重金属Zn对农业废弃物静态高温堆腐过程中理化性质和水解酶活性的影响

以猪粪、麦秸、废菌糠为原料并接种复合微生物菌剂,在静态堆腐条件下,研究了重金属Zn对堆肥过程中理化性质和水解酶活性变化影响.结果表明,不添加重金属Zn处理(CK)达到无害化的温度要求;添加Zn处理后,低剂量Zn处理(Zn浓度为400 mg/kg)高温期(>50℃)只持续3 d,高剂量Zn处理(Zn浓度为1000 mg/...     

复合菌剂提高果树枝条堆肥过程中酶活性

为了探讨接种复合菌剂对果树枝条堆肥过程的影响,以猪粪和果树枝条为试验材料,研究了复合菌剂对高温好氧堆肥过程的温度、酶活性及微生物群落功能多样性的影响。结果表明,接种复合菌剂在堆肥前期提高堆肥温度,比对照处理高温期(高于55℃)持续时间多3d,促进堆料的腐熟。接种菌剂还能有效地提高果树枝条堆肥过程中酶活性,纤维素酶、漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶活性在堆肥过程中分别比CK处理提高15.0%~19.8%、1.0%~11.0%、4.1%~26.8%、4.0%~22.2%。Biolog微平板法测定结果表明,接种复合菌剂显著提高了堆肥中微生物的平均每孔颜色变化率(average well color development),并改变了高温期和降温期微生物对6大类碳源的利用;主成分分析表明,复合菌剂主要在高温期发挥作用,对堆料中微生物起分异作用的碳源主要为糖类和氨基酸类。     

氧化还原类酶活性在小麦秸秆静态高温堆肥过程中的变化

选取小麦秸秆为试验材料,采取发酵罐处理方法,在静态通气条件下研究了堆腐过程中堆体温度变化、氧化还原类酶活性变化、温度与酶活性变化的关系、不同酶活性之间的关系。结果表明：（1）添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理（CK）升温快、温度高、高温持续时间长;添加微生物菌剂处理堆体温度第2d上升到50℃以上,第3d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5d。（2）过氧化氢酶活性初期较低,中期迅速升高,并维持在较高水平,堆肥第10d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氢酶活性明显高于CK;添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥前期和后期高于CK,说明添加菌剂可加速木质素的降解及其产物的转化;添加菌剂处理的脱氢酶活性在堆肥中期显著高于CK;添加菌剂处理的过氧化物酶从堆肥第12d到堆肥结束活性均高于CK的过氧化物酶活性,表明添加微生物菌剂可促进物质的氧化。（3）脱氢酶活性和过氧化物酶活性在堆肥中期达到最高值,两者变化趋势相同;过氧化氢酶活性、脱氢酶活性、过氧化物酶活性在堆腐后期比较稳定,多酚氧化酶活性堆腐后期呈增长趋势。     

添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥效果的影响

为明确添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥启动期和高温期微生物数量及酶活性变化规律,探讨微生物影响堆肥温度的机制,揭示影响畜禽粪便堆肥持续高温的主要微生物,该研究比较了猪粪自然堆肥与添加腐熟猪粪(质量分数3%)堆肥过程中有机质降解及嗜温、嗜热微生物数量和脱氢酶、蛋白酶、纤维素酶活性变化特征。结果表明,24 h内添加腐熟猪粪堆肥温度比自然堆肥高出5℃,但高温期平均温度较自然堆肥低8℃,高温（＞50℃）期比自然堆肥短4 d。自然堆肥和添加腐熟猪粪堆肥嗜温菌数量先高后低,嗜热菌数量随着温度的升高而上升。添加腐熟猪粪堆肥升温期嗜温、嗜热细菌和纤维素降解菌增殖速度较快,且数量分别比自然堆肥高出12.2%、152.6%、60.3%。添加腐熟猪粪堆肥脱氢酶、纤维素酶活性高峰提前,并使蛋白酶活性增加4.9%。但高温期后,嗜热纤维素降解菌数量比自然堆肥少22.5%,纤维素酶活性及有机质损失率也分别比对照低25.8%、6.1%。以上结果表明,在猪粪高温好氧堆肥中添加腐熟猪粪可以加快堆肥初期升温速度,但由于高温期嗜热纤维素降解菌数量减少,纤维素酶活性降低,不能促进猪粪堆肥持续高温。该研究为猪粪堆肥菌剂的筛选及适宜的接种时间提供依据。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂（接种菌剂处理）和不加菌剂（对照处理）堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系。结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平。接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8d。供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗糖酶活性的最高值分别为87．84、81．3和86．8mg·（g·d）^-1,对照处理分别为62．9、60．9和63．79mg·（g·d）^-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8d,牛粪加菌剂较对照早4d出现。整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关。     

微生物菌剂对小麦秸秆和尿素静态堆腐过程的影响(简报)

为了探讨微生物菌剂对小麦秸秆和尿素静态堆腐过程的影响机制,研究了在静态通气条件下,微生物菌剂对堆腐过程温度和水解酶活性的影响。结果表明,G+J（添加葡萄糖活化的微生物菌剂）、J（微生物菌剂）和CK（不加微生物菌剂）处理的最高温度分别为66 .0℃、67.1℃和59.5℃,整个堆腐过程温度高于50 ℃的时间为：G+J（240 h）＞J（120 h）＞CK（96 h）。G+J处理的纤维素酶活性峰值出现在第9 d,达到 334.37 mg/(g·d),J和CK酶活性峰值较G+J滞后3 d和6 d出现,酶活性峰值分别为271.59 mg/(g·d)和236.67 mg/(g·d);G+J处理蔗糖酶活性峰值是CK处理的2.53倍,J处理蔗糖酶活性是CK处理的2.33倍;随着堆腐时间的延长,23 d后各处理脲酶活性均小于 20.00 mg/(g·d)。相关性分析表明,3个处理的纤维素酶活性与温度负相关,但是不显著(P＞0.05);G+J处理的蔗糖酶活性与温度呈极显著负相关,J处理的蔗糖酶活性与温度呈显著性负相关;3个处理的脲酶活性与温度均达到显著或极显著负相关（P＜0.05,P＜0.01）。可见,复合微生物菌剂可以改变腐解过程中温度与水解酶活性。     

添加木质素降解菌对堆肥中酶活性的影响

以奶牛粪便和稻草为堆腐材料,采用静态好氧堆肥的方式研究接种木质素降解菌对堆肥过程中的温度、pH等理化性质以及木质素降解酶活性动态变化的特征,从生物酶学角度考察人工接入外源菌剂对堆肥的影响。结果表明,接菌后的堆肥处理较CK早2 d进入高温期,并且维持时间多于CK 12 d。发酵前8 d pH值的上升幅度大且高于CK,而且接种处理比对照的C/N提前5 d达到20∶1,提早达到腐熟指标,加快堆肥腐熟化进程。堆肥中酶活分析结果表明,加入菌剂后,β-葡萄糖苷水解酶在堆置第6 d达到第一个峰值14.7μmol,较CK早6 d;羧甲基纤维素钠酶在第12 d达到峰值3 270 U,同比CK高出1 220 U;漆酶酶活峰值高达93.5U,而CK峰值只有82.8 U;锰过氧化物酶进入高温期后酶活最高为75.25 U,CK最高为54.8 U。由此可见,加入微生物菌剂后可使相关酶活性提高并提高堆体温度,加快堆肥腐熟,加速堆料中各种有机质的降解,提高微生物对底物的利用,从而提高好氧堆肥的效率。     

不同促腐菌剂对有机废弃物堆肥效果的研究

为了促进当地农业有机废弃物资源的循环利用,以牛粪、鸡粪、食用菌渣为堆肥原料并协调碳氮比为30∶1,添加不同的微生物菌剂进行堆肥,研究堆肥过程中的温度、pH值、全氮、铵态氮、硝态氮和发芽指数的变化趋势,比较不同菌剂处理在堆肥前后养分含量的差异。结果表明,枯草芽孢菌剂和EM菌剂处理堆肥初期升温快,发酵基和速腐剂处理堆肥初期升温相对缓慢;枯草芽孢菌剂处理高温阶段温度基本上维持在70℃上下,堆肥前后氮素损失率最大为33.18%,发芽指数最低,而EM菌剂处理的高温阶段温度维持在55~68℃,氮素损失率最小为10.73%,发芽指数在堆肥21 d为51.55%,达到了基本腐熟,堆肥35 d为84.27%,达到了完全腐熟,堆肥腐熟快于其他处理。因此,在利用牛粪等有机废弃物进行高温好氧堆肥过程中,需要选择具有多种微生物能够相互协调作用并适应高温堆肥的菌剂,并且菌剂用量适宜,以达到减少氮素损失,提高堆肥的效果。     

堆肥反应器中硫磺对牛粪好氧堆肥的保氮效果研究

利用堆肥反应器严格控制堆肥条件,以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,在堆肥过程中添加硫磺粉,研究硫磺对堆肥温度、pH、氮素转化、硫素转化和保氮效果的影响。结果表明,堆肥中添加0.5%硫磺粉（T1）对堆肥温度没有显著影响,高温期（≥50℃）维持5.5 d; 而添加1.0%硫磺粉(T2)能快速升温,但堆肥高温期维持时间4.6 d。添加不同量的硫磺粉均能显著降低堆肥pH,与CK比较差异显著。添加硫磺粉能大幅度增加铵态氮含量,至堆肥结束时,T1和T2处理铵态氮含量分别是CK处理的15倍和24倍,差异极显著; 还增加了堆肥有效硫含量,至堆肥结束T1和T2有效硫含量分别较堆肥初始增加35.7%和77.1%。整个堆肥过程总氮（TN）含量呈增加的趋势,堆肥结束时CK、T1和T2处理的TN含量分别达15.8、16.5和16.9 g/kg,T1和T2分别比CK处理增加4.4%和7.0%。说明在牛粪好氧堆肥中添加0.5%或1.0%硫磺粉,均可起到一定的保氮作用,可大幅度提高堆肥铵态氮和有效硫的含量,改善了堆肥养分品质; 而且添加1.0%硫磺粉效果好于0.5%硫磺粉。但是添加1.0%硫磺粉缩短了堆肥高温期,降低了种子发芽指数,不利于堆肥的无害化进程。     

两种微生物菌剂对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为主要原料,添加合适比例猪粪进行高温堆肥试验,研究了烟草废弃物堆肥体系中加入两种微生物菌剂（NNY、FB）后的温度、总氮（T-N）、NH4＋-N、C/N、种子发芽指数（GI）的动态变化及其对烟草废弃物堆肥产品品质的影响。结果表明,添加微生物菌剂缩短了烟草废弃物堆肥达到高温的时间,延长了高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH4＋-N和C/N比的降低速率,提高种子发芽指数（GI）,加快了烟草废弃物堆肥腐熟化进程。纯烟草废弃物单独堆肥,最高温度为43℃,GI最高为78.4%。添加微生物菌剂NNY、FB的堆肥处理都在堆肥2d后进入高温分解阶段（〉50℃）,高温持续时间分别为15、12d,较仅添加合适猪粪比例处理进入高温分解阶段时间提前2d,高温持续时间分别延长5、2d。至堆肥11d,添加微生物菌剂NNY和FB的堆肥处理种子发芽指数较纯烟草废弃物处理分别增加了185.5%和117.7%,较仅添加合适比例猪粪处理分别增加了41.4%和7.6%。添加NNY、FB微生物菌剂的处理可以显著增加烟草废弃物堆肥产品的N、P、K养分含量,降低堆肥容重,提高堆肥总孔隙度和持水孔隙度,改善了堆肥产品的品质。两种微生物菌剂对烟草废弃物高温腐熟效果较优。     

重金属锌对猪粪堆肥过程中氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料,添加不同浓度重金属Zn,采取发酵罐处理方法,在好氧高温条件下研究了重金属Zn对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化,以及堆腐过程堆体温度、堆料pH值、胡敏酸E4/E6值的变化。结果表明：（1）低量重金属Zn处理（L）较不添加重金属Zn（CK）和添加高量重金属Zn（H）堆料升温快、温度高、高温持续时间长。（2）重金属Zn的加入对堆料的pH值影响不大,不是影响堆肥进程的直接原因。（3）H处理在整个堆肥过程中E4/E6值均高于L和CK,表明高浓度Zn处理抑制腐殖质的缩合和芳构化。（4）L处理的多酚氧化酶活性大多数时间高于H处理的活性,说明低量重金属Zn更好地促进了木质素的降解及其产物的转化。（5）从整个堆肥过程来看,3个不同处理的脱氢酶活性表现出一定的不稳定性,可能是重金属对脱氢酶活性有抑制作用的同时发生＂抗性酶活性＂现象。     

加入外源菌剂后脱氢酶活性在农业废弃物静态高温堆腐过程的变化

在静态通气条件下,分别以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,加入麦秸作为调节物质,研究了加入外援菌剂堆腐过程堆体脱氢酶活性变化及其与温度的关系。结果表明,添加微生物菌剂使得堆体温度迅速上升,整个堆肥过程中的堆体温度高于对照,在堆肥的第1～2 d进入高温期,且高温阶段持续时间延长为16～20 d;对照处理在堆腐的4～5 d后进入高温期,持续时间较短仅为7～8 d。3种物料脱氢酶活性大小相比较,加菌剂处理, 牛粪 [H+ 29.32 μL/(g·d)]鸡粪 [H+ 25.66 μL/(g·d) ]≈猪粪 [H+ 25.34 μL/(g·d)],脱氢酶高峰出现的时间以牛粪 (6 d) 鸡粪(12 d) 猪粪(14 d) 。CK处理均在堆肥后第10 d脱氢酶活性达到最高,3种物料的脱氢酶大小的顺序为牛粪 [H+ 24.62 μL/(g·d)] 鸡粪 [H+ 21.6 μL/(g·d)] 猪粪 [H+ 18.62 μL/(g·d)]。加菌剂处理在高温堆肥初期过高的温度不利于土壤微生物的活动,因此在温度大于60℃以上时,脱氢酶的活性与温度呈直线负相关,此后脱氢酶活性与温度成显著性直线正相关;对照处理升温较缓慢,酶活性和温度增长同步,整个堆腐期间的脱氢酶活性与温度成显著性直线正相关。     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

尿素作为补充氮源对西番莲果渣高温堆肥进程的影响

利用西番莲废果渣为基本原料进行堆肥试验,研究了添加尿素及2种微生物菌剂（榕风与福贝）在西番莲果渣堆肥过程中温度、C/N比、总氮（T-N）、水溶性NH4＋-N和水溶性NO3--N的动态变化规律。结果表明,加入一定比例的尿素能够增加高温堆肥中〉50℃的高温持续时间、减少最后达到环境温度所需时间;加快堆肥NH4＋-N的下降,促进堆肥化腐熟后期NO3--N的累积,增加腐熟后全氮的含量,加快堆肥化进程。在添加尿素的基础上,添加微生物菌剂,显著加快果渣堆肥中C/N比的下降速度,促进堆肥腐熟进程的作用效果更明显,但两种微生物菌剂之间对堆肥化的促进作用效果无显著差异。     

Cu对厌氧发酵中水解酶活性及沼气产量的影响

为了探讨重金属Cu对厌氧发酵产沼气的影响机制,在中温条件下(37℃),研究了猪粪中Cu含量(以干猪粪的质量分数计)对厌氧发酵过程中水解酶活性及产气进程的影响。结果表明:整个发酵过程中CK处理(Cu质量分数49.70mg/kg)的纤维素酶活性及蔗糖酶活性显著高于H处理(Cu质量分数949.70mg/kg),CK、L(Cu质量分数349.70mg/kg)处理的脲酶活性显著高于M(Cu质量分数649.70mg/kg)、H处理(p<0.05)。H处理对原料的产沼气进程有明显的抑制作用,日产气量在消化的前34d一直低于CK、L、M处理,CK处理总产气量比H处理高9%。相关性分析表明,CK处理的3种水解酶活性、L处理的脲酶活性、M处理的蔗糖酶活性均与产气速率呈显著正相关(p<0.05),而H处理这种关系不明显,表明外源Cu可能通过影响微生物活性等多方面因素对产气速率造成综合影响,导致水解酶活性与产气速率相关性不显著。该文研究结果可为提高厌氧发酵产气效率,实现畜禽粪便资源高效利用提供参考。     

鸭粪与芦苇皮 水草高温好氧堆肥试验研究

以鸭粪为主要材料,添加芦苇皮、水草等不同调理剂进行高温堆肥试验,研究了不同配比条件下堆肥体系的温度、pH、C／N、种子发芽指数（GI）的动态变化及其对废弃物堆肥品质的影响。结果表明,鸭粪与芦苇皮混合堆肥效果最好,堆体升温快,4d达到50℃,高温维持时间为15d,最高温度达70℃,堆肥30d后,油菜种子发芽指数高达90．48％;鸭粪与水草混合堆肥效果较差,高温维持阶段仅8d,最高温度为57℃;纯鸭粪单独堆肥效果最差,16d达到50℃,高温维持时间为6d,最高温度仅为53℃,到堆肥结束44d,油菜种子发芽指数刚达到80．67％。4种混合配料堆肥产品全氮、全磷、全钾含量都有所增加,其中鸭粪与芦苇皮配比增加率最大,分别为15．90％、11．53％和29．94％。综合以上结果,说明添加秸秆类有机质含量较高的调理剂可加快堆肥的腐熟进程,同时减少营养元素的流失,利于养分的保存,保证了堆肥产品的品质。     

钢渣施用对多金属复合污染土壤的改良效果及水稻吸收重金属的影响

通过盆栽实验和大田实验研究了钢渣施用对多金属复合污染土壤pH、有效硅、有效态重金属含量（镉、铅、铜、锌）以及水稻吸收重金属的影响。盆栽实验设置5个处理,分别是CK（无钢渣）、SS3和SS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1100目钢渣）、FSS3和FSS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1180目钢渣）;大田实验设置两个处理：CK（无钢渣）和SS（加入3g·kg-1100目钢渣）。结果表明,盆栽实验土壤pH值及有效硅含量随钢渣施用量的增加和粒径的减小显著上升,土壤有效态重金属含量则出现显著下降。水稻地上部重金属浓度在施加钢渣后均显著降低,并且远低于地下部浓度;大部分钢渣施加处理对降低地下部重金属浓度也有显著效果。大田实验结果显示,钢渣改良的处理,不仅提高了水稻产量,稻米中的重金属浓度也得到了大幅降低,并达到了国家食品安全标准。综合来看,施用钢渣可有效改良多金属复合污染土壤的性质,抑制水稻对重金属的吸收和转运,降低水稻特别是其地上部的重金属浓度。