%，含氮0.83%），玉米秸稈來(lái)自紅河學(xué)院實(shí)踐基地（含碳46.39%，含氮0.48%）.VT-1000微生物菌劑由北京沃土天地生物科技有限公司提供.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

堆肥試驗(yàn)處理按表1進(jìn)行設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)，在紅河學(xué)院校內(nèi)實(shí)踐基地進(jìn)行.堆肥的規(guī)格為高約1m的金字塔形的堆體，采用人工翻堆的方法進(jìn)行通風(fēng)，每周翻堆一次.每日早晚測(cè)定堆體上、中、下部的溫度，計(jì)算平均溫度；同時(shí)測(cè)定每日堆肥現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度.從堆制開(kāi)始每周采集樣品，每堆每次在堆體的上、中、下部分別取樣后充分混合，一部分直接保存到冰箱備用，另一部分自然風(fēng)干磨碎過(guò)25目篩，干燥保存?zhèn)溆?

表1　實(shí)驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

1.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)及方法

總氮的測(cè)定用重鉻酸鉀—硫酸消化法[4]，銨態(tài)氮的測(cè)定用靛酚藍(lán)比色法,硝態(tài)氮的測(cè)定用酚二磺酸比色法[5].數(shù)據(jù)采用Excel和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

2　結(jié)果與分析

2.1 茶渣堆肥過(guò)程中溫度的變化

溫度是堆肥過(guò)程中的一個(gè)重要指標(biāo).堆肥溫度的變化可以指示堆肥是否達(dá)到高溫階段，是否已經(jīng)完全腐熟.一般認(rèn)為，堆肥的最適溫度為50～60℃[6]，堆體溫度在55℃條件下保持3d以上(或50℃保持5～7d)是保證堆肥衛(wèi)生指標(biāo)合格和堆肥腐熟的重要條件[7].從表2可以看出，各處理達(dá)到50℃所需的時(shí)間分別是13、9、6和13天；高溫持續(xù)時(shí)間分別是3、3、11和1天.處理3達(dá)到高溫階段比處理1、處理2和處理4要早，且持續(xù)時(shí)間也比其他3個(gè)處理長(zhǎng)，最高溫度也比其他3個(gè)處理高，從堆肥溫度變化情況看，處理3效果較好.

表2　茶渣堆肥過(guò)程中溫度的變化

2.2 茶渣堆肥過(guò)程中總氮的變化

從圖1中可以看出，總氮含量在堆肥初期都有一個(gè)下降的階段，而后在第7-14d時(shí)所有處理開(kāi)始緩慢的上升.處理2則是從第7d以后一直持續(xù)上升，到第49d時(shí)達(dá)到最大值，其他三個(gè)處理在第14-21d有所下降.各處理在堆肥的初期總氮的含量都有一個(gè)下降的階段，而堆肥后期微生物的固氮作用使總氮量的增加，最后堆肥總氮量趨于穩(wěn)定.

圖1　茶渣堆肥過(guò)程中T-N的變化圖

2.3 堆肥過(guò)程中水溶性NH4+-N的變化

從圖2可以看出，4個(gè)處理總趨勢(shì)是先上升后下降.一般認(rèn)為NH4+-N的缺失及減少是堆肥腐熟的標(biāo)志，堆肥中銨的濃度小于400.00mg/kg時(shí)，認(rèn)為已經(jīng)腐熟[7-8].實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)高溫階段后，各處理銨態(tài)氮含量都很快下降.到49d各處理的銨態(tài)氮含量都小于400.00mg/kg.從銨態(tài)氮的變化來(lái)看，茶渣堆肥過(guò)程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進(jìn)程，且添加玉米桿最有利于腐熟.

圖2　茶渣堆肥過(guò)程中水溶性NH4+-N的變化圖

2.4 茶渣堆肥過(guò)程中水溶性NO3--N的變化

從圖3中可以看出，堆肥開(kāi)始時(shí)硝態(tài)氮含量均較低，但是隨著堆肥時(shí)間的推移，硝態(tài)氮含量呈逐漸上升的趨勢(shì)，達(dá)到最大值時(shí)，硝態(tài)氮含量處理4>處理3>處理2>處理1.說(shuō)明在茶渣堆肥過(guò)程中添加玉米桿、鋸末有利于茶渣堆肥的腐熟進(jìn)程.堆肥的初期硝態(tài)氮含量較低，可能是由于前期的高溫條件抑制了硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)活動(dòng)，影響硝化作用的順利進(jìn)行[9-10]，后期，NO3--N的含量逐漸增加，并呈迅速上升趨勢(shì)，主要是因?yàn)镹H4+-N向NO3

--N轉(zhuǎn)化的結(jié)果.

圖3　茶渣堆肥過(guò)程中水溶性NO3--N的變化圖

3　結(jié)論

（1）從堆肥的溫度變化來(lái)看，添加玉米稈處理高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且溫度高，腐熟效果最好.

（2）從堆肥結(jié)束的氮變化情況看，茶渣堆肥過(guò)程中添加玉米桿、鋸末和綠化廢棄物有利于茶渣堆肥的腐熟進(jìn)程，而添加玉米桿腐熟效果最好.

（3）所有處理在堆肥的初期硝態(tài)氮含量都相對(duì)較低，而后硝態(tài)氮含量逐步的增加到最大值.

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[責(zé)任編輯 魯海菊]

The Effect of Nitrogen Variation of High Temperature Compost of Tea Leave Residues by Adding Organic Wastes

ZHANG De-gang,LI Chun-yan,YUAN Han,SHI Xian
(College of Life Science and Technology,University of HongHe,Yunnan Mengzi 661100,China)

Abstract:Using tea leaves residue as raw material by adding corn stalk,sawdust,green wastes and VT - 1000 microbial agents in high temperature compost with artificial pile method,to research total nitrogen,ammonium nitrogen and nitrate nitrogen contents change with time in high temperature compost.The results show that from the point of the temperature variation,adding corn stover by high temperaturein in long time,rotten effect is the best; from nitrogen variation aspect,adding corn stalk,sawdust and greening wastes are advantageous to the tea leaves residue composting rotten process,but adding the corn stalk rotten effect is the best.

Key words:Tea leave wastes; Organic wastes; VT-1000 microbial agents; Compost

基金項(xiàng)目：紅河學(xué)院科研基金重點(diǎn)項(xiàng)目（10XJZ103）

收稿日期：2014-11-20

DOI:10.13963/j.cnki.hhuxb.2016.02.005

中圖分類(lèi)號(hào)：S365

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-9128（2016）02-0020-02

第一作者：張德剛（1977—），男，云南石屏人，碩士，副教授，研究方向：農(nóng)業(yè)資源利用與環(huán)境保護(hù)方面的教學(xué)和研究。