当前世界环境

介绍

在巴基斯坦这样的农业国家，固体废物中有机废物的含量高达75%。大部分有机废物没有经过任何隔离就被倾倒在垃圾场。¹考虑到巴基斯坦农业社区较低的经济地位，较高的资本投入往往导致较低的申请量。这就是为什么即使在一段时间内施用有机土壤投入物也不能使健康土壤再生以实现可持续生产的原因。在目前的农业情况下，堆肥是恢复和提高土壤潜力以实现可持续土壤和作物生产力的最佳选择。²堆肥是有机材料在氧气、二氧化碳和水的存在下进行生物降解，产生腐殖质样的最终产品，是一种自然、可持续、安全和经济的废物管理方法。^3.

在研究区域，人们过去用容器法在家庭花园中制作堆肥，并在自己的花园中使用。这种类型的堆肥是在一个受控的环境中完成的，通常是在一个桶或桶或任何容器中。而城市的有机废物被利用在两个不同的堆肥厂，其中堆肥的窗口方法完成。在窗口堆肥有机废物，堆成行。这是一种好氧堆肥，桩的曝气是通过频繁地转动桩来完成的。这一过程的最终产物是稳定而丰富的腐殖质，其中含有土壤所需的足够数量的营养物质，如氮、磷、钾、钙和镁。⁴据观察，商业准备的堆肥的销售在过去几年中有所减少。农民更喜欢合成肥料而不喜欢堆肥。这背后的原因之一可能是堆肥的质量没有达到标准。农民没有得到理想的生产力。本研究旨在找出市场上可用的堆肥的质量。

窗式堆肥是一种好氧且经济有效的改良土壤条件的方法。不同的作者报道了堆肥对土壤的几种有益作用。^5，6堆肥是解决土地可用性减少、富营养化和气候变化的最佳方案。⁷堆肥也是回收工业有机副产品作为土壤改良剂的一种选择。⁸

除了上述好处外，堆肥还可以防止富营养化，因为化肥含有过量的营养物质(N, P, K)，这些营养物质会排入水体，加剧富营养化。⁹但在研究区域，商业堆肥并没有大规模售罄，其原因是农民的意识不到位，以及使用堆肥后的效益不高。

对于可持续农业来说，植物的营养是非常重要的。¹⁰化肥可以提高土壤的肥力，但会造成严重的环境污染。然而，堆肥作为一种生物过程可以满足这些需求。¹¹但堆肥的成熟度和稳定性是成功使用的重要因素，因为不成熟或不稳定的堆肥会引起土壤厌氧状态。¹¹由于酸的存在，未成熟的堆肥也会引起植物毒性。¹²

方法

抽样

为了找出堆肥组成和质量的差异，我们选择了4个堆肥场地，2个商业堆肥场地，其中有窗堆肥和2个私人生产的堆肥，由家庭使用容器堆肥法。从商业现场随机抽取包装样品，然后用康宁和四分法混合。因此，从每个堆肥厂获得两个具有代表性的样品。

选择两所房屋进行堆肥取样，采用容器法进行堆肥取样。从这两所房子里取了两个样本。

样品分析

对样品进行了分析，以检查堆肥质量，详细分析如下。

pH值:将5 gm堆肥样品与10ml的水混合在烧杯中，用pH计将探针浸入样品溶液中，检测样品的pH值。¹³

水分含量:取5克样品于称重后的坩埚中，在105℃的烤箱中保存24小时。干燥后再次称重，重量的百分比差异是计算样品的干重小于湿重和水分含量的百分比。¹⁴

碳氮比:总氮用凯氏定氮法测定，碳用着火损失法测定。¹⁵

营养成分:(P、K):钾用火焰光度计测定，磷用奥尔森法测定。¹⁶

可用碳和燃烧碳:采用CN2000碳氮分析仪测定样品的有效度和燃烧碳。¹⁷

盐度:盐度是指一种物质中水溶性盐的数量。对于堆肥，用通常用于测定土壤盐度的折射仪测定盐度。¹⁸

Sodicity:碱度是物质中存在的钠的量，通常称为可交换钠百分比(ESP)。通过将堆肥和10gm土壤混合在10ml水中来测定其酸度。溶液的pH值反映了其中钠的含量。pH值高，钠含量高，用火焰光度计分析。^19日,20.

病原体:采用简易培养法对堆肥样品进行病原菌或微生物检测。让堆肥样品中的微生物在培养基中生长，并对生长情况进行目视确认。

结果与讨论

根据堆肥和土壤质量标准，堆肥的pH值应在6.9 - 8.3之间。发现所有样品的pH值都在范围内(图1)，pH值越超过7.5，氨气态损失的几率越大。²¹

图1:堆肥样品的pH值 点击此处查看图

堆肥的含水率应在45 ~ 65%，但样品的含水率很低;如下面的图2所示。样品1含水率为11.37%，样品2含水率为17.58%，容器内样品1含水率为20.7%，容器内样品2含水率为18.5%。

图2:水分含量 点击此处查看图

根据堆肥质量标准，堆积密度应为0.42 ~ 0.65gm/cm^3.。所有样品的容重都在范围内，即窗口样品1的容重为0.45，容器样品2的容重为0.4，容器样品2的容重为0.42，只有一个窗口样品1的容重略高于标准限值0.67(图3)。容重过高会导致根系生长出现问题。由于孔空间较少，根部可能保持较浅。一项对玉米作物的研究证明，高容重会导致根和茎生物量的减少。²²

图3容重 点击此处查看图

结果发现，在私人生产的堆肥中，含盐量超标。这种堆肥可能增加土壤的盐度，从而对植物造成损害。更多的含盐堆肥会导致土壤含盐量增加。研究区商品化堆肥的含盐量分别为2.89和2.69DS/m，均在允许范围内(4ds /m)。而在家庭堆肥样品中，盐度非常高，分别为8.99和7.6 DS/m，如下图4所示。容器内样品含盐量高的原因可能是使用的设备处理不当和有机废物分离不当。盐度的影响研究表明，高盐度不仅影响根或茎的生长，而且会抑制种子的生长。盐碱度高的土壤不能耕种，因为它会杀死种子。²³

图4:样品中的盐度 点击此处查看图

相对于氮的碳供应(碳氮比)决定了氮是否会发生净矿化或固定化。矿化是有机氮转化为矿物形式(如铵和硝酸盐);固定化是将氮结合到微生物生物量中。当碳氮比大于20:1时，微生物会将氮固定在其生物量中。²⁴一个好的堆肥必须有1份氮和25份碳，但样品的碳氮比很低。研究区所有样品的碳含量均低于良好堆肥所需的碳含量，即window样品1为17:1,window样品2为18:1，容器样品1为12.1:1，容器样品2为14.1:1(图5)。

图5:C: N比率 点击此处查看图

碱度是指堆肥中所含钠的量。钠是与粘土颗粒结合的多种阳离子中的一种。钠堆肥含有过多的钠和带负电荷的粘土颗粒。与粘土颗粒结合的其他阳离子包括钙、镁、钾和氢。如下图所示，所有样品的碱度都很高。

堆肥质量标准允许钠含量低于15mg/Kg，但所有样品的钠含量都很高。在窗口样品1和2中，Sodicity分别为19.2和34，在容器样品1中，Sodicity为29.6和23.4mg/Kg(图6)。

图6:社交性 点击此处查看图

堆肥有两种必需的营养物质，即氮和碳。通常绿色废物包括草、树叶、蔬菜和水果剩菜，富含氮和磷。棕色废物包括干草、纸张、木材、死植物，它们含有大量的碳、氢和氧。绿色废物含有相当数量的氮、磷和矿物质营养物质，碳氮比较低。²⁵

如果碳太多，分解速度就会减慢，因为可用的氮会被消耗殆尽，微生物数量也会下降。因此，碳的含量应在最佳范围内，否则会减慢微生物的活动。

堆肥中可用碳和燃烧碳的含量应超过35%。除2号窗样的有效碳和燃烧碳均符合标准限值外，其余样品的有效碳和燃烧碳均较少。窗样1和窗样2的有效碳含量分别为20%和22.4，燃烧碳含量分别为46%和25%。而在容器样品1和2中，有效碳分别为15%和14%，燃烧碳分别符合标准，即41%和40%。下面的图7和8描述了它。

图7:可用碳 点击此处查看图

图8:燃烧的碳 点击此处查看图

钾不被纳入植物或动物的有机化合物中，所以堆肥中的钾很容易获得。钾是植物必需的营养物质，但所有堆肥样品的钾含量都很低。堆肥中的钾含量应该在620 ~ 2280mg/Kg之间，但样品在窗口1和2以及容器1和2中的含量非常低，分别为0.6、0.61、0.6和0.6 mg/Kg(图9)。

图9:钾 点击此处查看图

磷也是植物必需的营养物质。如果施用的堆肥不含这些必需的营养物质，对植物就没有好处。堆肥质量标准允许磷含量为50至120 mg/Kg，窗口样品1和2中磷含量分别为75和73 mg/Kg，而在容器内方法中，两个样品中的磷含量均为51 mg/Kg，如下图10所示。植物缺磷导致生长迟缓，开花受阻²⁶

图10:磷 点击此处查看图

堆肥中应该有15到240 ppm的氮。样品的氮含量正常，窗口样品1为20ppm，样品2为30ppm，而两个容器样品的氮含量均为20ppm(图11)。土壤含氮量低影响植物开花和叶片。过多的氮会伤害植物。²⁷

图11:氮气 点击此处查看图

发现所有堆肥样品中都有或可以忽略的微生物(图12)。如果病原体存在于堆肥中，那么它们可以感染植物。堆肥可能含有沙门氏菌、真菌和其他病原微生物，如果它是由城市污染源污染的废物生产的。

图12:微生物 点击此处查看图

结论

通过对堆肥进行化学和物理分析得出的上述结果，可以得出市场上销售的堆肥不合格的结论。商业生产的堆肥不符合标准(堆肥质量标准)，这就是为什么以前购买堆肥的农民由于效果不理想而不再愿意购买的原因。因此，该研究的假设，即研究地区生产的堆肥不能给作物带来所需的产量，可以说是正确的。

致谢

我衷心感谢地球与环境科学校长学院教授Dr . Sajid，感谢他为本系提供所有的研究设施。

我要向我的研究导师Muhammad Nawaz Chaudhry教授博士和共同导师Adila Batool博士表示最深切的感谢，感谢他们的指导和鼓励。没有他们不断的支持，我是不可能完成我的研究工作的。

资金来源:没有一个

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