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2 d上升到50℃以上,第3 d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3 d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5 d.(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10 d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氧酶活性明显高于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12 d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.     

嗜高温微生物对稻秆—猪粪—蘑菇渣堆腐过程中理化生物性状的影响

本文利用稻秆—猪粪—蘑菇渣作为原料,外加嗜高温微生物菌剂,采用堆肥腐熟的方式研究添加嗜高温微生物菌剂作用下稻秆—猪粪—蘑菇渣在堆腐过程中理化生物性状变化。结果表明,接种嗜高温微生物菌剂能够增加微生物的数量,延长高温分解时间,加速碳水化合物的降解,促进堆肥腐化进程;接种嗜高温微生物菌剂能显著提高堆肥产品养分含量,提升堆肥品质。     

秸秆堆肥化处理猪场废水影响因子的研究

采用堆肥发酵仓法在冬季和夏季进行了秸秆堆肥过程处理猪场废水的影响因素研究。结果表明,夏季总的吸水率(1∶9.43)比冬季(1∶6.65)高41.8%;夏季堆体温度50℃、55℃以上持续时间分别比冬季长14d和18d。加猪粪水处理、含麦秆少的处理、鼓风处理的吸水率分别高于加厌氧消化液处理、含麦秆多的处理、翻堆或翻堆 鼓风的处理;堆体温度50℃、55℃以上的持续时间也表现出与吸水率同样的趋势。在堆肥过程中,氮、磷、钾是一个不断累加和浓缩的过程。堆肥过程结束时,全氮含量达到3%左右,全磷达0.7%￣1.75%,全钾达1.8%￣3%,氮、磷、钾总养分含量在5.5%￣7.5%之间。堆肥过程对蛔虫卵100%杀灭,除加猪粪水厌氧消化液的处理、以单纯麦秆为载体的处理外,其他处理的卫生指标均达到了《粪便无害化卫生标准》(GB7959)的要求。载体吸水率、高温持续时间、堆肥养分含量以及卫生指标说明稻秆最适合作为载体处理利用猪场废水。     

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。     

畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征

为探究畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征,测定了南京附近养殖场的鸡粪、猪粪、牛粪中天然雌激素雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）和人工合成雌激素炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）含量。对三种粪便进行堆肥实验,测定了堆肥0、2、4、8、16 d和32 d时四种雌激素的浓度;并以牛粪为代表,对堆体进行不翻堆、两日一翻堆和一日两翻堆处理,研究了翻堆对堆肥过程中雌激素降解的影响。结果表明,三种畜禽粪便均含有较高浓度的天然雌激素,鸡粪和牛粪还含有人工合成雌激素,而鸡粪、猪粪、牛粪中雌激素的活性当量浓度EEQ值分别为3 595.86、268.84、1 207.12 μg·kg^-1,存在较大的雌激素污染风险;在堆肥32 d,鸡粪、猪粪、牛粪的EEQ残留率分别为10.1%、10.6%、0,堆肥处理很大程度上降低了雌激素污染风险。当畜禽粪便中多种雌激素共存时,雌激素降解受初始浓度影响显著,浓度高者具有较大的降解速率。雌激素降解速率随堆体内微生物活动发生改变,堆肥中期微生物活动最为活跃,雌激素降解速率高于堆肥前期和后期。对牛粪堆肥进行翻堆处理,增加了堆体内氧气含量,雌激素降解明显加快,翻堆有利于提高堆肥效果。而两日一翻和一日两翻堆肥中雌激素降解无明显差异,增加翻堆次数并不能显著提高堆肥效果。     

粗纤维降解菌对玉米、小麦秸秆堆肥酶活性及微生物数量的影响

以玉米及小麦秸秆为原料,添加粗纤维降解菌进行堆肥试验,30 天连续分点采样,测定堆肥 发酵过程中堆温、微生物组成、酶活性等的动态变化。结果表明,外源接种粗纤维降解菌可使堆体温 度快速上升,且维持较长时间高温状态。在好氧堆肥中接种外源菌剂可以加快堆肥中有机质分解和 转化,促进腐熟。     

猪粪秸秆堆肥复合微生物菌剂的制备及应用效果

利用平板稀释法从猪粪及玉米秸秆混合堆体中提取不同类型的微生物优势菌株15株,根据各菌株的生长特性复配制成固体微生物复合菌剂。自制菌剂与2种常见市售微生物堆肥菌剂的堆肥试验表明,堆肥过程中添加外源微生物能促进和优化堆肥过程。自制菌剂与常见市售的HEM和JD型菌剂相比,能够更有效地促进和优化堆肥过程,迅速提高堆体温度,提高最高温度,延长高温期时间,并能更有效地提高堆体养分水平。     

竹醋添加时期对猪粪堆肥腐殖质形成的影响

好氧堆肥是禽畜粪便资源化前处理的有效途径,添加改良剂是提高禽畜粪便堆肥品质的重要手段.本试验研究了在猪粪堆肥初期添加3%竹炭(BC)的基础上,在初期、高温期、降温期添加竹醋(BV)对猪粪堆肥堆体腐熟度及腐殖化进程的影响.结果表明,与CK相比,堆肥初期和高温阶段竹醋能够促进有机质的降解,使其分别提高6.45%和6.60%;并提高有机氮质量分数,而降温期加入竹醋使腐殖化系数(HR)和腐殖质聚合度(DP)分别提高18.34%和101.84%.因此,竹醋对堆体的腐熟度和腐殖化进程的影响因添加时期的不同而异,为不同堆肥原料和不同腐熟要求的堆肥提供参考.     

拟茎点霉B3对稻秆-猪粪-蘑菇渣堆肥腐熟进程与品质的影响

通过向稻秆猪粪高温堆肥中添加拟茎点霉B3,研究其对堆肥腐熟过程及产品品质的影响。结果表明,与对照相比,经32 d的腐熟,接种拟茎点霉B3的处理堆料有机质降解率增加23.1百分点,纤维素和木质素含量分别下降31.4%、14.1%,E_4/E_6值下降13.3%,养分含量(全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷)和微生物数量均明显增加,水堇种子发芽率指数达到83.0%。稻秆猪粪的腐熟主要发生在堆肥升温阶段和高温阶段,而在降温阶段有机物降解缓慢,说明向稻秆猪粪堆肥中接入一定量的拟茎点霉B3菌剂可以加快堆肥腐熟进程,提高堆肥产品品质。     

猪粪辅料促进茄果类蔬菜废弃物堆肥品质的微生物机理

研究猪粪对茄果类蔬菜废弃物堆肥过程中微生物群落结构及代谢功能特性的影响,为动物粪便添加促进堆肥品质提供新的视角。以茄果类蔬菜废弃物为堆肥原料,设添加猪粪（E-PM）和未添加猪粪（对照,E）两个处理,采用室内好氧堆肥进行45 d的堆肥试验。在堆肥的第0、2、9、16、23、31、38、45天采集样品,监测堆肥理化指标、发芽指数（GI）和酶活性,并在堆肥第2、23、38天采集新鲜样品,通过16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术研究堆肥微生物群落结构及代谢特性。结果表明：添加猪粪可提高茄果类蔬菜废弃物堆肥早期Proteobacteria（变形菌门）和Chloroflexi （绿湾菌门）相对丰度,促进堆肥升温,延长嗜热期,并显著增加GI至82.11%（P<0.05）。相较于E处理,E-PM处理显著提高了堆体全磷和全钾含量（P<0.05）。酶活性分析表明,E-PM处理下嗜热期的蛋白酶活性、多酚氧化酶活性、纤维素酶活性和有机质的降解率被显著促进（P<0.05）。高通量测序和PICRUSt预测发现,E-PM处理下与代谢和细胞进程相关的基因丰度在嗜热期较E处理分别提高5.68%和10.26%,与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和有机物质降解相关功能酶有关的基因序列丰度也明显提高。此外,相关性分析表明,E-PM处理下高丰度的Proteobacteria和Chloroflexi主导了堆体早期的细菌群落代谢活性,并促进堆体快速腐熟。研究表明添加猪粪有利于提高嗜热期细菌群落的代谢活性,对堆体温度的上升和产品品质的提高具有显著的促进作用。     

生物表面活性剂混合纤维素分解菌分解秸秆的研究

以玉米秸秆为原料进行堆肥,施入不同种类的生物菌剂,研究接种复合菌剂对堆肥中微生物量与酶活性变化的影响.结果表明,纤维素分解菌显著改善了真菌数量,对纤维素、半纤维素和木质素的降解起主要作用:添加一定量的生物表面活性剂对纤维素分解菌不会起到抑制作用,还能在一定程度上激发纤维素分解菌的活性,生物表面活性剂优秀的表面活性改善了...     

水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程的影响

通过预处理技术打破秸秆中的木质纤维素复杂结构,能够有效加速秸秆的分解过程。为了探讨不同秸秆预处理方法对秸秆与畜禽粪便混合堆肥效率的影响,通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2,C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。运用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对预处理前后的水稻秸秆进行了分析,并通过比较不同处理堆肥过程中温度、p H、水溶性铵态氮/水溶性硝态氮(NH+4-N/NO-3-N)、电导率(EC)、T值[(C/N)终点/(C/N)起点]和种子发芽率(GI)的变化来研究不同预处理方法对堆肥腐熟过程的影响,通过对比堆肥产物总养分含量来进一步确定最优的秸秆预处理方式。结果显示,秸秆腐熟剂预处理能够有效破坏水稻秸秆细胞壁和复杂的纤维结构,使其内部组织暴露、出现大量的孔隙和微孔道。氢氧化钙预处理也能对水稻秸秆结构产生破坏,但其内部组织暴露较少,几乎没有微孔;秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理,其破坏性强于氢氧化钙处理,且处理时间越长效果越好。相比对照,秸秆腐熟剂处理后能够缩短堆肥高温期8~13 d。堆肥结束后,所有秸秆预处理的堆体p H均降至8.5以下;B1、B2、C2的NH+4-N/NO-3-N小于0.5,符合腐熟评价标准,但CK和C1未达到腐熟标准;除B2外各处理T值均低于0.6,所有处理的GI均在堆肥第28 d达到50%。秸秆预处理后的堆体总养分含量均高于CK(CK、B1、B2、C1、C2的总养分分别为11.09%、11.49%、13.29%、11.75%、11.37%),其中B2总养分含量显著高于其他处理。总体来看,秸秆预处理可以加快堆体的腐熟过程,提高堆肥产物质量,其中采用秸秆腐熟剂预处理20 d的效果最为明显。     

高温堆肥的生物化学变化特征及植物抑制物质的降解规律

采用现场堆肥制作过程中生化指标检测及种子发芽实验方法，研究了高温堆肥的生化变化特征及植物抑制物质的降解规律。结果表明，在堆肥制作中， pH和电导率较堆制前有所提高，且在持续高温阶段高于后期熟化阶段；纤维分解酶始终保持旺盛的活性，堆制前、中、后期各出现一个峰；脲酶活性在堆制前期迅速上升，中后期基本趋于稳定；相反过氧化氢酶活性前期呈下降趋势，在中后期有所回升；在整个堆肥制作中，堆肥浸提液严重影响种子发芽，最终堆制结束时发芽率也没有明显的提高。     

不同堆肥处理猪粪温室气体排放与影响因子初步研究

利用封闭式测定箱对两种不同堆肥处理方式的猪粪产生的气体进行了取样，然后通过气相色谱分析仪对其所含二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）进行了测定分析。参考其处理系统获得的温度、湿度、氧气浓度数据，结果表明，在相同条件下，二氧化碳的排放与猪粪内部的氧气状况密切相关，通风良好则排放量就大；而甲烷恰相反，缺氧与较高的湿度会促使甲烷排放；氧化亚氮是其硝化与反硝化过程的产物，若干湿交替，则会增加氧化亚氮的排放量，但其影响因子更为复杂。     

玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20的菌种组成及降解稳定性

【目的】探索不同温度及pH条件对玉米秸秆低温高效降解复合菌系的玉米秸秆分解稳定性及菌群结构稳定性的影响,完善菌系培养方法,促进其应用开发利用。【方法】以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在10℃条件下连续继代培养45代、不同温度和pH条件下连续继代培养15代,分别获得多组不同代数（F）、不同温度（T）和pH（P）条件下的菌系。测定各复合菌系发酵液pH、玉米秸秆降解率及纤维素酶活,评价复合菌系的玉米秸秆分解稳定性;利用PCR-DGGE技术结合主成分分析法对菌群组成结构的稳定性进行研究。【结果】在10℃条件下经连续继代培养40代和在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下继代培养获得的不同复合菌系发酵液pH均随发酵时间的延长趋近中性;玉米秸秆降解率在27.59%-32.53%,除F40显著高于F5外,其余无显著差异;纤维素酶活性呈高代菌系大于低代菌系,温度4-10℃和pH 6.0-9.0条件下,对复合菌系产酶有促进作用,纤维素酶活为1.34-1.84 IU·mL^-1;复合菌系的纤维素酶在较低的温度和较宽的pH范围内具有良好的温度和pH稳定性,酶促反应温度15-30℃和pH 4.0-9.0内仍保持80%以上的纤维素酶活力;复合菌系F5-F45、T4-T30和P6.0-P9.0的DGGE条带差异不显著,表明菌系的菌种组成稳定;而在偏酸（pH=4、5）和偏碱性（pH=10）条件下继代培养,复合菌系秸秆降解率和纤维素酶活均显著降低,菌种组成发生变化,进而影响性质与功能稳定性。PCR-DGGE共检测到18个条带,其中关键菌株分别为Bacillus licheniformis、Azonexus hydrophilusd、Azospira oryzae、Arobacter cloacae、Cellvibrio mixtus、Bacillus tequilensis、Clostridium populeti subsp. Mixtus和Clostridium xylanolyticum。【结论】复合菌系GF-20在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下经过多代继代培养,仍然保持了较高的玉米秸秆分解活性和菌种组成稳定性,具有良好的应用前景。     

猪场废水的石灰处理研究

[目的]探索有效去除猪场废水中有机物和氨氮的最佳途径。[方法]在1 t废水中添加1.4 kg的石灰,考察石灰对猪场废水中化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮的去除效果。[结果]石灰对废水中COD的去除率在20%左右,对TP的去除率在50%左右,但对氨氮的去除效果不理想。[结论]该研究为猪场废水的有效处理提供了一定的依据。     

降解菌剂在秸秆还田中对土壤特性的影响

用降解菌剂使秸秆还田,可以使秸秆快速降解,配施一定量的菌剂对土壤中微生物种群数量有很大影响。结果表明,真菌、细菌、放线菌总数及功能菌（自生固氮菌、硝化细菌、纤维素分解菌）之间差异极显著,各种酶活力也呈递增趋势,且差异达极显著水平。长期施用,可以明显培肥地力,提高产量。     

促进农业废弃物腐解的复合微生物菌剂的筛选

以麦草和鸡粪作为腐解原料,用平板稀释法从土壤样品中分离纯化得到不同类型的微生物菌株,选择搭配优势群体培养成复合微生物菌剂,进行堆肥腐解试验。结果表明,微生物复合菌剂CM1和CM2能够有效增加麦草和鸡粪在固体发酵过程中的微生物数量,迅速提高发酵体的温度,降低鸡粪的臭气,从而促进麦草和鸡粪的腐解速度。     

蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤腐殖质组成的影响

为了促进蔬菜废弃物资源化还田,在室内模拟不同量[全量:每亩(667 m2)1.8 t,半量:每亩0.9 t]番茄秸秆和甘蓝叶残体还田,并设置添加菌剂(秸秆腐熟剂、农用酵素)和未添加菌剂处理,测定还田后7、14、21、28、35 d的土壤温度、pH、电导率、有机碳、养分含量以及腐殖质各组分含量,探究蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤理化性质和腐殖质组成的影响.结果 表明:各还田处理的土壤pH值呈先降低后增加趋势,其中配施菌剂处理的pH值变化幅度较小.蔬菜废弃物还田后7 d各处理的有机碳含量均迅速增加,增加范围为0.55～1.73 g·kg-1.与未施菌剂还田相比,还田35 d后番茄秸秆添加酵素全量还田处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量分别增加了14.49％、9.30％和5.61％,甘蓝叶残体添加酵素全量还田处理的有效磷含量增幅最大,达到34.98％.在还田处理期间,番茄秸秆在第21 d的土壤水溶性物质含量达到最大,而甘蓝叶残体还田处理则是在第7 d上升到最大值,并且甘蓝叶残体各还田处理的土壤水溶性物质含量整体比番茄秸秆还田处理高.蔬菜废弃物配施酵素全量还田能够有效促进土壤腐殖质和胡敏酸含量增加,且两种蔬菜废弃物还田处理的土壤腐殖化程度均在还田第7d达到最大.综合比较而言,蔬菜废弃物配施酵素全量还田在提高秸秆资源化利用效率、降低还田成本方面效果最佳,更适宜推广应用.     

连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。