鸡粪和羊粪混合发酵对堆肥优势细菌演替和碳氮损失的影响

【目的】通过探讨不同原料组合如何影响堆肥过程中优势细菌演替进而影响堆肥碳氮损失,为优化堆肥配方、降低堆肥碳氮损失提供理论依据。【方法】以鸡粪、羊粪和玉米秸秆为原料,以鸡粪、羊粪不同比例混合进行堆肥试验,研究了不同配比堆肥对腐熟度特性、养分含量及碳氮损失的影响,并对优势细菌与碳氮损失进行冗余分析。【结果】鸡粪堆肥中的碳氮损失远高于羊粪堆肥;相对于鸡粪堆肥,鸡粪和羊粪混合堆肥可以显著降低堆肥过程的碳氮损失,以鸡粪∶羊粪=1∶3处理效果最好,碳氮损失分别降低了15.63%、57.88%;优势微生物菌群与碳氮损失的冗余分析表明,鸡粪∶羊粪=1∶3处理显著促进了木质纤维素降解和具有固氮功能的细菌丰度,抑制了氨化与反硝化功能的细菌丰度。【结论】鸡粪堆肥过程中加入一定量羊粪,可以改善微生物菌群,降低鸡粪堆肥过程的碳氮损失,提高堆肥质量。     

基于高通量测序的鸡粪堆肥过程细菌群落结构分析

为通过相关功能微生物的应用,提高鸡粪堆肥效率及产品质量,本研究以鸡粪和菌渣进行好氧堆肥35 d,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析鸡粪堆肥过程中细菌的群落结构动态变化。结果表明,在细菌门分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有厚壁菌门、拟杆菌门和盐厌氧菌门,其中厚壁菌门的相对丰度在鸡粪堆肥各时期均占主导地位,腐熟期相对丰度最高,拟杆菌门在腐熟期相对丰度最低,盐厌氧菌门在降温期相对丰度最高;在细菌纲分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有梭菌纲、芽孢杆菌纲和拟杆菌纲;α多样性相关分析表明,高温期堆肥中细菌菌群丰富度最高,群落多样性最大。综上,在鸡粪堆肥期间,细菌群落结构发生了明显变化。     

鸡粪对牛粪堆肥微生物区系及氮素变化的影响

试验采取好氧堆肥方式,研究添加一定比例鸡粪对牛粪堆肥微生物区系及氮素养分的影响。结果表明,添加鸡粪增加了堆肥微生物数量,提高了微生物活性,并且改变了堆肥微生物区系组成。全氮较牛粪单独堆肥提高19.07%,并促进氮素形态的转化,速效氮含量提高了4.0%。     

高温堆肥和沤肥碳,氮转化和杀灭病原菌的比较研究

在绿色食品基地北京巨山农场和南口农场分别利用农牧业废弃物（鸡粪、牛粪、稻秆和麦秸）作为原料，根据不同作物营养特性和堆料中营养成分以及堆肥过程中微生物对Ｃ／Ｎ比的需要进行了高温堆肥。对高温堆肥和沤肥在堆肥温度及其对杀灭病虫卵的影响和堆肥过程中碳素物质和氮素形态的转化规律等方面进行了深入地研究。研究结果表明：腐熟的堆肥氮素主要由有机态氮组成；堆肥材料（主要是牡畜粪）中矿质态氮愈多，愈有利于有机氮的生成     

链霉菌对小麦秸秆堆肥中微生物群落和酶活性的影响

【目的】研究链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)在农业废弃物资源化利用中的作用及其生物学机理。【方法】以含水量为60%~65%的小麦秸秆段为原料,按菌料质量比1∶120接种链霉菌菌剂,以不接种链霉菌组为对照,采用稀释涂布平板法、BIOLOG法和分光光度法研究链霉菌对小麦秸秆堆肥体系中微生物群落结构及酶活性的影响。【结果】在整个堆肥过程中,接种(+M)和不接种(-M)处理的细菌和放线菌数量均呈现高-低-高的变化趋势,真菌数量呈降低的趋势。接种链霉菌菌剂,改变了堆体中细菌群落结构组成,堆体细菌总代谢活性(AWCD)和细菌群落多样性均增加。主成分分析结果显示,在整个堆肥过程,不接菌处理堆体细菌群落结构典型变量值的变异很小,而接菌处理的变异较大。整个堆肥过程,接菌处理的蔗糖酶活性比不接菌处理高50.07%,蛋白酶活性高21.63%。【结论】接种链霉菌菌剂能够提高堆体细菌数量,提高堆体蔗糖酶和蛋白酶活性,但接种处理堆体中细菌群落稳定性低于不接菌处理。     

猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化

为研究畜禽粪便经黑水虻转化前后碳、氮和微生物群落结构的变化，利用7日龄黑水虻幼虫转化猪粪和鸡粪，进行转化前后碳、氮相关指标测定和Illumina高通量测序。结果表明：黑水虻对猪粪和鸡粪的转化率分别为8.36%和10.42%，猪粪转化后有机碳和C/N分别升高了5.86%和47.64%，鸡粪转化后有机碳和C/N分别下降了11.67%和4.68%，两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量显著降低。黑水虻转化后，猪粪和鸡粪中分别有18.93%和10.49%的碳及31.42%和32.58%的氮被幼虫吸收利用，74.83%和57.43%的碳及43.71%和60.25%的氮保留在虫粪中。相比转化前的畜禽粪便，虫粪的微生物群落结构发生了显著变化，细菌丰富度和多样性均明显增加，其中厚壁菌门、变形菌门和放线菌门是猪粪、鸡粪和两组虫粪的优势菌门。黑水虻转化后，粪便中的细菌群落结构向着降解蛋白质和脂肪方向演变，鸡粪源虫粪中分解纤维素的菌群丰度高于新鲜鸡粪，且主要来自于厚壁菌门，猪粪源虫粪中分解纤维素的厚壁菌门丰度下降，但放线菌门中木质素降解菌丰度上升。PICRUSt功能预测分析显示两组虫粪中ABC转运蛋白、氨基酸生物合成和碳代谢功能基因丰度最高，且鸡粪源虫粪中的代谢基因丰度要高于猪粪源虫粪。研究表明，黑水虻幼虫对鸡粪的转化效率高于猪粪，转化后猪粪、鸡粪中碳、氮大部分转入虫粪，部分转入虫体，部分损失，其中鸡粪中的碳损失高于猪粪，而猪粪氮损失高于鸡粪。猪粪转化后有机碳和C/N提高，鸡粪转化后有机碳和C/N降低，而两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量都降低。黑水虻转化显著改变了猪粪和鸡粪的微生物群落结构，增加了有机物降解菌的丰度，增强了粪便中微生物的碳、氮代谢。     

微生物菌剂对鸡粪堆肥过程中氨气排放和微生物群落的影响

进行鸡粪和秸秆好氧堆肥,设置不接种菌剂CK、接种Tx菌剂和Tc菌剂共3个处理,研究鸡粪堆肥过程中理化参数、NH_3排放量和微生物群落的变化。结果表明,Tx和Tc处理加速了堆体升温且延长了高温期。与CK相比,Tx和Tc处理NH_3累积排放量分别降低28.9%和34.1%,全氮质量分数分别增加24.9%和23.7%。Tc菌剂对促进堆肥腐熟,除臭保氮有良好效果。高通量测序结果表明,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是堆肥过程中主要的门类水平类群,接种微生物菌剂改变了微生物群落结构。RDA结果表明,温度和pH是造成鸡粪堆肥过程中微生物群落结构差异的主要原因。     

发酵菌剂对鸡粪堆肥发酵的影响

研究了发酵菌剂对鸡粪堆肥发酵的影响,结果表明,接种微生物菌剂可以明显提高堆肥初期的发酵温度,加快堆肥物料的水分挥发,促进堆肥快速腐熟;接种微生物菌剂堆腐的物料对种子发芽指数的影响比对照小,加入菌剂的堆肥发酵20 d后,堆肥物料发芽指数均达88%以上,可以判定堆肥已达到腐熟,整个发酵周期需20 d,比对照腐熟提早10 d以上。     

不同辅料对蚕沙堆肥的影响

【目的】实现蚕沙的无害化处理和资源化利用。【方法】以新鲜蚕沙为原料分别按质量比添加5.21%熟石灰、0.20%EM菌剂和10%桑枝屑,以未添加任何物质的新鲜蚕沙为对照,制定4种好氧堆肥体系,分析堆肥过程中的理化指标及微生物菌落数量的动态变化。【结果】添加5.21%的熟石灰使堆体温度升至50℃的时间比对照推迟了5 d,堆体pH比有机肥标准高1.05,细菌菌落数减少,但有利于真菌和放线菌的繁殖,使堆体有机质含量下降、全氮量增加和含水率下降显著。添加0.20%EM菌剂,使全磷含量比对照增加了28%,有利于提高细菌菌落数,但真菌在堆肥中、后期的繁殖受影响,放线菌在整个堆肥期繁殖都受影响,其他指标的变化与对照差别不大。添加10%桑枝屑能使堆体含水率比对照降低40%,造成温度偏高而不利于真菌和放线菌的繁殖,其碳氮比的下降亦显著低于其他堆体,同时会造成堆体pH高0.66。4个堆体发芽指数均超过100%;堆体在50℃以上持续的时间均超过7 d。【结论】经堆肥处理后,4个堆体均可以使蚕沙达到资源化利用的要求。     

堆肥过程中氮素损失的控制

概述了影响堆肥过程中氮素损失的因素,并总结了目前国内外关于堆肥氮素损失控制的方法,其中包括添加化学物质、调节堆料的C/N、加入微生物固氮、利用吸附性物质,以期为堆肥过程中有效地控制氮素损失提供理论基础和实践参考。     

鸡粪堆制过程中氮素损失及减少氮素损失的机理

以鸡粪为试验材料进行为期70d室外好氧堆制,观测鸡粪、鸡粪添加1%稻草和鸡粪添加3%稻草3种不同处理的pH值、温度、铵态氮、硝态氮、氨挥发潜力和全氮等变化,并以鸡粪在堆制腐熟过程中灰分绝对量不变为前提计算了氮素的损失量。结果表明:氨挥发是鸡粪堆制腐熟过程中氮素损失的重要途径,氮素损失高峰期出现在鸡粪堆制后21d内;3个处理经过70d的堆制腐熟过程,氮素损失率均达15%以上;与鸡粪处理相比,在鸡粪中添加1%稻草能减少氮素损失2 52个百分点。     

鸡粪与不同秸秆高温堆肥中氮素的变化特征

以鸡粪与小麦秸杆和玉米秸杆为堆肥原料,在自制的强制通风静态垛堆肥反应器中进行堆肥试验,研究堆肥制作过程中各种氮素形态的变化及迁移特征。结果显示,堆制中堆温变化分为高温期、降温期、稳定期3个阶段;含水量的减少量较低;两处理铵态氮含量在高温期增加,在降温期降低,整个堆制期间分别减少了69.9%和57.0%;硝态氮含量在高温期分别降低了0.236和0.254g/kg,降温期和稳定期增加,堆制结束时较初始分别增加了1.52和3.04倍;有机氮在高温期和降温期增加,在降温后期和稳定期降低,堆制期间分别减少了1.4%和20.7%;堆制结束时总氮分别减少了7.7%和22.2%,渗沥液中硝态氮和有机氮的浓度较高。堆制期间有机碳分别降解了37.9%和37.3%;pH值在高温期分别达9.16和9.37,堆制结束时分别为8.05和8.27。综合分析表明,氮素的损失主要是降温期氨的挥发和稳定期硝态氮与水溶性有机氮的淋失。     

堆肥复合菌剂的制备及在稻草猪粪堆肥中的应用

[目的]为了制备出促进稻草堆肥化过程的复合微生物菌剂。[方法]分别从腐熟堆肥、腐熟污泥、土壤中筛选到纯种菌。这些菌包括霉菌、真菌、放线菌和细菌等,并且含有纤维素降解菌、固氮菌和除臭菌3种功能菌,将其组合成2种菌剂,编号为z1和G1。在自制的堆肥装置中,将z1与G1菌剂应用于猪粪和稻草的混合好氧堆肥,并与市售菌剂进行对比,测定堆肥的不同阶段中物料的温度、含水率、pH、有机碳、全氮、总磷、总钾含量。[结果]自制的2种菌剂和市售菌剂应用于堆肥后,堆肥温度在第5天均达50℃以上,堆肥11d后与G1菌和市售菌剂相比,添加z1菌的堆料含水率下降到38％,氮含量稳定在1．37％,有机质含量下降到21．7％,磷和钾含量分别为1．81％、O．62％,堆肥过程臭味明显减少,且红外光谱测定表明它对稻草的降解能力较好。[结论]以z1菌剂作为高效堆肥复合微生物菌剂。     

添加甘蔗渣对香蕉杆堆肥化过程中微生物种群的影响

以香蕉杆、鸡粪和甘蔗渣为堆肥原料,在自制的强制通风静态堆肥装置中进行堆肥试验,研究香蕉杆和甘蔗渣不同比例组合在其堆肥化过程中的微生物变化规律。结果表明：各处理的微生物种群总数呈“波浪型”的变化规律,其中细菌和放线菌种群的数量变化与微生物种群总数的变化规律一致,真菌种群的数量变化呈降低趋势。在整个堆肥化过程中,中温微生物数量始终高于高温微生物,细菌种群的数量也总是最高,是香蕉杆堆肥的优势菌群。结果同时表明,香蕉杆堆肥化处理中加入一定比例的甘蔗渣不仅可以提高堆肥的温度,还能提高微生物种群的数量。尤以香蕉杆：甘蔗渣＝3的处理效果最好。     

家畜粪便好氧堆肥中主要微生物类群分析

以牛粪、猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,添加不同调理剂,在自制的强制通风静态垛堆肥反应器中进行堆肥试验,研究不同处理的微生物变化规律。各处理在堆肥过程中的微生物总数呈波浪型的变化,其中细菌的数量变化类似于微生物总数的变化;真菌的数量变化呈现一条类似于"W"型曲线;放线菌一直呈下降趋势。牛粪和猪粪处理分别添加果园粘土和炉渣对堆肥过程中的微生物影响大,添加果园粘土能够增加微生物总数。堆肥处理中细菌是优势种群,Bacillus sp.和Aspergillus sp.是优势种。家畜粪便的粪大肠菌值在堆肥末期第39天以后达到GB规定的标准。     

小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响

通过研究小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响,寻求羊粪高温堆肥时与秸秆的最佳配比,旨在为羊粪快速资源化利用提供科学依据。结果表明:羊粪高温堆肥时添加小麦秸秆可以缩短进入高温发酵期的时间,减少氮素损失,加快C/N降低速率,减少有害物质产生;羊粪和小麦秸秆质量分数9∶2处理在堆肥结束时,有机质和速效氮含量较堆肥初期下降幅度最小,分别为33.67%和14.10%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较堆肥初期提高幅度最大,分别为13.84%、8.40%、24.82%、31.34%和5.47%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,羊粪和小麦秸秆按质量9∶2堆肥的腐熟速度比纯羊粪提高了1倍,28d即可腐熟。在实际应用中,羊粪与小麦秸秆按质量9∶2进行堆肥较为适宜。     

鸡粪锯末好氧堆肥过程中硝化细菌动态变化

用鸡粪与锯末为原料进行高温好氧堆肥试验,研究不同初始含水率及堆肥方式下鸡粪锯末堆肥中铵态氮及硝化细菌动态变化,以期减少堆肥过程中氮素的损失,为优化堆肥提供理论依据。结果表明:1)硝化细菌存在于整个堆肥过程,且在堆肥腐熟期硝化细菌群落结构均发生了较大的变化。2)铵态氮浓度与硝化细菌群落物种丰富度与稳定性有关,可能是铵态氮会诱发硝化细菌生长。3)含水率是导致硝化细菌群落结构变化的关键因素。4)通过分析T-RF150、169和343bp对堆肥环境的适应性较强,且多数属于是不可培养的细菌菌属。5)通过分析可知T3处理有助于硝化细菌群落生长与稳定。     

Dynamics of microbial diversity during the composting of agricultural straw

The dynamic changes in microbial diversity during the aerobic composting of agricultural crop straw with additives were evaluated using high-throughput sequencing at four phases of composting (mesophilic,thermophilic,cooling and maturation phases).In addition,the physicochemical parameters of the composting system were determined in this study.The fermentation time of the thermophilic period was prolonged with the addition of urea or urea combined with a microbial agent.The ratio of C/N and germination index variation indicated that the additives were favorable for composting,because the additives directly changed the physicochemical properties of the compost and had effects on the diversity and abundance of bacteria and fungi.The abundance of operational taxonomic units (OTUs),diversity index (Shannon) and richness index(Chao1) of fungi and bacteria were found to significantly increase when urea+microbial agents were added to straw in the thermophilic phase.The relative abundance of the predominant bacteria and fungi at the phylum and genus levels differed during different composting phases.The abundance of the phyla Firmicutes and Proteobacteria declined in the order of treatments SNWSNS (S is straw only compost;SN is straw+5 kg t~(–1) urea compost;and SNW is straw+5 kg t~(–1) urea+1 kg t~(–1) microbial agent compost) in the thermophilic phase.The abundance of the genera Staphylococcus,Bacillus and Thermobifida followed the same order in the mesophilic phase.Ascomycota accounted for more than 92%of the total fungal sequences.With the progression of the composting process,the abundance of Ascomycota decreased gradually.The abundance of Ascomycota followed the order of SSNSNW during the thermophilic phase.The abundance of Aspergillus accounted for 4–59%of the total abundance of fungi and increased during the first two sampling periods.Aspergillus abundance followed the order of SNWSNS.Additionally,principal component analysis (PCA) revealed that the community compositions in the straw and straw+urea treatments were similar,and that the bacterial communities in treatments S,SN and SNW in the mesophilic phase (at day 1) were different from those observed in three other phases (at days 5,11,and19,respectively),while the fungal communities showed only slight variations in their structure in response to changes in the composting process.Canonical correlation analysis (CCA) and redundancy analysis (RDA) showed that total carbon(TC),NO_3~–-N (NN),electrical conductivity (EC) and p H were highly correlated with community composition.Therefore,this study highlights that the additives are beneficial to straw composting and result in good quality compost.     

碳氮比对牛粪好氧堆肥过程的影响

文章利用牛粪和玉米秸秆进行堆肥试验,研究碳氮比(C/N)对堆肥过程中温度、水分、pH、粪大肠菌值、蛔虫卵死亡率、GI值和堆制周期的影响。结果表明,C/N比的适当降低并不影响牛粪和玉米秸秆的堆肥,而且C/N比的下降(由27:1降到24:1),可使牛粪的处理量增加近一倍。但C/N比过低,堆料中牛粪所占比例增大,会使堆料的容重增大而不利于堆体的通风,导致堆体温度过高且高温持续时间过长,造成有机质的过度分解,从而影响堆肥的质量。     

鸡粪锯末好氧堆肥过程中主要指标及反硝化细菌动态变化

以鸡粪、锯末为原料进行高温好氧堆肥试验,研究不同初始含水率及堆肥方式下主要指标及反硝化细菌群落的动态变化规律,以期为控制堆肥过程中的氮素损失、提高堆肥肥效及保护农业生态环境提供理论依据。结果表明:1)反硝化细菌并非存在于整个堆肥过程且群落结构及物种组成变化性较大,而铵态氮是导致反硝化细菌群落结构变化的关键因素。2)在堆肥结束时T1~T5硝态氮浓度为0.24、0.28、0.29、0.27、0.25g/kg(即T3T2T4T5T1),而反硝化细菌群落的物种丰富度与稳定性分别是T1T5T2T4T3,反硝化作用决定堆肥过程中硝态氮的最终含量,初始含水率的降低有利于反硝化细菌群落物种丰富度与稳定性的提高。3)从农业生产的角度来说,T3处理(初始含水率70%,通风加搅拌)硝化细菌群落物种较丰富稳定性较高,反硝化作用较弱且硝态氮含量最高,T3处理用于农业生产较理想。