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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐培鈞
研究生(外文):Pei-Chun Hsu
論文名稱:利用農業廢棄物轉化液體肥料之研究與應用
論文名稱(外文):The study and application of liquid fertilizers transformed from agricultural wastes
指導教授:許正一許正一引用關係鄭雙福鄭雙福引用關係
指導教授(外文):Zeng-Yei HseuShuang-Fu Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:環境工程與科學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:農業廢棄物液體肥料堆肥化腐熟度
外文關鍵詞:Agricultural wastesLiquid compostCompostingMaturity
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台灣地區每年產生數量龐大的農業廢棄物,其中可供堆肥化處理之農糧廢棄物約為700萬公噸。為解決農業廢棄物對環境所造成之污染並進一步做資源化再利用,本論文以目前常見之農糧廢棄物,控制堆肥化參數以製備液體肥料,並評估液體肥料對土壤肥力及作物產量之影響。液體肥料以豆渣、米糠、酒糟、蔬菜葉及糖蜜為主要材料,製備方式分為兩種,即固體醱酵後再萃取液體肥料,而固體醱酵處理再細分為不添加任何菌種之S-1、添加綜合微生物製劑之S-2和添加綜合微生物製劑與蘇力菌之S-3;第二種為直接液體醱酵製備液體肥料,而液體醱酵處理再細分為不添加任何菌種之L-1、添加腐熟之固體堆肥之L-2和添加綜合微生物製劑之L-3。各種處理之液體肥料以和興系土壤(典型簡育濕潤新成土)進行小白菜(Brassica Chinensis L.)盆栽試驗。
結果顯示,固體醱酵40天後各處理之C/N比即降至10左右,而pH值則介於7.0-7.5之間;液體醱酵40天後各處理之C/N比降至6以下,而pH值稍高於固體醱酵者。紅外線光譜分析(FTIR)顯示,脂肪族區域之波數隨著堆肥化時間的增加而逐漸降低,但位於1560 cm-1的芳香族區域則會因為液體肥料趨於腐熟而增加。各處理液體肥料均含有18種必需胺基酸但含量不一,而其中以苯胺酸(phenylalanine)為主。盆栽試驗發現,添加液體肥料可明顯(p<0.05)提高供試土壤之氮、磷及鉀含量。小白菜經施用液體肥料後,產量明顯高於對照組,尤其以固體醱酵所轉化之液體肥料,其小白菜產量較高。不過,各種處理之植體,主要營養元素之差異並不大。因此,本論文可發現以固體醱酵方式所轉化之液體肥料,對於土壤肥力及作物產量的提高,其效果優於直接液體醱酵所製成之液體肥料。

Large amounts of agricultural wastes are produced in Taiwan, however, the crop residues with 700 million tons may be treated by composting. For the reuse of agricultural wastes to reduce their contamination, popular agricultural wastes were applied to prepare liquid fertilizers by controlling composting parameters and to assess the liquid fertilizers on the effects of soil fertility and crop yield in this study. The raw materials for preparing the liquid fertilizers are bean residue, rice bran, wine and sugarcane processing by-products, and leaf residue of cabbage. Two preparing methods are conducted, one is preparing liquid fertilizer transformed by solid composting, and the treatments are divided into without microorganism (S-1), with comprehensive microorganism (S-2), and with comprehensive microorganism and Bacillus thuringiensis (S-3). The other is liquid composting, and the treatments are divided into without microorganism (L-1), with maturely solid compost (L-2), and with comprehensive microorganism (L-3). All the liquid fertilizers were applied in a Typic Hapludorent planted with Chinese cabbage (Brassica Chinensis L.) in the pots.
Results indicate that C/N ratios decreased to 10 and pH values tended to 7.0-7.5 in all treatments by solid composting for 40 days. But in all treatments by liquid composting for 40 days, C/N ratios decreased to less than 6 and pH values were higher than those by solid composting. The wave number of aliphatic carbons in FTIR decreased with composting time, but the 1560cm-1 zone with aromatic carbons increased with the maturation of liquid fertilizer. All treatments include 18 essential amino acids, but phenylalanine is the dominant one. The addition of liquid fertilizer significantly (p<0.05) increased N, P, and K contents of the soil in the pot experiment. The yields of Chinese cabbage in liquid fertilizer treatments were also significantly higher than those of blank. However, there is no difference in nutrient composition among liquid fertilizer treatments. Therefore, The efficiency of the liquid fertilizer transformed by solid composting on soil fertility and crop yield is higher than that of liquid compositing.

中文摘要 I
英文摘要 III
誌謝 V
目錄 VII
表目錄 XII
圖目錄 XIII
第一章 前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 文獻回顧 3
2.1臺灣地區農林漁牧產品之來源與產量 3
2.2農業廢棄物堆肥化之原理與控制因素 4
2.2.1堆肥化原理 4
2.2.2堆肥化之控制因素 4
2.3堆肥腐熟度斷判斷指標 6
2.3.1傅力葉轉換紅外線光譜(FTIR)分析 6
2.4肥料對植物生長與土壤性質之影響 8
2.4.1作物所需營養元素 8
2.4.2營養元素之功能 9
2.4.3營養元素缺乏或過多徵狀 10
2.4.4有機肥料對土壤之影響 10
2.5液體肥料之研究近況 11
第三章 材料與方法 13
3.1供試材料 13
3.1.1來源 13
3.1.2供試材料分析 13
3.2實驗方法 14
3.3液體肥料製備 14
3.3.1固體堆肥化 14
3.3.2液態醱酵 17
3.3.3固體堆肥分析 19
3.3.4液態肥料分析 19
3.4胺基酸組成份分析 20
3.5腐熟度判斷試驗 21
3.5.1紅外線光譜官能基鑑定 21
3.6供試土壤 22
3.6.1盆栽試驗 23
第四章 結果與討論 26
4.1供試材料分析 26
4.2固體堆肥期間腐熟參數變化 26
4.3液體醱酵期間腐熟參數變化 35
4.4紅外線光譜(FTIR)分析 41
4.5液體肥料之成分分析 45
4.5.1液體肥料S之組成份 45
4.5.2液體肥料L之組成份 45
4.5.3胺基酸成分分析 48
4.6盆栽試驗 54
4.6.1 供試土壤之基本性質 54
4.6.2 施用液體肥料S後小白菜產量之影響 54
4.6.2.1土壤肥力變化 58
4.6.2.2植體分析 60
4.6.3 施用液體肥料L後小白菜產量之影響 63
4.6.3.1土壤肥力變化 66
4.6.3.2植體分析 68
第五章 結論 71
第六章 參考文獻 73
表 目 錄
頁次
表2.1 常用堆肥腐熟程度鑑別方法 7
表3.1 製備固體堆肥之不同處理材料組成 16
表3.2 製備液體堆肥之不同處理材料組成 18
表3.3 胺基酸分離條件 21
表4.1 供試材料成分分析 27
表4.2 液體肥料S之組成分分析 46
表4.3 液體肥料L之組成分分析 47
表4.4 液體肥料L之胺基酸成分組成 53
表4.5 供試土壤(和興系)基本性質 55
表4.6 液體肥料S施肥後小白菜之產量 57
表4.7 液體肥料S收穫後之土壤性質分析 59
表4.8 液體肥料S施肥後小白菜植體分析結果 61
表4.9 液體肥料L施肥後小白菜之產量 65
表4.10 液體肥料L收穫後之土壤性質分析 67
表4.11 液體肥料L施肥後小白菜植體成分分析 69
圖 目 錄
頁次
圖3.1 本論文試驗流程 15
圖3.2 盆栽試驗流程圖 24
圖4.1 堆肥化過程中重量變化 29
圖4.2 堆肥化過程中pH值的變化 29
圖4.3 堆肥化過程中溫度的變化 31
圖4.4 堆肥化過程中之C/N比變化 31
圖4.5 堆肥化過程中之灰分重量百分比變化 32
圖4.6 堆肥化過程中之導電度值變化 34
圖4.7 堆肥化過程中總磷含量變化 34
圖4.8 醱酵過程中溫度變化 36
圖4.9 醱酵過程中pH值變化 36
圖4.10 醱酵過程中碳氮比變化 37
圖4.11 醱酵過程中銨態氮含量變化 37
圖4.12 醱酵過程中硝態氮含量變化 39
圖4.13 醱酵過程中EC值變化 39
圖4.14 醱酵過程中ORP值變化 40
圖4.15 不同時間堆肥S-1之FTIR圖譜 42
圖4.16 不同時間堆肥S-2之FTIR圖譜 43
圖4.17 不同時間堆肥S-3之FTIR圖譜 44
圖4.18 HPLC之胺基酸標準品圖譜 49
圖4.19 液肥L-1的HPLC胺基酸圖譜 50
圖4.20 液肥L-2的HPLC胺基酸圖譜 51
圖4.21 液肥L-3的HPLC胺基酸圖譜 52
圖4.22 液體肥料S施肥後小白菜生長情形 56
圖4.23 液體肥料L施肥後小白菜生長情形 64

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