Hsp菌剂在牛粪堆肥中的试验应用

报道了Ｈｓｐ菌剂对牛粪堆肥发酵影响的初步试验效果。结果表明,Ｈｓｐ菌剂能迅速提高发酵温度,加快熟化进程,有效杀灭粪中所含的杂草种子和虫卵病菌,具有快速堆肥熟化和无害化的功效。     

低温菌株的筛选及对堆肥温度的影响

为解决北方低温季节牛粪大量堆积问题,将筛选的糖、淀粉、蛋白质和纤维素分解菌株复配,优化出组合菌剂（T1＋DF2＋D2＋D5＋XB1＋XA2）,研究低温下优化组合菌剂对低温牛粪堆肥起温的影响。结果表明,在室外-20℃低温下,牛粪接种优化组合菌剂后物料迅速升温,48h达55.8℃,第4d达64.9℃,高温期维持8～9d,发酵周期缩短至15d,而未加菌和加常温发酵剂的对照则一直未进入高温期。说明添加低温复合发酵剂能使低温下牛粪堆体迅速升温,进入高温期,完成无害化,缩短发酵周期。     

牛粪和玉米秸秆混合堆肥好氧发酵菌剂筛选

为筛选出适合牛粪和秸秆混合物料快速发酵的微生物菌剂,采用槽式堆肥方法,通过设置不接菌种、接种菌剂M1、M2、M3共4个处理,以发酵温度、pH值、发芽指数、有机质、氮、磷、钾等为评价指标,研究菌剂M1、M2、M3对堆肥发酵过程的影响。结果表明:接种菌剂处理达到50℃时间比不接种处理提前4 d,高温维持时间延长10～12 d,接种菌剂处理堆温在50℃以上时间持续了24 d,达到了GB/T 7959-2012标准;发酵过程中接种处理的p H值低于对照,pH值呈现下降、上升、下降、平稳的趋势;接种M1、M2处理的油菜发芽指数达到100%;C/N逐渐下降,30 d时接种处理由最初的27.75∶1下降到14.47∶1～17.27∶1,而对照仅下降到20.55∶1;堆肥结束时,菌剂处理的有机质、N+P_2O_5+K_2O含量与NY525-2012标准接近,发酵产物适合做生产商品有机肥的原料。综合各项指标,菌剂1和菌剂2的发酵效果优于菌剂3,菌剂1和菌剂2更适合牛粪和秸秆混合物料发酵。     

强化堆肥中木质纤维素降解的功能菌株筛选鉴定

采用多种筛选相结合的方法,从土壤、秸秆、牛粪等不同来源的样品中分离得到3株具有木质纤维素降解能力的细菌,其同时具有使堆肥快速升温和有效除臭潜力。经菌体形态观察、生理生化分析及16S r DNA鉴定,此3株细菌均属于Bacillus sp.。堆肥功能验证试验结果表明,添加此3株功能菌可使堆肥中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别比对照提高31.31%、19.57%和14.33%;堆肥结束时的发芽率达到93.3%,高出对照36.6%。此3株功能细菌具有很好的促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的能力,可以考虑将其应用于较大规模的牛粪或其他畜禽粪便的堆肥处理。     

牛粪堆肥各阶段主要纤维素降解菌分离与作用规律分析

以纤维素降解率和糖生成率为主要指标,对堆肥各阶段主要纤维素降解菌进行分离筛选,并对其作用规律进行了初步研究.结果表明,纤维素降解分为转化为堆肥有机质及糖等小分子物质两个方面;堆肥早期糖生成量相对较多,对发酵微生物生长及堆体升温具有重要作用;堆肥中后期则更多转化为堆肥有机质,对腐殖质形成具有重要作用;嗜纤维菌、假单胞菌,小单孢菌、纤维单胞菌、纤维弧菌、芽孢杆菌,高温放线菌、小多孢菌、链霉菌、曲霉,小单孢菌、木霉、青霉、曲霉、芽孢杆菌等分别为低温、中温、高温、降温阶段纤维素降解主要功能菌;以纤维素降解率和糖生成率作为研究和筛选纤维素降解菌的主要指标,具有重要应用价值.     

高效NMF菌群对性冷牛粪的快速腐熟作用研究

采用添加高效腐熟菌剂NMF菌群进行奶牛粪便的腐熟试验。结果表明,接种NMF菌剂的奶牛粪便在25 d内可以达到腐熟标准,氮磷钾总养分和腐植酸分别比不接菌处理提高18%和45%。NMF菌剂可以通过改变微生物区系、增加纤维素酶和多酚氧化酶活性等途径加快腐熟速度,促进腐熟程度。     

牛粪和秸秆好氧发酵堆肥的初始条件研究

为了研究堆肥混合物料不同初始含水率、C/N值和秸秆粉碎尺寸等因素对牛粪好氧堆肥的影响,找出各因素的最佳配比参数,以期能够科学有效地指导畜禽养殖场或有机肥生产厂家开展牛粪、秸秆的资源化再利用。提出了以新鲜牛粪和小麦秸秆为堆肥原料和辅料,在添加微生物发酵菌剂的基础上,对上述3因素进行人工调控,并设计分组对比试验,依据相关标准从堆体温度、全养分(N、P_2O_5、K_2O)等指标进行验证。结果表明:试验过程中,各组发酵温度≥45℃以上的时间均大于14 d,满足NY/T 1168—2006 《畜禽粪便无害化处理技术规范》的安全卫生要求;在牛粪好氧发酵堆肥时,添加粉碎后的小麦秸秆不仅能够良好的调节水分、C/N,还能作为结构调理剂,增加混合堆体的粒度和孔隙率。试验结果表明,堆体初始含水率在60%左右,C/N在30∶1左右,小麦秸秆粉碎尺寸≤1 cm的条件下堆肥效果最佳。     

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。     

堆肥反应器中表面活性剂APG对牛粪堆肥酶活性的影响

利用堆肥反应器严格控制堆肥条件, 以牛粪为主要原料进行好氧堆肥, 在堆肥过程中加入表面活性剂烷基多糖苷(APG), 研究其对堆肥中微生物数量以及酶活性变化的影响。结果表明: 在好氧堆肥中添加表面活性剂APG对堆肥中的微生物无显著抑制作用, 微生物数量无显著变化(P>0.05); 但可以促进堆肥升温, 延长高温期。加入APG对堆肥中的过氧化氢酶活性几乎无影响, 最终APG处理和CK处理的酶活性值均达到1.17 mmol·g^-1左右; 加入APG后脲酶活性略有提高, 第2 d APG处理和CK处理的脲酶活性均达到峰值, 分别为32.15 mg(NH₃-N)·g^-1·24h^-1和30.17 mg(NH₃-N)·g^-1·24h^-1, 差异不显著(P>0.05), 第7 d达到最低值, 分别为0.81 mg(NH₃-N)·g^-1·24h^-1和0.38 mg(NH₃-N)·g^-1·24h^-1, 差异显著(P<0.05); APG处理对转化酶和纤维素酶活性均有明显的提高作用, 其中转化酶在第3 d加APG处理和CK处理峰值分别为18.15 mg(葡萄糖)·g^-1·24h^-1和11.77 mg(葡萄糖)·g^-1·24h^-1, 第21 d两处理峰值分别为24.09 mg(葡萄糖)·g^-1·24h^-1和20.71 mg(葡萄糖)·g^-1·24h^-1, 差异显著(P<0.05); 纤维素酶在第3 d加APG处理和CK处理峰值分别为58.77 mg·min^-1和30.62 mg·min^-1, 差异显著(P<0.05)。本试验结果表明, 添加表面活性剂APG可以提高堆肥中转化酶和纤维素酶活性, 促进堆肥中有机物质的转化, 一定程度上加快好氧堆肥进程。     

蔬菜秧与牛粪好氧堆肥试验研究

以蔬菜秧、牛粪和玉米秸秆为原料,在北京延庆县旧县镇延庆有机农业示范园内进行了为期60 d的高温好氧堆肥试验。初始堆肥混合物料的含水量为61.5%,C/N为21.3,采用翻堆机进行机械翻堆供氧。结果表明,该区蔬菜秧和牛粪的养分含量较高,重金属含量较低,但水分含量很高,C/N都很低,直接用采收后的蔬菜秧和牛粪混合堆肥,达不到堆肥的适宜条件,需添加C/N较高且水分含量较低的玉米秸秆,以实现堆肥的适宜条件。试验表明蔬菜秧和牛粪堆肥是可行的,能有效解决当地的农业废弃物处理问题和有机农业生产中的有机肥短缺问题。     

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。     

Comparison of the nitrogen balance in paddy fields under conventional rice straw application versus cow dung compost application in mixed crop–livestock systems

ABSTRACT

In Japan, rice straw (RS) is commonly incorporated into the soil after harvest to maintain the fertility of paddy soil. However, in mixed crop–livestock systems, RS is collected to feed livestock and then cow dung compost (CDC) is applied to the fields. We found in previous research that CDC supplied more N to the fields than RS, but the soil total N and available N of fields to which CDC was applied were similar to those receiving conventional RS application. To identify the reason for this result, we investigated the N inputs (organic matter, fertilizer, N fixation), N outputs (plant N uptake, N leaching loss), and the N balance of RS application (RS treatment) and RS removal plus CDC application (CDC treatment) in 10 neighboring paddy field pairs in Mamurogawa town, Yamagata Prefecture, Japan. The N fertilizer contributed the highest percentage to total N input, followed by organic matter and N fixation. The amounts of N fertilizer and N fixation in the RS treatment were similar to those in the CDC treatment. CDC contributed significantly more N to the fields than RS, but the total N input was similar between treatments. The N output from plant N uptake and leaching loss were higher in the CDC treatment than the RS treatment, but the difference was not significant. Plant N uptake was the main N output, accounting for 98% of total N output. The N balance was positive and similar between treatments. Therefore, the non-significant differences in total N input, total N output, and N balance between treatments explain the similarity in soil total N and available N.     

低温下不同发酵剂对牛粪与鸡粪混合堆肥养分变化的影响

试验在室外0℃以下,牛粪和鸡粪混合后接种复合发酵剂好氧堆肥,研究复合发酵剂对堆肥养分的影响。结果表明,添加复合发酵剂堆肥的全氮和速效氮含量较对照分别提高24.01%和18.79%,起到了保氮作用。全磷(P)、全钾(K)、速效磷(P2O5)和速效钾(K2O)含量较对照分别提高3.69%、5.24%、7.56%和8.87%。     

牛粪好氧和蚯蚓堆肥腐熟料成型基质块制备及育苗试验

为优化蔬菜育苗成型基质的配方,提高成型基质蔬菜育苗效果,分别以牛粪好氧堆肥腐熟料和牛粪蚯蚓堆肥腐熟料为主料,草炭为辅料,吸水树脂为膨胀剂,木醋液为调节剂,黄瓜为指示植物,研究不同配方对成型基质块成型及育苗效果的影响,并对各目标指标进行综合评价,以确定较佳的成型育苗基质配方。试验结果表明:牛粪好氧堆肥腐熟料制成的成型基质块在膨胀性能、抗跌碎性及育苗期间破损情况优于牛粪蚯蚓堆肥腐熟料制成的成型基质块,但其p H值、EC值较高,使其存活率和茎粗株高等育苗特性与牛粪蚯蚓堆肥腐熟料相比较差。2种腐熟料基质配方可采取不同的调节方法改善其特性,蚯蚓堆肥腐熟料中添加适量秸秆类纤维状物质可以减小其成型基质块的跌碎率和破损率,牛粪好氧堆肥腐熟料中添加硫磺粉可以调节p H值。从基质块质量综合指数来看,既适合成型又有利于育苗效果的配方为:腐熟料和辅料的体积比为3:2~4:3;成型基质块中膨胀剂的含量以该试验中最小添加量27 m L左右最为合适,与总物料(腐熟料和辅料混合后的物料)的比值为5.5 m L/L;木醋液在2种腐熟料中的添加量不同,在牛粪好氧腐熟料中,木醋液添加量约为8.5 m L/L,而牛粪蚯蚓腐熟料中则为18 m L/L,此时两种腐熟料成型基质块的跌碎率均小于5%,破损率均小于20%和小于40%,幼苗存活率分别大于40%和大于70%,全株干质量全部大于100 mg。该研究结果可为蔬菜有机栽培成型基质的开发及其品质改善提供理论依据,具有重要意义。     

Comparison of paddy soil fertility under conventional rice straw application versus cow dung compost application in mixed crop–livestock systems in a cold temperate region of Japan

ABSTRACT

After the rice harvest in Japan, rice straw (RS) is usually cut by combine harvester and incorporated into the soil to improve its fertility. In mixed crop–livestock systems, however, RS is collected and used as livestock feed, and cow dung compost (CDC) is then applied to the soil. This system utilizes the residual organic matter from both rice production and livestock husbandry to make each product. CDC application is also considered to improve the fertility of paddy soil. However, the nutrient input from CDC and the effect of CDC application on soil fertility vary among regions and/or soil types. We compared soil fertility between RS application (RS treatment, avg. 32 years) and RS removal plus CDC application (CDC treatment, avg. 21 years) in 79 paddy fields in Mamurogawa town, Yamagata Prefecture, a cold temperate region of Japan, and measured the nutrient contents in the applied RS and CDC. The total C content of RS was significantly higher than that of CDC, whereas the N, P, K, and Si contents of CDC were significantly higher than those of RS. However, there was no significant difference in paddy soil fertility – as measured by soil organic C, total N, CEC, available N, P, and Si, exchangeable K, Ca, and Mg, base saturation percentage, pH, and bulk density – between the treatments. The soil fertility of most fields was adequate by RS or CDC treatment. Thus, leaving RS in paddy fields or removing it and then adding CDC to the paddy fields has a similar effect in maintaining adequate soil fertility for single rice production or rice–livestock production systems.     

长期施用牛粪条件下草原土壤磷的等温吸附与解吸动力学

应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程和二次曲线模拟等温解吸方程对连继２７年施用不同量牛粪以及施用无机肥的草原土壤磷等温吸附、解吸动力学进行研究。结果表明长期施用１００ｍ＾３／ｈａｙ以上牛粪，表层及表下层土壤磷的最大吸附缓冲容量及键合强度大在降低，当施用量达到２００ｍ＾３／ｈａｙ时，零吸附平衡浓度（ＥＰＣ）显增加，进入土壤的磷较难以充分固定；对表层土壤的吸附缓冲容量、吸附亲合力强度以及活性铝的含量呈显     

蚯蚓和发酵牛粪促进南瓜苗修复PAHs污染农田土壤

为了寻求高效修复土壤中持久性有机污染物多环芳烃(PAHs,polycyclic aromatic hydrocarbon),在温室盆栽试验条件下,研究接种蚯蚓和施用发酵牛粪对南瓜苗修复3环以上PAHs污染土壤的影响。试验设置施用牛粪(D)、单接蚯蚓(E)、接种蚯蚓和施用牛粪(ED)、不接种蚯蚓和不施用牛粪的对照(CK)共4个处理,播种10周后收获。研究结果表明,接种蚯蚓和施用牛粪的共同作用下能有效提高南瓜苗生物量,有利于南瓜苗在PAHs污染的土壤生长,特别是地上部分的生长;接种蚯蚓或/和施用牛粪有效地提高了南瓜苗从土壤中吸收3～5环PAHs化合物的效率,且南瓜苗地上部吸收的PAHs量最低是地下部的6倍。因此,结合蚯蚓和发酵牛粪的辅助作用,南瓜苗地上部生物量较大,能从土壤中吸收多种PAHs化合物,与仅依赖于土壤自身的作用相比,三者的共同作用使得土壤中3环以上PAHs化合物的去除率提高23%以上,可组合应用于PAHs污染土壤的强化修复。该研究为土壤多环芳烃污染修复提供参考。