选取玉米秸秆、鸡粪,经亚硫酸盐法(Sulfite pretreatment to overcome recalcitrance of lignocelluloses,SPORL)处理后的玉米秸秆和鸡粪制备的有机肥分别进行土壤培养试验,研究各处理对土壤腐殖质各组分和土壤养分的影响,并采用修正的内梅罗综合指数法(Nemerow index)计算得到土壤肥力指数(IFI),对土壤的肥力进行综合评价,为SPORL法对农业废弃物预处理后的固体产物,在土壤培肥方面的可利用性及其对土壤肥力的影响,提供理论指导和相关的数据支持。结果表明:土壤中添加经SPORL法预处理后的玉米秸秆和鸡粪制备的有机肥进行培养后,可以明显提高土壤中可提取腐殖质碳、腐殖质各组分的碳、有机质、全氮及碱解氮含量,且经SPORL法处理的鸡粪有机肥对土壤腐殖质、全氮、碱解氮含量的增加高于经SPORL法处理的玉米秸秆;各处理对土壤速效钾、有效磷含量影响的表现分别为鸡粪(CM)>玉米秸秆(MS)>鸡粪固体产物(SCM)>玉米秸秆固体产物(SMS)>对照(ck)、MS>CM>SMS>SCM>ck。内梅罗综合指数法对添加不同处理进行培养后的土壤肥力进行评价后,结果可得出不同处理之间土壤肥力综合指数排名为SCM=CM>SMS>MS>ck。玉米秸秆和鸡粪经SPORL法处理后制备的有机肥对土壤肥力水平有促进作用。
由于鸡粪的特殊形态,新鲜鸡粪经固液分离后,可以去除鸡粪中的砂粒等无机物,其固体部分富含木质纤维素,将其自然风干后,利用SPORL(Sulfite pretreatment to overcome recalcitrance of lignocelluloses,亚硫酸盐法)法对鸡粪固体部分进行处理,探寻其产物肥料化利用的可行性。催化剂选用亚硫酸铵,以亚硫酸铵用量(相对于原料干重,w/w)、反应温度、最高温度保温时间、液料比(v/w)作为主要影响因素,分别进行单因素试验。结果表明:亚硫酸铵用量在10%~20%、反应温度在120~140℃、最高温度保温时间在30~60 min以及液料比在5︰1︰15︰1范围内,其产物有机质含量较高。基于单因素试验结果,运用响应面法,以鸡粪固体产物有机质含量为响应指标,对试验进行设计并优化反应条件。结果表明各因素对响应值影响显著,且回归模型达到显著水平,回归方程可较好地拟合反应曲面;并准确有效地预测鸡粪固体产物有机质含量,在各因素范围内找到最优条件。最后,确定最优处理条件为:亚硫酸铵用量为13.4%、反应温度为127℃、最高温度保温时间为30 min、液料比为5︰1,鸡粪固体产物有机质含量预测值为359.1 g kg^(-1),验证试验结果为365.8 g kg^(-1),验证试验结果与预测值的偏差为6.7 g kg^(-1),说明该回归方程对鸡粪固体产物有机质含量的分析预测可靠准确。因此,SPORL法对鸡粪进行处理后可得到有机质含量较高的固体产物,该结果可在鸡粪肥料化生产应用中提供相关的理论指导和数据支持。
