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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳炳良
研究生(外文):Ping-Liang Chen
論文名稱:有機堆肥施用對土壤性質之影響
論文名稱(外文):The Effect of Compost Application on Soil Properties
指導教授:李芳胤李芳胤引用關係
指導教授(外文):Fang-Yin Lee
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:有機堆肥醱酵腐熟碳氮比滲出水重金屬
外文關鍵詞:compostfermentationdecompositioncarbon-nitrogen ratioleachateheavy metals
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農地土壤長期耕作將消耗大量養分,若僅施用化學肥料,將導致土壤有機質含量偏低、土壤酸化及土壤物理性質劣化等缺失,因此適量施用有機堆肥將是田間管理之必要措施。本研究係以蓮霧廢枝葉與稻稈為材料,先將其破碎,再混合豬糞與污泥,經堆積、醱酵、腐熟後製成供試有機堆肥。在堆肥化過程中,藉由檢測溫度、水分、pH值、碳氮比、種子發芽率及病原菌檢出量之變化,以了解堆肥化處理期程及肥料之品質。然後將所製成的堆肥利用田間試驗探討堆肥對土壤、作物及滲出水之影響,作為日後推廣有機堆肥之參考。由實驗結果得知,蓮霧及稻稈堆肥之堆肥化期程約需50~60天。以種子發芽率所進行之腐熟試驗顯示,在兩種堆肥中之發芽率皆為100﹪,故對植物萌芽並無抑制現象;而病原菌之檢測結果亦顯示,堆肥化過程中所產生之高溫對病原菌具有抑制及消滅效果。至於堆肥之成分分析結果發現,除有機質含量低於農委會訂定之禽畜糞堆肥成分規範外,其餘皆符合。此外,田間試驗結果顯示,施用堆肥對土壤之理化性質均有提昇效果,土壤中之有機質含量明顯增加,總體密度由1.65 ~1.73g/cm3降為0.94~1.35g/cm3,而導水度亦變大。堆肥施用對作物之生長與植體內之養分含量皆呈現正面效應,且此效應隨施用量之增加而更明顯。至於堆肥中所含之重金屬雖會提高土壤與植體中之含量,但本研究經一次施用後,發現各試區土壤之重金屬含量仍皆低於環保署規定之土壤污染監測基準。而堆肥中所含之重金屬因受土壤吸持作用之影響,故在土壤水分中之含量甚微,對地下水無污染之虞。
The long-term application of chemical fertilizers may cause several soil problems, including low organic matter contents, acidified soil, and poor soil physical properties. These problems may partially be improved by applying organic compost. In this study, the branches and leaves of wax apples and rice straws were used for composting materials, which were first crushed and mixed with hog manure and sludge, and then piled up for composting. During composting process,the temperature, water content, pH value, carbon-nitrogen ratio, seed germination rate and sterilization effect were determined to examine the quality of compost. For future popularization of organic compost, a field test was then conducted to study the influence of compost application on soil properties, plant growth and leachate quality. The results indicated that the composting process took about 50 to 60 days for fermentation and decomposition, and the high temperature, up to 70℃ during the process, might reach sterilization effect. The seed germination test showed that the two composts did not inhibit any of the germination phenomena. The data of chemical analysis showed that the two composts were qualified for the standards of livestock manure compost specified by the Council of Agriculture except for the organic matter contents. In addition, the results of field experiment revealed that the application of compost improved both of physical and chemical soil properties, including the increase of organic matter contents, the decrease of density from 1.65~1.73g/cm3 to 0.94~1.35g/cm3, and the augmentation of hydraulic conductivity. The application also caused positive effects on both plant growth and nutrient contents, that is, the more the compost was applied, the better the plant grew. However, the heavy metals in compost would increase their contents in soil and plant tissues. Although the heavy-metal contents in the studied soils after the first application were far below soil pollution monitoring standards established by EPA, the retention of heavy metals in soils after long-term application should be evaluated to avoid environmental impact. Moreover, the concentration of heavy metals in soil solution was very low due to the retention mechanisms of soils, thus the minor unfavorable effect on groundwater could be ignored in this study.
目 錄
頁次
中文摘要……………………………………………….......… I
英文摘要……………………………………………….......… Ⅲ
誌 謝……………………………………………….......… Ⅴ
目 錄………………………………………………......…. Ⅵ
圖 目 錄………………………………………………......…. Ⅸ
表 目 錄……………………………………………….......… Ⅹ
第一章 前言…………………………………………….…...…. 1
第二章 文獻回顧……………………………………….…...…. 3
2.1屏東縣農業廢棄物之產生與處理現況………………………. 3
2.2堆肥化之意義與目的…………..………………………….. 4
2.3堆肥化之影響因素……………………………………………. 5
2.4堆肥腐熟度之檢測……………………………………………. 9
2.4.1堆肥化過程中溫度的變化……………………………….. 9
2.4.2有機質的分解…………………………………………….. 10
2.4.3發芽率檢測……………………………………………….. 10
2.5堆肥材料及成品之成分………………………………………. 10
2.6堆肥對土壤性質之影響………………………………………. 12
2.7堆肥對水質之影響……………………………………………. 14
2.8堆肥對病蟲害之影響…………………………………………. 15
2.9堆肥對作物之影響…………………………………………… 15
2.9.1作物的必要元素…………………………………………. 15
2.9.2必要元素的吸收型態與生理功能………………………. 16
2.9.3重金屬對作物之反應…………………………………….. 17
2.10田間試驗設計……………………………………………... 19
2.10.1有機質肥料之施用量…………………………………… 19
2.10.2有機質肥料的功效……………………………………… 19
2.10.3有機質肥料效應試驗…………………………………… 20
第三章 材料與方法………………………………………………. 21
3.1有機堆肥之製作及分析………………………………………. 21
3.1.1堆肥之材料與其性質……………………….……………. 21
3.1.2堆肥之製作………………………………….……………. 21
3.1.3肥料之採樣與分析……………………………………….. 24
3.1.4種子發芽率試驗………………………………………….. 24
3.1.5病蟲害分析……………………………………………….. 26
3.2田間試驗之規劃………………………………………………. 26
3.3試驗前土壤之採集與分析……………………………………. 28
3.4植體之採集與分析……………………………………………. 28
3.5試驗後土壤之採集與分析……………………………………. 31
3.6滲出水之採集與分析…………………………………………. 31
3.7堆肥材料與成品及植體之理化性質分析……………………. 34
3.8土壤性質分析法………………………………………………. 35
3.8.1土壤物理性質…………………………………………….. 35
3.8.2土壤化學性質分析……………………………………….. 40
3.9滲出水中銅、鋅、鉛、鎳、鉻、鎘之分析…………………. 42
第四章 結果與討論………………………………………………. 43
4.1堆肥材料物化性質分析………………………………………. 43
4.2堆肥材料之配比………………………………………………. 44
4.2.1蓮霧堆肥之製作………………………………………….. 44
4.2.2稻稈堆肥………………………………………………….. 46
4.3堆肥化期程中理化性質之變化………………………………. 46
4.3.1溫度……………………………………………………….. 47
4.3.2水分……………………………………………………….. 48
4.3.3 pH值……………………………………………………… 49
4.3.4碳氮比……………………………. ……………………… 50
4.4 堆肥腐熟試驗………………………………………………… 51
4.4.1種子發芽率檢測………………………………………….. 51
4.4.2病蟲害之檢驗……………………………. ……………… 53
4.5堆肥成品之物化性質分析……………………………………. 54
4.6試驗前土壤之理化性質………………………………………. 55
4.7試驗後土壤之理化性質………………………………………. 57
4.8植體生質量及成分分析結果…………………………………. 59
4.9滲出水中之重金屬含量………………………………………. 61
4.10系統中重金屬累積評估…………………………………... 62
第五章 結論………………………………….…………………… 65
參考文獻……………………………………….………….……. 66
附 錄………………………………………….……….……. 69
作者簡介…………………………………………….………….. 73
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