将废弃的猪床垫升级为用于绿色农业的堆肥颗粒：养分释放动力学与植物生长

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Upcycling Discarded Pig Bedding into Compost Pellets for Green Agriculture: Nutrient Release Kinetics and Plant Growth

本研究探究了生物炭改良废弃猪垫料制备的堆肥丸，结合生物发酵液涂覆对营养释放、土壤微生物及作物生长的影响。方法：将3-5mm干燥猪垫料与椰子生物炭按0-25%比例混合制粒，分析有机碳、有机质及发芽指数。通过Korsmeyer-Peppas模型评估N、P、K释放特性，选取P_i,p和P_i,B20涂覆后施用于土壤，种植油菜。结果：P_i,B20营养含量最高，涂覆减少释放速率，N、P为侵蚀控制，K为扩散。5%涂覆的P_i,p-CBF,coat显著提高油菜生物量，微生物群落有益变化。结论：生物炭及涂覆技术有效提升堆肥丸营养效率，促进持续释放与作物生长。

　　

摘要

目的

本研究探讨了将废弃的猪垫料经过生物炭改良后制成堆肥颗粒，以及使用生物发酵液对颗粒进行壳聚糖涂层处理，对其养分释放行为、土壤微生物群落和植物生长所产生的影响。方法：将粒径为3–5毫米的干燥猪垫料（P_i）与椰子生物炭（B）按0–25%（重量比）混合，使用玉米粉作为粘合剂制成颗粒，并分别标记为P_{i, p}、P_iB1、P_iB5、P_iB10、P_iB15、P_iB20和P_iB25。所有颗粒均进行了有机碳、有机质和种子发芽指数的分析。通过将1克颗粒置于100毫升去离子水中振荡，评估氮（N）、磷（P）和钾（K）的养分释放情况，并将其数据拟合到Korsmeyer–Peppas模型中。选取部分颗粒（P_{i, p}和P_iB20），用生物发酵液混合的壳聚糖进行涂层处理（分别标记为P_{i, p}-CB_{F, coat}和P_iB20-CB_{F, coat}），然后以3%和5%的剂量施用于表土中，用于实验室规模温室中的小白菜（Brassica rapa chinensis）栽培。结果：生物炭改良能够提高氮（N）、磷（P）和钾（K）的含量，并增强养分保持能力，其中P_iB20的养分含量最高（氮0.95–1.13%、磷0.50–0.97%、钾0.95–1.28%）。壳聚糖涂层颗粒可以减缓养分释放速率。氮和磷的释放机制主要受侵蚀控制，而钾的释放则通过扩散实现。在表土中施用5%的P_{i, p}-CB_{F, coat}后，生物量产量有所增加，这与土壤微生物群落的有益变化有关。结论：总体而言，生物炭改良和壳聚糖涂层提高了堆肥颗粒的养分效率，促进了养分的持续释放和植物生长。