微生物腐熟菌剂对牛粪堆肥产品中低分子量有机物的影响

利用固相微萃取—气相色谱—质谱(SPME-GC-MS)技术对奶牛粪堆肥产品中的低分子量有机物质进行了定性分类和定量分析,结果表明奶牛粪堆肥产品中含有大量的低分子量有机物质,其中低分子量有机酸多达16种,并且还含有醛、醇、酮、呋喃和吡嗪等低分子量有机物质。研究证实添加微生物腐熟菌剂的奶牛粪堆肥产品中醛类、醇类、酯类、羧酸类、呋喃类、吡啶类和含硫类等低分子有机化合物的相对含量比未添加NMF微生物腐熟菌剂分别增加6.5%、9.2%、5.7%、15.6%、9.8%、11.3%和28.6%,而酮类、脂肪族碳氢化合物的相对含量则分别减少11.4%和15.5%。添加NMF菌剂比未添加NMF菌剂的奶牛粪便堆肥产品中低分子有机化合物总量增加42.8%。为考察有机肥品质的客观指标和应用微生物调控有机肥对植物有正、负面影响的低分子有机物种类和含量提供基础资料。     

微生物菌剂浓度对梨树废弃枝条堆肥化处理的影响

研究了不同菌剂接种浓度下,梨树废弃枝条堆制成的有机肥的腐熟程度和养分状况,结果表明,接种菌剂处理可以延长高温期时间,提高堆体温度,且与菌剂浓度成正比,堆体全氮、磷、钾、钙含量显著提高,有效的提升了堆肥产物的腐熟程度和营养成分。接种菌剂浓度为0.20%～0.30%时处理效果最佳。     

秸秆-粪便属地化微贮制肥工艺参数优化

为解决中小散种养户农业废弃物污染环境、属地化利用率低问题,提出一种因地制宜利用属地秸秆和畜禽粪便进行微贮腐熟工艺生产有机肥或土壤改良剂。以玉米秸秆和牛粪为肥源物料,以种子发芽指数为腐熟效果的检测指标,试验确定肥源物料配比、物料含水率、压缩比、微生物菌剂施用量、腐熟时间关键工艺参数的适宜取值范围,结果表明,肥源物料配比为15%~35%、物料含水率为45%~60%、压缩比为25%~50%,且微生物菌剂施用量临界值为0.5‰、腐熟时间达到24 d时,微贮肥料的腐熟效果较好。通过三元二次回归正交旋转组合试验,分析关键工艺参数对腐熟效果的影响并对参数进行优化,建立了微贮制肥腐熟效果特性参数与各因素之间的回归模型,分析表明,各因素对种子发芽指数的影响主次顺序为:物料含水率>压缩比>肥源物料配比。对优化后工艺参数进行试验验证,确定出最优工艺参数:在施用1.5‰微生物菌剂量、腐熟32 d,物料含水率为60%、压缩比为39.50%、肥源物料配比为23%,微贮肥料种子发芽指数达到96.52%,此条件下生产的腐熟肥料可以达到有机肥国家标准,实现就地、就近、就便利用秸秆和畜禽粪便。该研究结论为属地规模化微贮生产有机肥及配套装备设计提供了理论基础。     

木质纤维素降解菌剂DN-1促进堆肥腐熟度的评估

为提高堆肥中木质纤维素降解效率,促进堆肥腐熟进程,主要采用红外光谱法(FTIR),同时结合堆肥温度、种子发芽率及木质纤维素含量变化,研究了添加木质纤维素降解菌剂DN-1对堆肥腐熟的促进作用。结果表明,加入菌剂使堆肥在45℃以上高温期持续20 d,比自然堆肥高温期延长6 d;堆肥结束时,添加菌剂堆肥的种子发芽指数为93.3%,自然堆肥仅为56.7%;菌剂堆肥中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别为42.54%、62.57%和67.14%,分别高出自然堆肥14.33、31.31、19.57个百分点。红外光谱变化反映了堆肥过程中木质纤维素、多糖、脂肪和酰胺等成分的减少及芳香结构成分的增加,为菌剂DN-1促进堆肥中有机成分的转化和腐熟进程提供了有力的直接证据。菌剂DN-1具有很好地促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的潜力,可以将其进一步应用于较大规模的堆肥处理。     

添加微生物菌剂对牛粪高温堆肥腐熟的影响

通过向堆肥中添加微生物菌剂和腐熟堆肥研究了其对堆肥腐熟速度的影响。结果表明,添加菌剂和腐熟堆肥在堆制初期均能促进堆体快速升温,较对照提前1～4d到达高温阶段（>50℃）,且菌剂添加量越大,升温越快;与对照相比,添加600mg·kg^-1菌剂和50g·kg^-1腐熟堆肥使高温期（>50℃）延长了3～4d。堆制29d后,添加600 mg·kg^-1菌剂和50 g·kg^-1腐熟堆肥的处理均较好腐熟,种子发芽指数分别为92.1%和84.4%,其他处理则未达到腐熟。这表明向堆肥中接入一定量的菌剂和腐熟堆肥均可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期。     

不同发酵菌剂对树叶基质的堆腐效果

2018年7—9月,在塔里木大学园艺实验站以秋季落叶为原材料,加入10%腐熟牛粪,再加入不同发酵菌剂进行堆腐发酵,对照不加菌剂,研究不同菌剂对树叶温度、理化性质、养分含量、堆腐效果的影响。结果表明,四个处理经高温堆腐发酵后均能达到有机物堆腐发酵腐熟标准;ZT菌剂、强兴菌剂和堆肥菌剂均能够提高堆体起始温度,可缩短堆腐时间;三种菌剂对树叶堆体前期温度影响大,后期温度影响较小;堆肥菌剂对树叶基物理性质无明显影响;ZT菌剂和强兴菌剂均能较大程度改善树叶基理化性质;ZT菌剂和强兴菌剂处理的树叶堆腐发酵效果最佳,其中"树叶+10%腐熟牛粪+强兴堆肥发酵菌剂"处理后的树叶基质基本符合蔬菜育苗基质农业行业标准(NY/T2118-2012)要求,对"树叶+10%腐熟牛粪+ZT秸秆腐熟菌剂"堆腐发酵后的树叶基适当降低其EC值也符合蔬菜育苗基质要求。     

不同微生物菌剂对番茄秸秆好氧堆肥中氮磷钾元素的转化规律的影响

以番茄秸秆为堆肥原料,添加鸡粪和玉米秸秆后调节含水量及C/N,添加3种微生物菌剂进行好氧堆肥,研究不同微生物菌剂作用下堆体氮、磷、钾元素的动态变化及其对堆肥品质的影响。结果表明,番茄秸秆堆肥经历了升温期、高温期和降温期,霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂(菌剂1)作用下堆体升温快,高温持续时间长,堆肥腐解25 d即达到腐熟,堆肥腐熟后发芽指数最高达115%。与对照相比,添加霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂可使堆体氮素损失率下降27.7%,有效磷增加126%,速效钾增加105%。因此,添加霉菌、放线菌和酵母菌混合菌剂可加快堆肥的腐熟进程,减少营养元素的损失,提高堆肥产品的品质。     

添加微生物菌剂对牛粪高温堆肥腐熟的影响

通过向堆肥中添加微生物菌剂和腐熟堆肥研究了其对堆肥腐熟速度的影响。结果表明,添加菌剂和腐熟堆肥在堆制初期均能促进堆体快速升温,较对照提前1～4d到达高温阶段(＞50℃),且菌剂添加量越大,升温越快;与对照相比,添加600mg·kg~(-1)菌剂和50g·kg~(-1)腐熟堆肥使高温期(＞50℃)延长了3～4d。堆制29d后,添加600 mg·kg~(-1)菌剂和50 g·kg~(-1)腐熟堆肥的处理均较好腐熟,种子发芽指数分别为92．1％和84．4％,其他处理则未达到腐熟。这表明向堆肥中接人一定量的菌剂和腐熟堆肥均可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期。     

利用PCR-DGGE方法研究添加复合菌剂对堆肥微生物群落的影响

为研究接种复合菌剂对堆肥微生物群落变化的影响,以奶牛粪便和稻草为原料进行堆肥试验,设添加复合菌剂BLD（由3株木质纤维素降解细菌组成,经测序鉴定分别为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞菌属中未鉴定种）和不加菌剂两个处理,利用传统平板培养与聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法相结合研究两种堆肥处理对微生物群落演替的影响。结果表明,基于传统培养方式,微生物数量呈升高-降低-升高-降低的趋势,且细菌数量明显大于真菌数量;DGGE图谱显示,两种堆肥处理的条带数呈现与传统培养相似的变化趋势。接种菌株在堆肥初期成功定殖,高温期成为优势菌株,降温期优势逐渐减弱。接种菌剂增加了堆肥中细菌数量,提高了堆肥微生物群落多样性,从而促进堆肥微生物群落演替,缩短堆肥腐熟时间。     

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。     

菌剂DF-1对啤酒厂污泥与鸡粪堆肥的影响

为了探讨功能性菌剂对堆肥化进程的影响,并为加快啤酒厂污泥与鸡粪堆肥化进程和减少臭气提供理论依据,将自制菌剂DF-1接种至啤酒厂污泥与鸡粪的堆体中,以不接种堆体为参照,测定了堆肥化过程中各参数的变化及菌剂DF-1中优势微生物变化情况。结果显示：两个堆体废气中NH3浓度均呈现先上升后下降的变化趋势,H2S浓度则呈现持续下降的变化情形;不接种堆体NH3浓度至堆肥腐熟期仍为0.39 mmol/m3,而接种堆体第10天为1.25 mmol/m3,此后无法检出;不接种堆体中H2S浓度在堆肥第22天仍为0.7 mg/L;而接种菌剂堆体第10天为0.48 mg/L,此后无法检出。接种菌剂DF-1不但能降低堆体水分含量,而且其堆体腐熟期TN含量高于未接种菌剂DF-1的堆体,说明接种菌剂后不但能有效减少臭气,而且有利于堆肥产品后期烘干制粒和优质高效有机肥的产生。菌剂DF-1中优势菌种乳酸乳球菌、热带假丝酵母及绿色木霉在堆肥过程中存在交替演变。     

促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用研究

选用鸡粪和小麦秸秆为原料进行高温好氧堆肥,研究促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用。结果表明,接种促腐剂可迅速提高堆肥初期的发酵温度,最高温度超过70℃,但发酵后期降温快,高温加快了堆肥的发酵。发酵20d种子发芽指数达到80%以上;发酵30d含氮量比对照高4.3%,含水量降低3个百分点。综合堆温、C/N、种子发芽指数各项腐熟度指标,接种促腐剂可使鸡粪堆肥腐熟时间比对照提前5d以上。接种促腐剂可降低物料对种子发芽指数的影响,显著缩短发酵时间,加快堆肥物料的水分挥发,使堆肥中的无机营养成分含量相对增加,从而提高鸡粪堆肥的质量。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

菌剂对鸡粪堆肥腐殖质含量品质的影响

腐殖质是评价堆肥品质的重要因素,该文利用鸡粪和秸秆为原料进行高温好氧堆肥,设计接种菌剂和不接种菌剂(对照)2个处理,研究菌剂添加对堆肥腐殖质形态、含量、品质的影响。结果表明:与对照相比,接种菌剂可以加快有机物的降解,矿质化时间缩短14d,菌剂具有良好的保碳效果,总有机碳含量提高了16.1%,同时总腐殖酸、游离腐殖酸以及水溶态腐殖酸及胡敏酸的含量,分别提高了38.7%,45.7%、39.0%及54.9%。接种菌剂可以提高腐殖酸的活性,堆肥结束后,接种菌剂处理的游离腐殖酸和水溶性腐殖酸含量均增加,而对照处理的含量均降低;堆肥可以提高腐殖酸质量,堆肥结束后两个处理总腐殖酸含量均下降但是缩合度、腐殖化率、腐殖化指数及胡敏酸百分比均提高,特别是添加菌剂的处理腐殖化程度明显高于对照。说明了菌剂可以增加堆肥腐殖质含量,提高腐殖质缩合度、芳构化程度及活性。     

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。     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响。该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1%、2%和3%的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分（Excitation Emission Matrix fluorescence spectra -Fluorescence Regional Integration, EEM-FRI）对堆肥腐熟度进行评估。结果表明,与对照组相比,黑曲霉接种量为2%可快速提高发酵温度,高温期提前1d出现,胡敏酸含量较初期增加49.94 g/kg,富里酸较初期减少37.51 g/kg,并提高了腐殖化水平。黑曲霉接种量为3%时种子发芽指数提高了2.38%,总磷含量增加了22.3%,纤维素和半纤维素降解率分别是对照组的1.36、1.42倍,更有利于堆肥的腐熟。通过EEM-FRI法发现添加黑曲霉可促进有机物降解,并促进了腐殖质物质的形成,加快了堆肥腐熟。相关性分析表明,添加黑曲霉后,发酵物料总磷含量与纤维素、胡敏酸以及富里酸类物质之间的相关性显著,说明黑曲霉促进了纤维素的降解以及腐殖质类物质的形成。综合考虑堆肥腐熟度和纤维素降解水平,建议牛粪堆肥中黑曲霉添加量为2%～3%。该研究可为利用黑曲霉促进牛粪堆肥腐熟,提高有机肥品质提供支持。     

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。     

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%。     

微生物菌剂对猪粪堆肥过程中堆肥理化性质和优势细菌群落的影响

  【目的】  掌握猪粪堆肥过程中微生物群落的演替规律与理化指标的相互关系，对提高猪粪堆肥营养品质和加速堆肥进程具有重要的意义。  【方法】  以猪粪和玉米秸秆 (质量比6∶1) 混合物为堆肥原料，耐高温菌剂主要含Acinetobacter pittii、Bacillus subtilis subsp. Stercoris和Bacillus altitudinis。堆体设接种菌剂 (MI) 和未接种 (对照，CK) 两个处理。常规监测堆肥温度和理化指标值，于堆肥开始后第4、12、24和32天采集样品，以16S rRNA高通量测序技术研究堆肥细菌群落的变化。用堆肥第4、12、24和32天采集的新鲜样品制备浸提液，进行紫花苜蓿种子发芽试验。堆肥结束时，测定全氮、全磷和全钾含量，并探讨微生物菌剂对堆肥理化指标和细菌群落演替的影响。  【结果】  接种微生物菌剂可使堆肥高温期提前2天出现，并且能延长高温期2天。堆肥浸提液的促生试验发现，在堆肥24天后紫花苜蓿种子发芽指数 (GI) 大于80%，且MI对幼苗主根的促生能力大于CK (P < 0.05)。随着发酵过程的进行，堆体体积不断缩小，CK和MI中全钾 (TK) 和全磷 (TP) 含量一直呈增加趋势，在堆肥第32天，CK和MI的全磷含量分别为2.28%和2.63%，处理间差异显著 (P < 0.05)，而全钾含量分别为1.81%和1.86%，全氮含量分别为2.65%和2.63%，pH分别为8.72和8.78，处理间差异均不显著。在整个堆肥过程中，MI和CK的pH变化范围分别为8.40～8.95和8.61～8.93；CK和MI中总有机碳 (TOC) 的降解速率在堆肥的4～12和24～32天均表现为MI大于CK，CK和MI的碳氮比 (C/N) 分别为13.28和15.26，差异显著 (P < 0.05)。堆肥过程中在门水平上占据主导地位的细菌群落主要包括 Proteobacteria、Actinobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes，在堆肥的高温期 (堆肥24天)，堆体CK和MI中Firmicutes的相对丰富度分别为17.4%和59.8%；在堆肥的升温期、高温期和腐熟期，优势门水平细菌群落Proteobacteria、Firmicutes和Actinobacteria依次演替，且MI堆体中细菌群落的相对丰度均大于CK。属水平优势细菌为Acinetobacter、Lysinibacillus、Solibacillus、Pseudomonas和Flavobacterium，添加微生物菌剂可使Acinetobacter的丰度在堆肥第4天增加21.41%，此外，添加复合微生物可使堆肥第12天的Shannon和Observed species指数增加。相关性分析表明，温度、全N (TN)、TP、TK、TOC及GI与堆体中细菌组成具有显著相关性，而pH和细菌的相关性不显著。  【结论】  在堆体内接种微生物菌剂可显著提高并维持堆肥过程中优势门、属细菌群落的丰度，进而促进堆体升温并延长高温时期，缩短堆肥腐熟周期，加快总有机碳的分解，最终提高堆肥产品中有效磷的含量。复合微生物菌剂在堆肥升温期起主要作用的为Acinetobacter pittii，高温期为Bacillus subtilis subsp. Stercoris和Bacillus altitudinis，我们建议筛选耐高温细菌时应集中在厚壁菌门的芽孢杆菌属。