菌渣垫料堆肥过程碳素物质转化规律

好氧堆肥是一种有效处理农业废弃物的方法,有利于实现农业资源的循环利用。但堆肥也有它的缺点,堆肥过程中的碳素损失是造成温室气体形成的重要原因。因此研究碳素在堆肥过程中的转化规律对于如何减少堆肥潜在的负面环境影响十分重要。该研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及秀珍菇菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程碳素物质转化的影响。结果表明,堆肥过程中总有机碳呈逐渐下降趋势;胡敏酸呈逐渐增加的趋势;微生物量碳和可溶性碳呈先增后降的变化趋势。堆肥结束时,碳素降解率为5.7%~10.2%,胡敏酸增加了56.0%~131.0%,可溶性有机碳增加了54.5%~81.5%,微生物生物量碳增加了31.7%~73.4%。以垫料为主料的堆肥处理碳素损失高于以菌渣为主料的处理,添加EM菌剂可以加速有机质的矿化分解和提高腐殖质化指数。     

低温下复合发酵剂对牛粪与鸡粪混合堆肥有机氮变化的影响

从低温条件下牛粪、鸡粪混合堆肥过程中有机氮组分变化入手,研究接种不同的复合发酵剂对堆肥有机氮素形态转化的影响.结果表明,各处理全氮、酸水解有机氮、氨基酸态氮含量均呈先降低后升高的趋势;堆肥结束时接种复合发酵剂的处理全氮量较不接种的对照提高30.81%;接种含纤维素分解菌发酵剂的处理全氮量较接种复合发酵剂的处理提高6.54%.表明接种含纤维素分解菌的复合发酵剂能有效减少堆肥氮损失,提高产品肥效.     

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。     

猪粪堆肥快速发酵菌剂及工艺控制参数初步研究

采用L（934）正交设计在模拟发酵池中研究了辅料配比（秸秆添加量梯度为5%、7.5%、10%）、物料含水量（梯度为40%、50%、60%）、通风量（通风时长为10、20、30min）以及外源菌剂（空白、BN1菌剂、EM菌剂）等因素对猪粪堆肥效果的影响。其中BN1为课题组自制菌剂,在测定了菌种纤维素酶活性的基础上,作为外源菌剂接种猪粪堆肥。通过监测堆肥过程中各处理的温度变化,测定堆肥样品总养分含量、堆肥结束后的C/N,并进行感官分析等对堆肥效果进行加权评分。结果表明,猪粪堆肥最佳环境控制参数为秸秆添加量为5%,通风量为每立方米物料102m^3·d^-1,物料含水量60%,自制菌剂BN1能促进猪粪堆肥快速发酵。     

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。     

堆肥用微生物及其效果研究进展

通过查阅国内外有关堆肥常用微生物及其效果的文献资料,初步总结了不同原料堆肥常用的微生物菌剂以及作用效果,发现目前秸秆堆肥中常用的添加菌剂有纤维素分解菌、白腐菌以及链霉菌等;粪便堆肥中主要添加芽孢杆菌、假单胞菌、霉菌等;动物尸体堆肥中主要添加芽孢杆菌;城市生活垃圾以及其他原料的堆肥中由于原料种类复杂,所用的菌剂也比较复杂,如纤维素分解菌、芽孢杆菌、霉菌、固氮菌等;也有大量的研究采用商业复合菌剂运用于堆肥中,如群林发酵剂(主要由功能菌、丝状真菌、营养体复合而成)、RW酵素剂(主要由真菌、细菌、丝状菌、酵母菌等多种菌株及相关酶复配而成)、VT菌剂系列(富含纤维素分解菌、固氮菌等)等。添加微生物菌剂对提升堆肥质量的效果明显:能有效促进有机物的降解进而促进堆体升温,延长堆肥高温时间,减少堆肥所用时间,促进腐殖质形成;能减少堆肥植物毒性,提高堆肥种子发芽率;能改善堆体的微生物结构及多样性;施肥后,对土壤质量改良效果明显等。     

接种木质纤维素分解复合菌系对堆肥发酵进程的影响

以具有高效木质纤维素分解能力的复合菌系作为接菌剂,接种到以牛粪、鸡粪和麦秸为材料的堆肥化过程中,测定了各发酵参数和物质成分的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片断多态性(T-RFLP)分析方法,研究了堆肥发酵过程中微生物群落的动态.结果表明,接菌对堆肥化过程中温度、水分和pH值的影响不大.经63 d发酵之后,接菌处理的半纤维素、纤维素和木质素的减重率比不接菌处理分别高4.3%、3.0%和3.4%.接菌处理的各个发酵阶段C/N比也明显低于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果显示,接菌后堆肥发酵初期复合系中的 Ureibacillus thermosphaericu、Pseudoxanthomonas taiwanensis、Tepidiphilus margaritifer、Rhizobiaceae str.M100、C thermobutyricum 和Bacillus thermoamylovorans 菌株大量定殖于堆肥体系中,DGGE图谱中可见接种处理堆肥体系中的条带数少于不接菌处理,而同一水平线的条带亮度明显高于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果都表明接菌处理的微生物多样性少于不接菌处理.可见接种微生物在堆肥体系中占据优势,抑制了部分杂菌生长,促进了发酵进程.     

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.     

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。     

尿素硝酸铵调节碳氮比促进小麦秸秆堆肥腐熟

【目的】高温堆肥可以加快秸秆腐解并浓缩其养分含量,是秸秆综合利用的有效措施之一。通常采用畜禽粪便来调节秸秆堆肥的C/N比,但由于重金属和抗生素问题限制了其在高价值经济作物上的应用。为此选择绿色无污染的尿素硝酸铵溶液(UAN)作为氮素调理剂开展堆肥试验,为生产高品质秸秆有机肥提供科学依据。【方法】设置4个处理,按照UAN添加量由多到少分别将堆肥C/N调节为15、20、25和30,进行50d堆肥,监测堆肥过程中温度、pH、EC、有机碳、铵态氮、硝态氮、纤维素组成、种子发芽率指数等指标的动态变化,并综合判定堆肥腐熟效果。【结果】C/N25和C/N30的处理最高温度分别达到63.4℃和65.9℃,50℃以上高温持续时间分别为7d和8d,而C/N15、C/N20处理高温持续仅1~2d,未达到无害化处理要求。堆肥初始pH值随着UAN添加量的增大而升高,范围在6.79~7.94,堆肥后pH值范围在7.63~7.89,各处理间没有明显差异。堆肥后各处理有机碳含量下降了8.29%~13.5%,且C/N25、C/N30的处理有机碳降解率显著高于C/N15和C/N20的处理。全氮含量较堆肥初增加53.3%~83.7%。秸秆中有机物组成表现为纤维素>半纤维素>木质素,堆肥后半纤维素、纤维素和木质素含量分别较堆肥初下降了30.5%~50.9%、42.%~55.8%和15.3%~29.4%。堆肥过程中由氨气挥发造成的氮素损失率随着C/N比升高而降低,分别为34.9%、29.0%、22.1%和7.37%;堆肥过程中无机氮占总氮的比例逐渐降低,由初始的52.4%~75.8%下降到结束时的25.4%~63.1%,而对应有机氮的比例则较堆肥初提高了52.4%~66.0%,表明小麦秸秆堆肥中氮素的稳定性增强。经过50d的堆肥处理,C/N25和C/N30的处理种子发芽率指数均达到彻底腐熟(GI≥80%),C/N20的处理达到基本腐熟(GI≥50%),而C/N15的处理未腐熟。【结论】采用尿素硝酸铵溶液作为氮素调理剂可有效降低小麦秸秆堆肥C/N比,促进小麦秸秆腐解,以C/N30处理腐熟效果最好。     

Effect of Glucose on Proliferation of PCP (Pentachlorophenol) - Degrading Microorganisms in Soil

Although it was prohibited to apply the pesticide pentachlorophenol (PCP) in rice fields in Japan after the 1970s, it is still used as a fungicide for upland crops or timber. In many cases the pesticide incorporated into soil is subjected to microbial degradation in soil as reported by many authors (Watanabe and Hayashi 1972; Kuwatsuka and Igarashi 1975; Watanabe 1977). The PCP-degrading microorganisms so far isolated are common ones which are not nutritionally fastidious (Watanabe 1973; Suzuki 1983a, b). It is, therefore, plausible that the PCP-degradability of the microorganisms is influenced by the presence of some nutrients because in general, the microorganisms may prefer to use the nutrients rather than the pesticides which are biostatic or biocidal to the microorganisms.     

Effect of cellulose and glucose on the proliferation of PCP (pentachlorophenol)-degrading microorganisms in soil suspension

The pesticide pentachlorophenol (PCP) of which application to rice fields was prohibited in Japan after the 1970s is still used as a fungicide for upland crops or timber. In many cases the pesticide dropped into soil is microbially degraded, and microbial degradation of PCP in soil was studied by many authors (Watanabe and Hayashi 1972; Kuwatsuka and Igarashi 1975; Watanabe 1977). The PCP-degrading microorganisms so far isolated are common ones which are not nutritionally fastidious (Watanabe 1973; Suzuki 1983a, b). It is, therefore, plausible that PCP-degradability of the microorganisms is influenced by the presence of some nutrients because, in general, the microorganisms may preferentially use nutrients to pesticides which are biostatic or biocidal to the microorganisms.     

Effect of Glycine,Glutamate, and Glucose on Proliferation of PCP (Pentachlorophenol)-Degrading Microorganisms in Soil

Pentachlorophenol (PCP) had been used as both herbicide and fungicide. Although its application to paddy fields as herbicide is prohibited because of its toxicity to organisms living in water-streams, it is still used as fungicide for upland crops or timber. Its microbial degradation has been reported by many authors (Cserjesi and Johnson 1972; Watanabe and Hayashi 1972; Watanabe 1973, 1975, 1977; Kuwatsuka and Igarashi 1975; Suzuki 1983a, b; Engerhardt et al. 1986), including the degradation in soil (Watanabe and Hayashi 1972; Kuwatsuka and Igarashi 1975; Watanabe 1977). Since almost all of the PCP-degrading microorganisms isolated from soil are common species which are not nutritionally fastidious (Watanabe 1973; Suzuki 1983a, b), the microorganisms can grow in utilizing some common nutrients present in soil. Therefore, it is interesting to determine how they degrade the pesticide in the presence of common nutrients in the case of mixed populations in soil because biological relations between the degrading microorganisms and the non-degrading ones for the degradation of the pesticide and utilization of the common nutrients may occur. This is an important subject from the view-point of ecology of microorganisms degrading xenobiotic compounds in soil.     

施肥对植烟土壤微生物的影响

利用7年的定位施肥试验,研究了不施肥（CK）、 单施化肥（CF）和有机无机肥配施（MCF）对植烟土壤微生物的影响。平板计数、 微生物碳、 氮含量和磷脂脂肪酸的测定结果均表明,土壤微生物数量以有机无机配施的处理最多,单施化肥次之,不施肥最少。在3种施肥处理的土壤中,分别检测出20（CK）、 27（CF）和31种（MCF）磷脂脂肪酸; 施肥提高了代表细菌（1220碳）和放线菌（10Me17: 0和10Me18: 0）的磷脂脂肪酸; 但是,代表真菌的磷脂脂肪酸18: 19c无显著变化（CF）或显著降低（MCF）。有机无机肥配施处理显著提高了土壤微生物的多样性指数和优势度指数,说明有机无机配施改善了土壤生态环境,微生物种群丰富,优势种群突出。在土壤自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌中,分离率最高的是芽孢杆菌属,在26%50%之间变化。有机无机肥配施还提高了这3种有益微生物的数量,单施化肥则无显著影响。此外,在有机无机肥配施的土壤中,自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌的多样性指数、 均匀度指数和优势度指数均较高。从土壤微生物的角度看,生产上采用有机无机肥配施很有必要。     

不同树龄苹果园土壤微生物生态特征研究

为了评价苹果园种植年限对土壤微生物和土壤肥力的影响,选择不同种植年限的果园,利用平板培养和脂肪酸甲酯(FAME)图谱法研究不同树龄苹果园土壤微生物生态特征变化。结果表明,壮龄果园的土壤微生物活性最高,是幼龄果园的1.23倍,老龄果园的1.37倍;幼龄和壮龄果园微生物生物量差异不显著,但均远大于老龄果园,约为老龄果园的3倍;随着树龄增大,细菌/真菌的比例下降,放线菌的含量也随树龄增大而降低;土壤微生物的多样性随树龄增大先增高后降低,以壮龄果园的微生物多样性为最好。果树的长期种植引起了土壤理化性质及土壤微生物数量、活性、多样性及种群结构的改变。通过研究不同树龄苹果园的土壤微生物生态特征,以期能为根据不同树龄果园土壤状况进行合理管理和解决重茬障碍提供一定的依据。     

微生物对几种水溶性聚合物的降解作用

针对缓/控释肥料包裹材料的广泛应用,通过实验室微生物培养,对几种水溶性聚合材料生物降解作用进行了测定。结果表明,纳米-亚微米级聚乙醇混聚物、甲基丙烯酸羟乙酯混聚物在第4周最先开始降解,废弃聚苯乙烯泡沫塑料混聚物第8周才开始降解;聚乙烯醇混聚物、聚苯乙烯泡沫塑料混聚物、丙烯酸酯类混聚物在11-20周完全降解,苯乙烯-丙烯酸酯混聚物第20周后降解达98%,试验所用纳米-亚微米级聚乙醇混聚物等7种水溶性聚合物均可作为环境友好型缓释肥料包裹材料。     

土壤中放线菌参与反硝化可能性研究

对土壤中放线菌参与土壤反硝化可能性进行了初步研究。从土壤 10 - 5 稀释液中共获得 2 3个放线菌单菌落 ,初步鉴定属于 10个不同类型的菌株 ,其中 9个属于Streptomyces (链霉菌属 ) ,1个属于Actino madura (马杜拉属 )。 10个菌株在纯培养条件下都能将NO-3 还原成N2 O ,表明该土壤中具有反硝化能力的放线菌比例很高。测得其中 3个链霉菌菌株的N2 O产出速率为N 1 2～ 187 7μgg- 1min- 1(细胞干重基数 )。N2 O形成与放线菌生物量成正比。多数链霉菌菌株的N2 O产出受C2 H2 抑制。将 3个链霉菌菌株接种到灭菌土壤中厌气培养 ,均能测到N2 O形成 ,表明链霉菌可以利用土壤中原有碳源作为电子供体还原NO-3 。经历厌氧胁迫 2 1d以后 ,测试的 3株链霉菌菌株至少能保留一部分反硝化能力     

Microbial phytase activity and their role in organic P mineralization

Plants respond to their external environment to optimize their nutrition and production potential to minimize the food security issues and support sustainable agriculture system. Phosphorus (P) is an important nutrient for plants and is involved in plant metabolic processes. It is mostly available as orthophosphate and has a tendency to form complexes with cations. It has low mobility in soil, thus becoming unavailable for plant uptake that causes a reduction in plant growth and yield. Besides free P, phytate is the major form of organic P in soil and plant tissues. Phytases obtained from different sources, that is, plants, animals, and microorganisms, catalyze the hydrolysis of phytate and release available forms of inorganic P. The knowledge of mechanisms involved in catalytic activity of phytase obtained from microorganisms in soil is limited. This review summarizes the role of microbial phytase in releasing organic P by hydrolysis of phytate and factors affecting its activity in the soil.     

防治蔬菜枯萎病的芽孢杆菌对植物体内酶活性的影响

将拮抗菌制成液体培养,黄瓜、西瓜、青椒经处理后测定其体内几种酶活性的变化研究结果表明,3种植物经5个菌株的液体培养处理后,其多酚氧化酶、过氧化氢酶、β-1,3-葡聚糖酶活性比对照均有明显提高,98-Ⅱ和96-Ⅱ使青椒、黄瓜多酚氧化酶活性分别提高477.78％和150.00％;96-Ⅱ和94-Ⅲ使黄瓜过氧化氢酶活性分别提高419.64％和115.66％;94-Ⅱ使西瓜过氧化氢酶活性提高109.24％;98-Ⅰ使黄瓜β-1,3-葡聚糖酶活性提高23.90％。拮抗菌处理后诱导植物体内产生一些有益于植物抗病性增强的生理生化反应,是拮抗菌制剂防病的机理之一。     

微生物解磷的研究进展

综述了具有解磷能力的微生物在不同土壤、作物根际中的数量及种群分布 ,评价了不同微生物的解磷能力 ,探讨了微生物的解磷机制 ,还讨论了解磷菌对作物生长发育的影响以及实际应用效果