通过生物强化和水分控制优化堆肥过程中锯末和粪肥的腐殖化及价值提升

时间：2026年1月14日

来源：Biocatalysis and Agricultural Biotechnology

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通过木屑与猪牛粪及复合材料的堆肥实验，优化有机废物资源化工艺。研究表明60%湿度配合微生物接种（如芽孢杆菌和青霉属）可有效提升温度峰值（达43℃）、缩短周期（减少7天），使SSM处理碳氮比降低至17:1。但过量尿素（>1.6%氮）会抑制微生物活性，导致腐殖质形成减少44.5%。实验证实RWS改善水分平衡，SSM微生物更具降解效率，无机氮过量显著抑制腐殖化进程。

Nedio Ricardo Rogoski|Sabrina Pinto Salamoni|Gustavo Graciano Fonseca

巴西米纳斯吉拉斯州杜拉多斯市大杜拉多斯联邦大学精确科学与技术学院

摘要

本研究的目的是制备并表征从锯末以及猪和牛的废弃物中提取的化合物，以及这些化合物的组合。评估了三种堆肥策略：使用固体牛粪（SBM）、固体猪粪（SSM）、原始木屑（RWS）和分解后的木屑（DWS），在28至60天的时间内优化有机废弃物的利用。在实验1中，含有10% RWS的混合物在15天内迅速达到了水分平衡，并且温度升至中温（约35°C），而100%的SBM或SSM在整个过程中温度始终低于室温（25°C）。在实验2中，将初始水分调整到60%后，24小时内温度升至43°C，C/N比值从21.7–26.8降至约10。微生物数量呈线性增长，表明无需接种即可激活本土微生物群。在实验3中，添加Bacillus属和Penicillium属菌株后，总氮含量从约1.2%增加到1.6%，并加速了C/N比值的降低至<17:1；而添加尿素则抑制了微生物生长，并将腐殖质形成限制在44.5%。在所有实验中，灰分含量增加了15-25%，接种处理下的腐殖化程度（以总腐殖质提取物计）增加了高达49.5%。研究结论为：(i) RWS有助于改善水分平衡和空气流通；(ii) 60%的水分含量和微生物强化措施能够优化嗜热菌的激活及有机物的降解；(iii) 过量的无机氮（尿素）会抑制微生物活性并阻碍腐殖化过程。

引言

农业活动会对环境造成物理、化学和生物变化，其影响程度取决于所采用的生产模式。在许多情况下，废弃物管理或处置不当。为了提高动物生产系统的盈利能力，人们常常增加养殖密度，这导致动物在有限空间内聚集，从而因废弃物处理不当而引发严重污染问题（Karić等人，2022；De Corato等人，2024；Ezeorba等人，2024）。

传统上，动物废弃物通过管道或沟渠从饲养区输送到储存设施中，如粪池、生物肥料池和沉淀池。经过一段时间的发酵后，这些废弃物会被施用于农田。如果管理得当且场地有足够的土地来容纳产生的废弃物，这种方法可以取得满意的效果（Cadis & Henkes，2014）。

然而，在循环经济模式下，必须对废弃物进行处理以回收其有机物质和养分，以便再利用。源自有机废弃物的材料（如堆肥）可作为植物养分的来源，部分替代合成肥料（Masullo，2017；Chojnacka等人，2019）。堆肥的应用有助于土壤-植物系统中的养分循环（Ho等人，2022），增加生物量产量和土壤肥力，并改善土壤结构和养分有效性（Bedada等人，2014；Luccheta等人，2023）。

研究表明，堆肥是处理高密度动物区域猪废弃物的有效方法。所得产品稳定、无病原体，且富含有机物质和腐殖化养分（Santos等人，2016；Sáez等人，2017）。动物废弃物的利用可以通过整体处理或固液分离实现，确保养分不流失，并使作物能够吸收这些养分（Ersahin等人，2023）。因此，本研究的目的是制备并表征从锯末以及猪和牛废弃物中提取的化合物，以及这些化合物的组合。