当前世界环境

介绍

随着人口和城市化的增加，全球有机废物的产生也在增加。这对环境来说是一个令人担忧的问题，因为产生的废物可能会造成各种环境污染。在印度，由于对食物链管理不当，每年约有40%的粮食被浪费。这种食物的流失甚至发生在食物到达消费者手中之前¹。根据2021年食物浪费指数报告，印度家庭每人每年扔掉50公斤食物²。这些有机废物富含碳、氮、磷和钾等营养物质。这种废物的处理不仅浪费资源，而且危害环境^3.。传统上，堆肥被用来将有机废物降解成一种稳定的产品，可以用作有机肥料。它回收有机废物⁴。在土地上施用这种有机肥可以改善土壤健康，并为植物提供养分⁵。然而，温室气体的排放和不成熟产品的使用是农业中使用堆肥的缺点[6]。由于植物根部与堆肥之间的氧气竞争，在农田上使用未成熟的堆肥会对植物产生负面影响⁶。堆肥的过程取决于许多因素，这些因素也会影响最终堆肥的质量。碳氮比是一个重要的影响因素。较高的碳氮比限制了堆肥微生物的活动，使整个过程变慢，而过低的碳氮比会导致氮以铵的形式损失。同样地，P^H影响进程。低P^H使堆呈酸性，高使堆呈碱性，但有效的堆肥需要中性范围的磷^H。堆肥温度表现为微生物活性在堆肥的嗜热阶段增加，在成熟阶段逐渐降低。

随着堆肥工艺和成品质量的提高，在堆肥中添加矿物添加剂正受到人们的关注⁷。使用添加剂的重点是减少CH等有害气体的排放₄,在北半球_3.N₂啊,公司_2，等等，同时也减少了堆肥所需的时间⁸。不同种类的添加剂被用于堆肥，对该过程表现出积极的反应。

由于常年连作，土壤养分含量和有机质含量降低⁹。在土壤中施用堆肥以提高这些养分含量(NPK)和有机质¹⁰。在日常生活中，家庭和农业产生了大量的废物，这些废物可以用来制备堆肥。这种堆肥对提高土壤肥力和作物生产力很有效。但是，当有机废物的来源不同时，人们对堆肥的营养成分知之甚少。因此，本研究的重点是作为堆肥原料的有机废物类型对堆肥营养成分的影响。此外，还注意到锯末在堆肥中作为填充剂是有用的。

材料与方法

实验地点

目前的实验研究于2021年1月至2021年4月在巴蒂亚技能发展大学校园进行。最低温度(15℃)⁰33 .答案C⁰C在实验现场观察到。

图1:研究过程中实验位置的温度分布。 点击此处查看图

堆肥桩的制备及试验装置

四种不同类型的废物被用于堆肥过程。废物的种类根据其产生来源加以区分。水果废物、蔬菜废物、农场废物和煮熟的剩饭分别用于窗口式堆肥。所有四种废物分别放入窗堆中。在每一堆中，都要铺上一层厚厚的肥沃土壤，以便活性微生物的利用，这些微生物可以开始有机物的降解¹¹。在每一堆中，30公斤有机废物被分层放置。每桩施用干叶以保持碳氮比。C/N在堆肥过程中起主要作用，主动堆肥应保持在平均30:1左右¹²。为了提高这一过程的效率并获得高质量的堆肥，膨化剂是有帮助的。不同的研究人员已经使用了不同类型的填充剂，显示了填充剂对堆肥的积极作用¹³。在我们的研究中，我们使用锯末作为填充剂，在所有堆肥堆中添加的量都很少。

图2:显示所有四种废物的堆肥堆 点击此处查看图

用于堆肥的原料特性

表1:原料的物理特性。

废物种类	PH值	有机质(%)	C / N比值
水果浪费	7.2	79	38:1
蔬菜废弃物	7.6	84	35:1
农场废物	6.6	90	27:1
煮熟的剩余物	7.5	88	40:1

表2:原料化学特性

废物种类	总氮(g/kg)	磷(克/公斤)	钾(克/公斤)
水果浪费	18.5	.04点	.92
蔬菜废弃物	23.9	1.12	1.36
农场废物	26.8	36	点
煮熟的剩余物	9.6	厚	.76

堆的监测和堆肥的观察

许多物理因素影响堆肥过程的速度。因此，为了获得时间短、质量高的堆肥，必须对这些因素进行监测。在目前的研究中，对这些因素进行了监测，讨论如下:

水分

在监测堆肥过程时，有必要提供堆肥微生物所需的适当水分。对于活性堆肥，水分含量应保持在40-60%¹⁴。在我们的书房里，我们通过定期倒水来维护它。在开始阶段，由于嗜热微生物的活动，我们需要每隔一天倒一次水，但2个月后，需要每周倒一次水，这表明堆肥的中温阶段。

曝气

窗式堆肥是在氧气存在的情况下进行的有氧过程。所以氧气是窗口堆肥的主要需求之一。所有有机物的降解都是由需氧微生物完成的。监测堆肥桩的适当曝气对加速堆肥过程是必要的¹⁵。在目前的研究中，我们在锄头的帮助下手动翻转每个堆肥堆，以便有机物质的每个部分都能获得氧气。

温度

在堆肥过程中，温度也是一个影响因素。有必要对温度进行监测，以防止堆肥微生物因高温而被破坏¹⁶。为了保持温度，要定期检查，并通过浇水和用锄头翻动堆肥堆来平衡。在本研究中，每桩的温度范围保持在25℃⁰-50年⁰C。

C / N比值

堆肥中碳氮的比例对微生物的工作非常重要。碳是微生物必不可少的能量来源，而氮是合成蛋白质所必需的。先前的研究表明，在堆肥过程中，碳的消耗量比氮的消耗量多15-30%¹²。本研究采用干叶片维持碳氮比。

堆肥取样

对于本研究中制备的所有堆肥的实验室分析，从每个堆肥堆中取出三个样品，装入密封袋，并根据其标签进行标记。这些样品在实验室里分析了它们的物理和化学性质。

堆肥质量分析

在农业中，堆肥对土壤和植物生长很有用，因为它含有植物需要从土壤中吸收的基本营养¹⁷。堆肥的质量与它所含的营养物质直接相关。堆肥所含的常量营养素主要是氮、磷、钾。植物需要从土壤中吸收这些养分才能生长¹⁸。对于四种堆肥的质量评价，我们分析了堆肥的以下特征。

P^H评价

求P的值^H每个堆肥样品在50ml蒸馏水中悬浮25g堆肥。在旋转摇床上摇两小时。使用Buchner漏斗在真空中过滤。P^H由P计算^H计从滤液。

有机质评价

每种堆肥样品取10gm放入坩埚、烤箱，在105℃下加热6小时⁰C.在马弗炉中燃烧650-700度⁰C 7小时。在此之后，将样品在干燥器中室温下冷却12小时。有机物的计算公式为:

碳氮比评估

用总碳值除以总氮值计算碳氮比。

总氮评价

堆肥中的氮以有机和无机两种形式存在。本研究中总氮的计算采用凯氏定氮法。

磷评价

在坩埚中分别取每种堆肥的10克烘干样品，并在650 - 700℃左右加热⁰C 7小时。冷却后保存在干燥器中。将内容物放入30ml 25%盐酸中。加热10-15分钟，4小时后过滤，用蒸馏水清洗去酸。将250毫升滤液放入量瓶中。从该滤液中，用钼酸喹啉重量法计算磷。

钾评价

通过在650 - 700℃下干燥样品堆肥来评价其性能⁰C，溶解在浓盐酸中。

使用木屑作为膨胀剂

为了改善堆肥的过程和堆肥的质量，膨化剂是有效的¹⁹，^20.。在本研究中，在每个堆肥堆中使用木屑作为填充剂。每30公斤有机废物使用1公斤锯末。观察到，由于木屑的存在，堆肥过程得到了快速的加速。为观察木屑对各类有机废弃物的处理效果，对各类有机废弃物分别设置2个堆肥桩。一堆是木屑，另一堆没有。温度和P^H作为影响堆肥的主要因素，对这些因素进行了监测，以确定木屑在堆肥中的作用。

统计分析

对实际所得结果进行了统计分析。对结果进行统计分析，以确保结果随废物类型的变化是否确实是由于不同类型的废物造成的，还是由于自然变化而发生的。方差分析采用单因素方差分析。本研究提出的假设是堆肥中使用的不同类型的废物是否会影响其营养成分和堆肥的物理参数。分析是在5%的概率上进行的。为此，自变量是用于堆肥的不同类型的废物，因变量是堆肥的性质。

结果与讨论

所有用于研究的四种废物都成功地生产了堆肥。每种废物所花费的时间在某种程度上不同于其他废物。水果废物转化为堆肥需要12周，这是所有四种堆肥的最少时间。水果废料在其成分中含有更多的糖，与其他废物相比，在微生物存在下更容易降解²¹。农场的废物花了13周时间才制成堆肥。农场废物需要最多的时间才能转化为堆肥。这也得到了文献的支持，即农业废弃物中含有木质素和纤维素，它们限制了微生物的降解过程²²。

物理性质

实验结果表明，水果废弃物和蔬菜废弃物的碳氮比相同，均为11:1。煮熟的剩饭残渣中含有最多的。碳氮比为13:1。剩饭剩菜的有机质含量也高于其他垃圾(8.18%)。P^H从水果废料中提取堆肥。这是8.41(微碱性)，否则所有的堆肥都是中性的。

表3:所有堆肥的物理性质

桩	PH	碳氮比	有机物质
水果浪费	8.41	11:1	6.18%
蔬菜废弃物	8.17	11:1	6.56%
农场废物	7.2	12:1	5.98%
煮熟的剩余物	7.93	13:1	8.18%

化学性质

根据氮、磷和钾的常量营养素对这四种堆肥进行了分析，以确定哪一种废物提供的堆肥含有更多的常量营养素。分析试验是根据1985年印度肥料控制令进行的。将分析结果与《肥料控制令-1985》的标准值进行比较，发现烹煮剩饭垃圾产生的堆肥比其他垃圾含有更多的宏量营养素。这意味着，从常量营养素的角度来看，煮熟的剩饭制成的堆肥对植物的生长更有用。

表4:各堆肥的N、P、K值

桩	氮	P2O5	K2O
水果浪费	.	.14点	.
蔬菜废弃物	.34%	.18%	.
农场废物	.28%	.12%	.24%
煮熟的剩余物	.42%	.19%	.36%

堆肥的稳定性和成熟度

对于堆肥在土壤或农业上的应用，有必要对所生产的堆肥的稳定性和成熟度进行分析。有几个参数来确定堆肥的稳定性和成熟度。其中一些参数是堆肥的温度、颜色、气味和湿度²³。4个月后，我们从每个窗台堆中得到成熟的堆肥。对其稳定性和成熟度分析进行了温度检查，温度不再出现波动，表明堆肥是稳定的。所有堆肥的颜色都是浅棕色到深棕色，都有一种泥土的味道。这些也是稳定和成熟的堆肥的标志。水分也达到了成熟和稳定的范围²⁴。

图3:显示获得的堆肥。 点击此处查看图

统计结果

本研究采用单因素方差分析检验堆肥中有机废弃物的种类对堆肥理化性质的显著影响。基于单因素方差分析检验，方差分析表明拒绝原假设。有机废物的种类与堆肥的营养成分之间有显著的关系。但在物理参数的情况下，它表明零假设不能被拒绝。物理参数不受有机废物类型的显著影响。

表5:物理性质的方差分析结果

方差分析
变异源	党卫军	df	女士	F	假定值	F暴击
团体之间	161.3734	3.	53.79114	73.20866	5.54 e-08	3.490295
群体内部	8.817176	12	0.734765
总计	170.1906	15

表6:化学性质方差分析结果

方差分析
变异源	党卫军	df	女士	F	假定值	F暴击
团体之间	18.7104	3.	6.236801	14.96831572	0.000233	3.490295
群体内部	5.000002	12	0.416667
总计	23.71041	15

锯末的作用

P^H评估

随着堆肥的开始^H所有的堆开始增加。结果表明，添加木屑的堆肥桩P的增加幅度较小^H与没有木屑的木桩相比。最能说明问题的是水果废料。P^H在不含锯末的堆肥过程中，玫瑰值为9.1，而在不含锯末的堆肥过程中，农场废弃物的玫瑰值最低，为8.9。木屑堆肥处理的水果废弃物磷含量显著增加^H含锯末的农场废弃物中磷含量上升了8.2^H。3周后P^H在最终堆肥过程中，各桩数逐渐开始减少，稳定在7.2 ~ 8.41之间。在本研究中，木屑具有有效的降低P的作用^H在堆肥过程中。

温度评估

温度是区分堆肥三个阶段的重要因素之一²⁵。在堆肥过程中，由于嗜热阶段温度上升到50度⁰C.有木屑的桩比无木屑的桩温度升高早，无木屑的桩温度也有波动。完成5周后，由于堆肥进入成熟期，桩温开始下降。添加木屑的堆肥桩比不添加木屑的堆肥桩成熟早，温度稳定。

堆肥时间

表7:堆肥持续时间

废物种类	没有锯末的时光	《木屑时光》
水果浪费	12周	10周
蔬菜废弃物	12.3周	10周
农场废物	13周	10.3周
煮熟的剩余物	12.5周	11周

木屑作为填充剂的使用也提高了最终产品——堆肥的质量。Oluchukwu等人也支持这一观点。²⁶。温度是一个与堆肥质量密切相关的参数，因为最佳温度对于去除堆肥中的病原体和提高堆肥微生物的活性是必要的¹⁵。然而,警^H也与堆肥的质量有关，因为优质的堆肥显示中性P^H。P中立性^H也是堆肥微生物所必需的吗²⁷。这样，温度和P^H与堆肥的质量有关，并受木屑在堆肥中的使用的影响。

结论

从目前的研究中可以看出，不同有机废物的堆肥都是成功制备的。对影响堆肥的各种参数进行了监测。根据《印度肥料控制令》对4种堆肥进行了理化分析。结果表明，煮熟的剩饭堆肥比其他类型的垃圾含有更多的宏量营养素(NPK)。单因素方差分析表明，堆肥的营养品质受堆肥使用的有机废物类型的显著影响，而堆肥的物理性质与堆肥使用的有机废物类型没有显著的关系。Jahan等人也注意到了同样的发现。²⁸。目前的研究还报告了锯末作为堆肥填充剂的积极影响。它减少了堆肥的时间，并提高了最终堆肥的质量。木屑对磷含量有显著影响^H以及堆肥的温度。锯末降低P的增加^H同时也限制了温度的波动。在本研究中，它导致原料的早期分解和堆肥的成熟。对所有堆肥的分析表明，从营养质量的角度来看，煮熟的剩饭剩菜作为堆肥的原料比其他废物具有更好的效果。

鸣谢

两位作者对本研究的贡献相同。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

资金来源

作者(s)没有收到任何资金支持的研究，作者身份，或发表这篇文章。

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