农业废弃物好氧发酵技术与智能控制设备研究

本书围绕农业废弃物好氧发酵，重点介绍了碳氮转化、快速发酵、智能一体化设备、有害物质控制、高值功能环保产品等关键技术及产品研究进展，包括好氧发酵过程中碳氮转化和微生物学机制，好氧发酵原料配方及工艺优化，高温和低温堆肥微生物菌系构建，堆肥智能传感器筛选与改进，基于物联网一体化的好氧发酵智能自控技术，好氧发酵过程中有害物质（重金属、抗生素、病原菌等）的动态变化、影响机制及控制技术，好氧发酵一体化在线监测与智能型设备（立式、卧式及槽式堆肥反应器）研制，好氧发酵产物高值化利用技术及农业废弃物好氧发酵技术示范与工程化应用。

第1篇 过程与机理
第1章 好氧发酵过程中微生物群落结构及多样性分析 2
1.1 概述 2
1.1.1 畜禽粪便产生及处理现状 2
1.1.2 好氧发酵工艺发展现状 2
1.1.3 好氧发酵过程中国内外微生物多样性研究进展 4
1.2 单一原料筒仓式堆肥反应器好氧发酵过程中微生物群落结构及多样性 6
1.2.1 基本情况介绍 6
1.2.2 猪粪反应器好氧发酵过程中理化指标变化规律 8
1.2.3 小结 16
1.3 添加菌剂对条垛式牛粪堆肥过程中微生物多样性的影响 17
1.3.1 条垛式牛粪堆肥试验点情况介绍 17
1.3.2 条垛式牛粪堆肥试验处理 17
1.3.3 条垛式牛粪堆肥过程中微生物多样性研究 18
1.4 全国堆肥样品微生物群落结构、核心微生物组及潜在病原菌调研 24
1.4.1 全国有机肥企业调研基本情况介绍 24
1.4.2 调研样品理化及腐熟度指标结果分析 24
1.4.3 调研样品微生物群落结构结果分析 26
1.4.4 调研样品多样性及核心微生物组结果分析 26
1.4.5 调研样品潜在病原菌相对丰度结果分析 28
1.4.6 小结 28
1.5 结论与展望 30
参考文献 30
第2章 好氧堆肥发酵过程中基于整合宏组学的功能微生物作用机理分析 33
2.1 概述 33
2.1.1 驱动好氧堆肥发酵过程的功能微生物群落 33
2.1.2 整合宏组学技术的发展及应用 34
2.1.3 整合宏组学技术揭示好氧堆肥功能微生物群落的研究进展 34
2.2 农业废弃物条堆堆肥功能微生物群落组成及作用机理 34
2.2.1 试验设置 34
2.2.2 检测方法 35
2.2.3 天然玉米秸秆堆肥中的功能微生物群落 36
2.2.4 小麦秸秆堆肥中的功能微生物群落 43
2.3 畜禽粪便条堆堆肥功能微生物组成及作用机理 46
2.3.1 试验设置 46
2.3.2 检测方法 46
2.3.3 天然鸡粪条堆堆肥中的功能微生物群落 47
2.3.4 天然牛粪条堆堆肥中的功能微生物群落 52
2.4 发酵罐堆肥功能微生物组成及作用机理 56
2.4.1 试验设置 56
2.4.2 检测方法 57
2.4.3 发酵罐堆肥中功能微生物群落的组成及演替 57
2.5 结论与展望 65
参考文献 65
第3章 猪粪秸秆联合堆肥过程中温室气体排放规律及原位控制 70
3.1 概述 70
3.1.1 有机废弃物现状 70
3.1.2 高温堆肥的基本原理 71
3.1.3 堆肥化过程中温室气体和氨气排放规律 72
3.2 强制通风系统中温室气体排放规律及影响因素 74
3.2.1 温度变化 75
3.2.2 化学指标变化 77
3.2.3 NH3排放规律 78
3.2.4 CH4排放规律 79
3.2.5 N2O排放规律 80
3.2.6 物料平衡分析和温室效应分析 81
3.3 条垛翻堆系统中温室气体排放规律及影响因素 83
3.3.1 温度变化 84
3.3.2 发芽指数变化 85
3.3.3 NH3排放规律 87
3.3.4 N2O排放规律 88
3.3.5 CH4排放规律 89
3.3.6 物料平衡分析和温室效应分析 90
3.4 磷酸和镁盐添加对堆肥温室气体排放的影响 91
3.4.1 温度变化 92
3.4.2 NH3排放规律 92
3.4.3 CH4排放规律 93
3.4.4 N2O排放规律 94
3.4.5 晶体分析 95
3.4.6 物料平衡分析 96
3.5 硝化抑制剂和酶抑制剂对堆肥温室气体排放的影响 97
3.5.1 温度变化 98
3.5.2 NH3排放规律 98
3.5.3 N2O排放规律 100
3.5.4 CH4排放规律 101
3.5.5 物料平衡分析 102
3.6 腐熟堆肥覆盖对堆肥温室气体排放的影响 102
3.6.1 温度变化 103
3.6.2 NH3排放规律 104
3.6.3 N2O排放规律 104
3.6.4 CH4排放规律 105
3.6.5 物料平衡分析 106
3.7 结论与展望 107
参考文献 107
第4章 竹炭对牛粪堆肥氮素损失的影响 112
4.1 概述 112
4.2 竹炭对牛粪堆肥腐熟规律的影响 113
4.2.1 竹炭对牛粪堆肥温度的影响 113
4.2.2 竹炭对牛粪堆肥 pH的影响 114
4.2.3 竹炭对牛粪堆肥含水率的影响 115
4.2.4 竹炭对牛粪堆肥 C/N的影响 115
4.3 竹炭对牛粪堆肥 NH3排放通量的影响 116
4.4 竹炭对牛粪堆肥过程氮素损失的影响 116
4.5 竹炭对牛粪堆肥微生物群落结构的影响 117
4.5.1 细菌群落差异 117
4.5.2 真菌群落演替 121
4.6 结论与展望 126
参考文献 127
……