高效纤维素降解菌的筛选及复合菌系的构建

本研究旨在筛选高效纤维素降解菌,组建复合菌系,用于堆肥接种剂的开发。通过纤维素刚果红选择性培养基,从腐殖土、堆肥样品中分离高效纤维素降解常温菌和耐高温菌。经过羧甲基纤维素酶活(carboxymethyl cellulase,CMCase)、滤纸条崩解能力、对稻杆及苦参(Sophora flavescens Ait.)残渣在液态和固态发酵条件下的降解能力测定逐级淘汰,筛选高效菌株组建复合菌系。研究结果表明,通过拮抗作用、单一菌株在复合菌系中作用测定,最终构建了由3株细菌(弗留明拜叶林克氏菌(Beijerinckia fluminensis)、微杆菌(Microbacterium sp.)和芽胞杆菌(Bacillus sp.)),1株链霉菌(Streptomyces sp.)和1株毛壳菌(Chaetomium sp.)组成的木质纤维素降解高效复合菌系。供试菌株在液态发酵条件下对稻杆和苦参残渣的降解效果明显强于固态发酵,稻杆比苦参残渣更容易被大多数微生物降解,供试真菌在稻杆和苦参残渣的降解中普遍表现出较高的降解效果。筛选得到弗留明拜叶林克氏菌XM-3可以在48 h内将滤纸条完全崩解,复合菌系在固态发酵20 d后对苦参残渣和稻秆的降解率分别达到31.4%和63.1%。本研究对堆肥接种剂的开发具有参考和借鉴意义。     

降解玉米秸秆真菌复合菌系的构建及其降解效果评价

  【目的】  秸秆的木质纤维素含量丰富、结构复杂，在自然界中降解较慢，增加秸秆降解菌剂中菌株的多样性有利于提升还田秸秆的降解效果。探究菌株多样性水平和组成影响复合菌系秸秆降解的效果及原因，为复合菌系在秸秆降解中的应用提供理论支撑。  【方法】  通过富集驯化培养，从玉米秸秆还田土壤中筛选具有秸秆降解能力的真菌，从中挑选5株高效秸秆降解真菌进行基因间隔区序列 (ITS) 测定和物种鉴定，明确其分类地位。通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系，分别检测复合菌系的秸秆相对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性，利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。  【结果】  共筛选获得了15株具有秸秆降解能力的真菌，其中5株真菌的秸秆降解效果好、纤维素水解能力强。经ITS序列鉴定和系统发育分析，发现5株降解真菌的遗传差异较大，Z7-6、F7-5、F4-3、L1-1和J2-5分别与草酸青霉 (Z7-6: Penicillium oxalicum)、烟曲霉 (F7-5: Aspergillus fumigatus)、哈茨木霉 (F4-3: Trichoderma harzianum)、白囊耙齿菌 (L1-1: Irpex lacteus) 和木贼镰刀菌 (J2-5: Fusarium equiseti) 的ITS序列相似度均超过99.95%。全组合复配结果表明，复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于各单一菌株，且随着菌株多样性水平的增加而提高。滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶的活力越强，复合菌系对玉米秸秆的降解效果越好，而其秸秆相对降解率主要取决于滤纸酶和纤维素内切酶的活性。抽样效应分析发现，不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同。不含菌株F7-5的复合菌系降解效果显著优于含有该菌株的组合，以Z7-6 (P. oxalicum)、F4-3 (T. harzianum)、L1-1 (I. lacteus) 和J2-5 (F. equiseti) 组合F1的玉米秸秆降解效果最佳、酶活性最高。  【结论】  秸秆降解复合菌系的构建过程需要同时考虑多样性效应和抽样效应，增加降解菌的多样性有助于增强秸秆的降解效果。本研究筛选获得的复合菌系F1在玉米秸秆降解中具有潜在的应用前景。     

高效纤维素优势分解菌的筛选和鉴定

本试验基于获得高效纤维素优势分解菌的目的,通过分离纯化初步得到30株菌株,利用刚果红染色法初筛共得到14株纤维素分解菌,并通过滤纸条崩解实验进一步进行筛选得到5株效果较好的纤维素分解菌,通过发酵产酶利用DNS显色法测定CMC酶活力和FPA酶活力最终确定了4株优势纤维素分解菌,通过测定4株菌株的羧甲基纤维素酶(CMCase)、滤纸酶(FPA)以及β-葡萄糖苷酶(β-Gase)活,验证4株纤维素优势分解菌的产酶能力,并分别命名为X-1、X-6、X-7和X-11,并将该4株优势纤维素分解菌应用于秸秆的液态发酵,其对秸秆的降解率较自然降解相比,降解率分别提高了31.92%、40.15%、35.29%和39.98%。对4株优势菌株进行了分子鉴定,根据16S r DNA序列比对结果表明,菌株X-1、X-7和X-11均为粪产碱杆菌;菌株X-6属于解糖假苍白杆菌。     

水稻秸秆降解复合菌系的筛选构建及其田间应用效果

  【目的】  筛选并构建适宜原位还田水稻秸秆快速腐解的高效多功能复合菌系,以提高秸秆原位还田的腐解速率。  【方法】  秸秆原位腐解菌株从水稻田带有腐烂秸秆的表层土壤中筛选分离,分别采用DNS法、摇瓶培养观察法和失重法测定了腐解菌株的羧甲基纤维素酶活性、滤纸崩解能力及水稻秸秆降解能力,对降解效果较好的菌株进行了16S rRNA或18S rRNA鉴定。选取无拮抗作用的菌株构建复合菌系,并在实验室条件下测定各复合菌系的滤纸酶活性和秸秆降解率。挑选降解效果较好的复合菌系进行田间试验,分析了秸秆降解率、土壤有机质及速效养分含量,调查了水稻产量。  【结果】  从土壤中共分离到秸秆降解率均高于19.8%的菌株有6个,包括B2、B5、B6、F1、F5、F12,经鉴定分别为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis,B2)、耐盐芽孢杆菌(Bacillus halotolerans,B5)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B6)、米曲霉(Aspergillus oryzae,F1)、黑曲霉(Aspergillus niger,F5)、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum,F12),其中F12 (长枝木霉)的秸秆降解率最高(29.1%)。以该6个菌株构建了7组复合菌系,复合菌系B2+F12、F1+F5+F12、B2+F5+F12的秸秆降解效果较好,在液体培养基中,对秸秆的降解率分别达到32.9%、29.8%、40.3%。利用这3组复合菌系进行田间试验,结果表明,复合菌系B2+F5+F12表现最好,与未施菌剂相比,原位还田的水稻秸秆降解率提高了37.1个百分点,土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加了2.1 g/kg、1.9 mg/kg、0.6 mg/kg、1.7 mg/kg,水稻产量提高了6.3% (P<0.05)。  【结论】  施用复合菌系B2+F5+F12不仅具有良好的水稻秸秆降解能力,同时能增加土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,并促进作物产量的提高,具有较好的应用潜力。     

氧浓度对复合菌系MC1纤维素降解能力的影响

堆肥系统内氧浓度一直是影响堆肥进程的重要因子,它决定了堆肥系统中微生物活动的强弱,从而影响堆肥中复杂有机物的分解速率.该文研究了氧浓度对纤维素降解复合菌系MC1功能的影响.通过不同封口方式与不同大小容器培养实验,揭示静置培养条件下复合菌系MC1在纤维素降解过程中,氧浓度对该复合菌系分解纤维素能力的影响.得出复合菌系MC1在微耗氧条件下(＜0.05 mg/L)分解纤维素,分解纤维素最佳的氧浓度范围在0.01～0.02 mg/L,氧浓度过高或过低均不利于纤维素的分解.特定氧浓度有利于复合菌系MC1执行分解功能.     

玉米秸秆低温降解菌的分离筛选及鉴定

利用从渭源县山地采集的30份样品,采用刚果红染色法和液体摇瓶发酵法筛选出了1株能够在15℃条件下降解羧甲基纤维素、玉米秸秆纤维素和高产纤维素酶的真菌菌株D5,同时测定了该菌株纤维素酶活力和对玉米秸秆的降解能力,并通过ITS r DNA序列分析对该真菌进行了初步鉴定。结果表明,菌株D5液体培养7 d的木聚糖酶活为52.7 U·m L~(-1),CMCase酶活为31.5 U·m L~(-1),滤纸酶活为29.6 U·m L~(-1);菌株D5在玉米秸秆为唯一碳源的培养基里发酵10 d,玉米秸秆的失重率为29.8%。菌株D5经ITS r DNA序列分析初步鉴定为Penicillium sp.,在玉米秸秆降解方面具有较大的应用潜力。     

不同土著菌及其复合菌对玉米秸秆降解的影响

为研究一种高效的玉米秸秆降解复合菌,选取了木质素降解优势土著菌密黏褶菌、环状芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、栗褐链霉菌、黄孢原毛平革菌、杂色云芝、绿色木霉、黑曲霉,对各单一菌种对玉米秸秆的降解能力进行了测定,通过菌种间的拮抗试验,将单一菌种进行组合,初步构建了一组木质纤维素降解复合菌。结果表明：在整个35 d的预处理周期中,黑曲霉、绿色木霉对秸秆中纤维素、半纤维素体现了较高的降解能力,黑曲霉、绿色木霉对半纤维素的降解率分别为47.81%、37.53%,对纤维素的降解率分别为38.96%、46.32%;黄孢原毛平革菌、杂色云芝对玉米秸秆中的木质素体现了较强的降解能力,对木质素的降解率分别为43.56%、39.17%;菌种拮抗试验表明该试验所选用的真菌、放线菌及细菌之间无拮抗反应,可以进行混合培养;对复合菌预处理前后的玉米秸秆微观结构进行扫描电镜分析,发现在降解过程中复合菌对木质纤维素的结构产生了破坏作用,提高了木质纤维素的可及性;木质素、纤维素、半纤维素的含量在整个发酵过程中都在逐渐减少,发酵结束时复合菌对半纤维素的降解率最高达到48.53%,纤维素的降解率为36.38%,木质素的降解率为40.11%,在提高木质素降解率的同时减少了纤维素消耗。该研究为秸秆类生物质降解及利用提供了参考依据。     

纤维素高效分解复合菌系筛选及分解特性研究

以小麦秸秆纤维素为主要原料,在纤维素分解过程中,通过继代转接,筛选和驯化了一组高效而稳定的纤维素高效腐解菌系CMS-3。筛选出的复合菌系在50℃,静止培养条件下,在第7天可使未经任何处理的麦秸的分解率达到73%,其中纤维素、半纤维素的分解率分别为67%、75%,而对木质素的分解能力很低。复合菌系CMS-3经过多次继代筛选和培养,菌系种类组成和分解能力都具有较好的稳定性。复合菌系CMS-3中的菌种主要由隶属于芽孢杆菌属、梭菌属和瘤胃杆菌属组成,菌群结构稳定。     

稻田固氮解磷解钾菌筛选及其复合菌剂对土壤培肥作用

用固氮、解磷、解钾培养基,分别从稻田土壤中分离获得9个固氮菌株(A1-A9)、7个解磷菌株(B1-B7)和6个解钾菌株(C1-C6)。对各菌株固氮、解磷、解钾能力及水稻促生效果分析表明,最突出菌株分别为A5、B2、C5;各菌株等比例混合组成复合菌剂接入灭菌稻田土壤,30 d后可使土壤总氮、有效磷、速效钾分别增加21.32%、32.17%、45.57%;初步鉴定各菌株分别为固氮菌属(Azotobacter sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。复合菌剂处理稻田土壤,水稻苗高、鲜重、干重及植株全氮、全磷、全钾显著优于对照组,说明筛选菌株可在稻田土壤氮、磷、钾转换及培肥过程中起重要作用。     

植烟土壤中微生物特性及氨化、亚硝化菌分离鉴定与活性研究

针对烤烟生产中施用有机肥后植烟土壤有机态氮素分解速率不易调控的问题,并为配制有机氮分解微生物菌剂提供优良菌株,本研究以化肥、牛粪、玉米秸秆、油枯处理下的烤烟根区土壤为材料,分离筛选出高活性氨化、亚硝化土著菌,并分别测定其对有机氮降解及氨氮分解的效果。结果表明:在烤烟生长旺长期,施用有机肥处理的土壤可培养细菌、真菌、放线菌、氨化菌数量均高于单施化肥处理;在烤烟成熟期,施用有机肥处理,烤烟根区土壤氨化菌、亚硝化菌、真菌、放线菌数量均高于单施化肥。通过各类菌株的土样来源分析,氨化作用强度较高的优势菌株均来源于有机肥处理的土样,植烟土壤施用有机肥较单施化肥能够获得较高活性的氨化细菌。各类菌活性研究显示,短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、巨大芽孢菌(B.megaterium)培养液有机氮含量降幅最大,较初始有机氮含量分别降低84.74%、92.74%、79.52%;寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)兼具有亚硝化作用及硝化作用,培养7 d后,培养液中硝态氮含量增加了0.617 mg·L~(-1);嗜麦芽寡单胞菌(S.maltophilia)亚硝化作用最强,培养7 d后,培养液中亚硝态氮含量为0.518 mg·L~(-1)。氨化菌培养48 h后有机氮分解速率降低,具有亚硝化及硝化作用的菌株培养到第7 d活性仍处于较高水平。因此,试验分离出的不同功能细菌在配制解氮复合微生物菌剂时需在不同时间加入菌株进行发酵,以获得高活性微生物菌剂。根据分解有机氮、解氨试验及相关文献中各菌株作用功能分析,筛选出纳西杆菌(Naxibacter sp.)、寡养单胞菌、短小芽孢杆菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、同温层芽孢杆菌(B.stratosphericus)、纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)和巨大芽孢菌8株高效氮素功能菌株用于有机氮分解微生物菌剂的配制。     

固态发酵玉米秸秆的菌株组合和发酵条件研究

为了提高玉米秸秆的综合利用效率,降低对环境的污染,保护生态环境,利用正交试验法研究了固态发酵氨化玉米秸秆生产饲料蛋白工艺中菌株组合、发酵温度和发酵时间对发酵产物真蛋白含量的影响。结果表明,发酵温度对发酵产物真蛋白含量具有显著影响（P〈0.05）,发酵时间、发酵温度与发酵时间之间的交互作用对发酵产物真蛋白含量具有极显著影响（P〈0.01）。最佳菌株组合为青霉和葱色串孢,最佳发酵条件为发酵温度25℃、发酵时间5 d。在最佳菌株组合和最佳发酵条件下,玉米秸秆经氨水氨化和固态发酵后真蛋白含量由2.05%提高到29.66%,比原料本身的真蛋白含量提高了13倍多;粗蛋白含量由2.80%提高到35.41%,比原料本身的粗蛋白含量高提高了11倍多。     

蒸汽爆破预处理和微生物发酵对玉米秸秆降解率的影响

为了提高玉米秸秆的利用效率,首先对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理（压力2.5 Mpa,维压200 s）,然后再进行米曲霉发酵,研究物理和生物学处理对秸秆成分及相关酶活变化的影响。结果表明,蒸汽爆破使秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到8.47%、50.45% 和36.65% （p＜0.05）。爆破预处理的秸秆再经米曲霉发酵6 d后,秸秆中纤维素和半纤维素的降解率分别为27.89%和64.80% （p＜0.05）,发酵秸秆中的滤纸酶、羧甲基纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活力分别达到335.10、1138.92、1954.20和201.99 U/g。爆破预处理后进行米曲霉发酵,对于提高玉米秸秆的降解率具有非常重要的意义。     

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH₄⁺-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen, DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30～40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH₄⁺-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪...     

生活垃圾微生物强化堆肥对放线菌群落的影响

为了探讨微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响,在堆肥过程中接种高效细菌复合菌剂和真菌复合菌剂,并以不接种的堆体为对照,对堆肥过程的温度变化和木质纤维素的降解效率进行了测定,并借助于PCR-DGGE方法对堆肥过程中放线菌群落的动态变化和种群多样性进行研究。结果表明：微生物强化堆肥能缩短堆体起爆时间,并能有效提高堆体降温期和二次发酵期的温度;和自然堆肥相比微生物强化堆肥使半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别提高8.95%、12.72%和10.13%。DGGE图谱显示：2种堆肥方式的放线菌多样性指数表现出极显著差异,微生物强化堆肥能增加堆体中优势菌群的种类和数量,能有效提高腐熟期的放线菌群落多样性,有利于堆肥腐熟。优势条带测序结果表明：在接种堆肥过程中检测到了放线菌门的棒杆菌属、分支杆菌属、链霉菌属、热孢菌属、迪茨菌属、糖丝菌属和放线菌属。     

高效木质纤维素分解菌群筛选及其酸碱调节能力研究

为获得能够改良土壤酸碱性的微生物群体, 以混合堆放牛粪、鸡粪的储粪池外围土样为材料, 采用限制培养技术筛选了一组木质纤维素分解菌群, 并对该菌群在不同初始pH下的适应能力和纤维材料的分解能力及其耐盐特性进行了研究。结果表明: 以不同碳源(滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆和小麦秸秆)制作不同初始pH(5.0~11.0)的培养基, 接种木质纤维素分解菌群后培养基pH均迅速向中性变化, 第3 d集中至8.0左右, 6 d后稳定至7.8~8.6; 7 d内滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆和小麦秸秆失重率分别超过93.15%、50.53%、44.29%和42.60%; 以滤纸为惟一碳源、NaCl浓度2.0%的培养基接种, 7 d滤纸失重率达84.82%。木质纤维素分解菌群具有较强的适应及调节pH能力, 且能够高效分解木质纤维材料, 并具有一定的耐盐特性, 可见该菌群在酸碱土壤酸碱性改良领域具有一定开发潜力。     

低温复合菌系对玉米秸秆与牛粪堆肥的影响

玉米秸秆与牛粪混合堆肥是实现秸秆与粪便资源化利用的有效途径之一。将本实验室筛选的一组低温复合菌系接入堆肥中,研究结果表明:在8℃低温条件下,秸秆用量大时升温快、温度高,处理1与处理2堆温在第4 d和第3 d分别为50.8和53.4℃,最高温度分别达到58.4、64.8℃,50℃以上持续了6 d,而不加复合菌系的对照,最高温度为40.9℃,未达到堆肥无害化要求。堆肥结束时,处理1、处理2和对照有机质含量较初始时分别下降了37.54%、33.58%、13.50%;全碳含量分别为26.05%、27.80%、36.55%,较初始分别下降了43.18%、41.54%和19.69%;C/N分别下降了42.83%、41.54%和14.95%;处理1处理2纤维素降解率分别达到37.54%、32.80%,较对照分别提高2.24倍、1.83倍。表明本实验室筛选的低温复合菌系能够使堆肥快速升温,缩短堆肥周期,促进堆肥的腐熟。     

连续式秸秆发酵饲料制备机的研制与试验

为解决目前秸秆饲料转化技术周期长、占用空间大等问题,基于优先分解部分半纤维素的体外发酵工艺,研制了一种适用于农作物秸秆的连续式秸秆发酵饲料制备机,以实现秸秆发酵饲料的快速高效生产。该文分别以玉米、水稻和小麦3种秸秆为原料、以木质纤维素分解菌复合系MC1为发酵剂,进行了周期为3d的、连续梯度发酵试验,对机器进行性能检测及相应的改进。通过试验发现以玉米秸秆为原料时,机器运行效果最佳。发酵3d后,玉米秸秆变得松散柔软,半纤维素少量分解,纤维素和木质素基本不分解。该机操作简单、使用方便,发酵过程中能耗低,周期短,可实现秸秆发酵饲料的连续批次生产,生产效率高。     

微生物响应PBAT-PLA生物降解膜袋工业需氧堆肥降解机制

塑料污染已对全球环境造成严重威胁,生物降解塑料的推广使用及其工业堆肥是治理塑料污染的有效途径之一。该研究根据标准GB/T 19277.1-2011,在（58±2）℃的特殊高温条件下,对PBAT-PLA生物降解膜袋进行有氧堆肥降解,并选择微晶纤维素作为对照。通过对堆肥中的微生物进行16S/18S高通量测序,分析降解过程中细菌/真菌的群落种类和数量变化,包括物种多样性、物种组成、物种差异分析、样本比较分析,并结合扫描电镜下的微观形貌,深入探寻可降解塑料膜袋在工业需氧堆肥过程中的微生物响应降解机制。结果表明：微晶纤维素和生物降解膜袋在降解活跃期（第140天取样）,其所在堆肥中大量存在的优势菌属为Sphaerobacter（球杆菌属,放线菌纲）,分别占比20.25%和39.44%。与同样条件下不含降解材料的对照组堆肥相比,微晶纤维素/生物降解膜袋工业需氧堆肥降解过程中显著增长的4种菌属中有3种属于放线菌,说明放线菌对聚酯物的解聚以及纤维素的降解具有积极的作用。试验结果也表明了聚酯和纤维素的完整生物降解过程不依赖单一菌种,而是微生物协同作用的结果。     

复合菌系MC1预处理对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷效率的提高

采用高效纤维素分解菌复合系MC1对玉米秸秆进行预处理,以提高玉米秸秆厌氧甲烷发酵的效率和产气量。复合菌系预处理的结果表明,预处理发酵液的pH值呈先下降后升高的趋势,与以往的复合菌系发酵产物pH值特性相似。在14 d的预处理过程中,秸秆质量减少了59.0%,其中纤维素减少了53.1%,半纤维素减少了76.4%。发酵液中的可溶性糖含量最大值出现在第2 d,为1.44 g/L。化学需氧量（COD）和挥发性产物最大值均出现在第4 d,监测到的5种挥发性产物的量分别为乙醇2.38 g/L、乙酸0.57 g/L、丙酸0.11 g/L、丁酸0.62 g/L和甘油0.22 g/L,因此,处理4 d后最适合甲烷发酵。厌氧发酵的结果表明,与未处理的玉米秸秆的厌氧发酵相比,预处理后的秸秆总产气量和总甲烷量分别了提高了33.0%和58.1%。结果表明,MC1对玉米秸秆预处理后,可明显提高甲烷产量,具有较高的利用潜力。     

接种高温嗜热菌剂加快牛粪秸秆堆肥发酵进程

  【目的】  探究添加高温嗜热菌剂对牛粪堆肥的发酵效率、木质纤维素降解和堆肥品质的影响。  【方法】  以牛粪和玉米秸秆为原料进行堆肥。添加嗜热菌剂处理(GLL)的菌剂主要由普通高温放线菌(Thermoactinomyces vulgaris)、地尿素芽孢杆菌(Ureibacillus terrenus)和嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)组成,以分别添加两个市售有机肥发酵菌剂的处理(A、B)为对照,同时设不接种菌剂的空白对照(CK),发酵试验为期30天。在堆肥第0、3、7、12、16、23、30天取样,烘干样用于测定堆肥木质纤维素含量,鲜样用于测定含水率、pH、电导率（EC）值、种子发芽率指数(GI)和细菌群落结构。  【结果】  GLL处理在堆肥第2天迅速升温至超高温期(85.8℃),超高温期持续5天;CK、A和B处理在堆肥第3天内进入高温期(分别为56.3℃、59.2℃和57.6℃),高温期分别持续了10、11和13天。接种GLL显著降低了堆肥水分含量,堆肥结束时含水量下降至34.3%,而CK、A和B处理的含水量分别下降至45.4%、43.8%和44.6%,未能满足产品水分标准。GLL处理半纤维素、纤维素和木质素在堆肥后比初始值分别下降81.6%、65.2%和53.7%,对木质纤维素的降解能力明显高于CK、A和B处理。在GLL处理堆肥高温期及超高温期,厚壁菌门细菌相对丰度增加到46.6%。接种GLL菌剂发酵后的堆肥产物的有机质、总养分、机械杂质质量分数及酸碱度、GI值等均满足NY/T 525—2021的要求。  【结论】  接种高温嗜热菌剂能够显著提高堆肥温度,延长高温期持续时间,实现超高温堆肥,降低水分含量,提高木质纤维素的降解效果,快速获得满足NY/T 525—2021要求的堆肥产品。