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| 堆体规模对奶牛粪工程化沤肥过程物料减量与腐殖化特性的影响 |
| Effects of pile scale on mass reduction and humification characteristics during industrial facultative anaerobic composting of dairy manure |
| 投稿时间：2026-01-09 修订日期：2026-05-21 |
| DOI： |
| 中文关键词: 奶牛粪 沤肥 腐熟度 减量化 无害化 |
| 英文关键词: dairy cow manure facultatively anaerobic composting maturation volume reduction harmless treatment |
| 基金项目:好氧堆肥过程细菌营养偏好代谢与趋化运动对有机质转化的协同驱动机制研究（52470169）；中国农业大学宁夏教授工作站（20230502） |
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| 中文摘要: |
| 【目的】为探讨堆体规模对奶牛粪工程化沤肥过程物料减量与腐殖化特性的影响。【方法】本研究以奶牛粪为对象，通过设置2 m、3 m和4 m三种堆高自然形成的长×宽×高分别为8×4×2、9×6×3、10×8×4的不同规模堆体，系统开展了工程尺度沤肥试验，重点探究堆体高度对氧气扩散、腐熟进程及无害化效果的影响。【结果】结果表明，各处理堆体平均温度均在3 d内升至60 ℃以上，高温期分别维持18 d、24 d、7 d，3 m堆高处理高温持续时间显著长于2 m和4 m堆高。该堆高在自由空域（FAS，Free Air Space）与保温性能之间取得较好平衡，发酵产物pH为7.8–8.1，电导率值低于4 mS/cm，种子发芽指数（GI，Germination Index）达124.1%，显著高于2 m、4 m处理。3 m堆高处理腐殖质含量增幅达47.8%，远高于2 m 处理的30.0%和4 m处理的37.4%，腐殖酸含量及增幅也为三组最高，干物质降解率达41.6%，较2 m、4 m处理分别高出6.1%、5.7%，物料减量效果最优。同时，该处理SUVA254与E253/E230值均为三组最高，反映出最优的腐殖化程度。【结论】综上，3 m堆高能够有效促进有机质降解、提升物料减量化效果，同时显著增强腐殖化程度、保留养分并实现良好的无害化效果，是奶牛粪沤肥的较为理想堆体规格参数。 |
| 英文摘要: |
| 1.在工程化应用尺度上，系统阐释并确定了奶牛粪兼性厌氧沤肥过程中堆体高度的关键调控作用与最优参数。 本研究突破了以往多在实验室或小试规模进行机理探索的局限，通过构建长、宽、高均达数米至十米级别的实际工程规模堆体，定量揭示了堆体高度如何通过平衡“烟囱效应”与保温性能，进而决定性影响堆体内部氧气扩散效率、高温期持续时间及最终腐熟进程。研究明确论证了3米堆高是实现高效有机质降解、深度腐殖化与彻底无害化目标的最优工程参数，为畜禽粪污就地、就近资源化处理技术的标准化设计与推广提供了直接、可靠的理论依据与实践指导。
2.在物质转化层面深入揭示了堆体规模驱动下物料减量化与腐殖质品质提升的协同强化机制。 研究不仅综合评估了堆肥的常规腐熟度与减量效果，更通过整合腐殖质组分定量分析（胡敏酸/富里酸比值）与光谱学特征指标（SUVA254, E253/E203），深入解析了不同规模堆体内有机质转化路径与腐殖质合成过程的差异。结果表明，3米堆高能够最有效地促进芳香族化合物等稳定组分的生成与积累，从而产出腐殖化程度更高、化学稳定性更强、植物毒性更低的优质腐熟肥料。这一发现从有机质分子转化角度，阐明了优化堆体结构何以能够同步实现“减量”与“提质”的双重目标，深化了对兼性厌氧沤肥过程内在机理的认识。 |
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