在农业生产中，堆肥以其简单的工艺、丰富的养分和优良的土壤改良作用在肥料化过程中占据了重要地位，目前堆肥推广和发展面临的问题不少，其中一个重要问题就是肥力不高、产品含氮量低。在提高堆肥肥力的研究中，氮元素损失控制已成为国内外研究的热点。在国家自然科学基金的支持下，中国农业大学教授李国学主持的课题——“堆肥化过程氮素损失原位控制及机理研究”在堆肥营养控制方面取得了不错的成绩。
目前正在兴起的生态农业、有机农业等十分重视使用有机肥料，并把有机肥料规定为生产绿色食品的主要肥源。施用有机肥料最重要的一点就是增加了土壤的有机物质。有机质的含量虽然只占耕层土壤总量的百分之零点几至百分之几，但却是土壤的核心成分，是土壤肥力的主要物质基础。有机肥料对土壤的结构、土壤中的养分、能量、酶、水分、通气和微生物活性等有十分重要的影响。有机肥料含有植物需要的大量营养成分，对植物的养分供给比较平缓持久，有很长的后效。有机肥料还含有多种微量元素。由于有机肥料中各种营养元素比较xx，而且这些物质xx是xx、无害、无污染的自然物质，这就为生产高产、优质、无污染的绿色食品提供了必要条件。
我国农民有使用有机肥的传统，十分重视有机肥的使用。同时，随着城市化和畜牧业的发展，产生了大量城市有机垃圾和畜禽粪便。这些有机垃圾和畜禽粪便在带来环境污染的同时，也为农业生产提供了大量的有机肥源。资料表明，我国仅畜牧业的副产品——畜禽粪的年排汇量约为10亿吨，其含氮量大致相当于每年化肥施用量的30%左右。因此，制造有机肥料在我国有很大的发展潜力。由于经济成本的考虑，目前用得最多的肥料化方法是堆肥法，但在堆肥过程中氮元素的流失是主要问题。
“畜禽粪和作物根茬中，含有病原菌、虫卵、杂草种子等。如果未经堆肥处理即施入田里，会引起一些作物连茬病害和一些传染病发生，生粪也会在土壤中发酵腐熟，和植物争氧气。”李国学对《科学时报》记者说，“堆肥过程通常要经过无害化和稳定化两个过程。无害化是一个耗氧过程，在这一过程中好氧微生物会产生60度左右的高温，经过十来天持续高温，即可杀死病原菌、虫卵、草籽，达到无害化。稳定化过程也叫腐殖质过程，将畜禽粪等变成黑色的有机物。在堆肥的{dy}步中，氮元素损失最多。”
据了解，目前世界各国在控制氮素损失减少氨气挥发方面有大量研究成果，也采用了多种方法。但这些工艺技术主要用于畜禽粪便储存和运输过程中，对堆肥过程中的氮素损失严重，却很少有控制技术和材料，较多采用除臭方法解决，即通过水洗、酸吸收、碱中和等控制方法，但这样会产生大量废水。在恶臭扩散的同时，一方面恶臭组分直接带来环境污染，对人的呼吸道、口鼻粘膜等有刺激作用；另一方面堆肥中氮养分大量损失，从而降低堆肥的农用价值。总体上看，堆肥化过程氮素的严重损失，阻碍了堆肥化产业的发展，不利于农业增产和提高农产品品质，阻碍农业的可持续发展，因此进行氮素损失控制对减少资源浪费和环境污染具有重要意义。
“我们的方法很简单，主要是在堆肥过程中添加秸杆、草炭、磷肥等，一些农业生产中常见常用的东西。但一些农户对氮素损失认识不够，嫌收集、粉碎、添加秸杆麻烦，不愿意添加。还有些养殖场畜禽粪量大、秸杆量少，这些产生堆肥的主要地方往往什么也不添加。”李国学说，“堆肥化处理过程中主要问题是粪便较多，炭元素少，在高温堆肥的二三十天中，氮损失率占堆肥中总储存量的50%。氮元素以氨气的形成流失到空气中，一部分氨气可能会随降水再进入土壤，还有一部分变成氧化亚氮，成为温室气体。我们研究的目的就是不让氮元素以氨的形式流失，选择一些吸附固定剂，将氨变成其他固态形式，吸附、沉淀。”
该研究通过模拟静态堆肥过程，把各种物理、化学吸附剂，以一定的质量梯度比添加到堆肥物料中，筛选各种吸附材料的固氮效果。研究人员发现，草炭、锯末和活性炭均有一定的固定效果，化学吸附剂如铁盐、铝盐和过磷酸钙对氮素的控制都有非常好的效果，且固氮率随添加比例的增加而升高，{zg}可达95%以上。研究人员选择了氯化铁和过磷酸钙在堆肥化过程中进行应用，通过不同的添加方式(数量、时间等)和添加量比较各种方式的固氮效果，确定其{zj0}的技术参数。
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