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論文

添加生物炭對豬糞堆肥過程之重金屬固定與促進腐熟化之研究

林妤靜

嘉南藥理大學環境工程與科學系

2017

生物炭具有改善土壤理化性質與微生物活性、提高土壤有機碳儲存、延緩肥料養分釋放、降低肥料施用量、減少土壤養分損失與減輕土壤污染之功效，為深入瞭解應用生物炭對豬糞堆肥之重金屬固定與促進腐熟化之效應，本研究應用不同生物炭(包含：稻殼、稻稈、花生殼、椰殼、蔗渣)作為豬糞堆肥添加劑，以豬糞為主原料，添加適量菇類廢棄包並配合不同生物炭與不同添加比例，經翻堆醱酵腐熟、堆置風乾等程式製成堆肥，探討生物炭添加對堆肥品質之影響，以瞭解生物炭改善堆肥品質之潛力。本研究獲致以下之重要結果：1.生物炭均具有高pH值(9.69~11.26)，以蔗渣與椰殼的生物炭比表面積較高，且孔隙較完整均勻，顯示有較佳之孔隙結構發展。2.運用快速堆肥機以5:5(豬糞：菇包廢棄物，w/w)，製成之堆肥成品pH值為中鹼性，高稻稈生物炭添加比例堆肥成品EC值高達4.12 mS/cm，添加15%椰殼生物炭所製成之豬糞堆肥具促進堆肥腐熟之功效，堆肥成品對青江菜種子發芽均無抑制且多能促進胚莖生長，其中以15%椰殼生物炭堆肥對青江菜種子之生長促進效益最佳。3.添加生物炭可使堆肥化初期pH值與有機質含量略高於未添加者，較高EC值之稻稈、椰殼生物炭添加比例，使得堆體EC值較高，添加生物炭的堆肥初期碳氮比均顯著高於對照組，以添加椰殼生物炭為最高且與添加比例呈正相關。4.添加生物炭可使堆肥過程之E4/E6 值明顯低於未添加者，顯示生物炭的添加可提高堆肥中有機質的腐植化與芳香化；堆肥化過程之FTIR光譜顯示，添加生物炭可促進堆肥加速腐熟化。5.堆肥過程中，堆肥與水(1：5，w/v)之萃取液測試青江菜種子發芽率均超過90%；添加生物炭的堆肥在初期(21天)堆肥階段對青江菜胚根較無促進作用，隨堆肥腐熟時間的延長對青江菜之胚根與胚莖生長促進效應逐漸增加，顯示添加生物炭能促進堆肥的腐熟脫毒。6.稻殼生物炭作為堆肥添加劑可些微降低堆肥水溶性與交換性型態Cu含量，適量添加其他質材生物炭(除稻稈以外)則可降低堆肥水溶性與交換性型態Zn含量。7.比較生物炭堆肥對植物生長之效應，以施用化學肥料為對照組，試驗期間土壤pH值介於8.2~8.6，添加15%稻稈生物炭堆肥之土壤pH值最高，添加生物炭堆肥之土壤有機質均高於對照組，施用化學肥料之植物碳氮比遠低於堆肥處理，施用堆肥處理之植物生長優於施用化學肥料，以添加5%稻稈生物炭堆肥之植物生長效應為最優，顯示農業廢棄物若能妥善處理與再利用，可對土壤環境改善與作物栽培具有良好之應用潛力。

農業廢棄物、熱裂解、生物炭、堆肥、青江菜、agricultural waste、pyrolysis、biochar、composts、Chinese mustard

https://hdl.handle.net/11296/8m9f75