烟草废弃物-果树枝条-牛粪共堆肥效果评价

将果树枝条按照适当比例加入烟草废弃物牛粪堆体,改善共堆肥材料理化性质,产生适合好氧堆肥微生物生长的环境,是解决废弃物循环利用技术瓶颈的方法之一。为确定烟草废弃物和果树枝条堆肥的物理化学性质,揭示好氧堆肥后细菌和真菌的多样性变化规律,评估烟草废弃物、果树枝条共堆肥的可行性。用实验室发酵罐将100 kg新鲜烟草样品和100 kg新鲜牛粪混合在一起,设未添加果树枝条(T0)、10%的果树枝条(T1)、20%的果树枝条(T2)、30%的果树枝条(T3)共4个处理,检测堆体温度、烟碱变化,分析堆体腐熟后发芽指数和细菌、真菌分类学组成,了解不同处理下堆肥进程的特点。结果显示,加入果树枝条后,堆体达高温所需时间延长,T1、T2、T3分别延长3、4、5 d;高温期则缩短,T1、T2、T3分别缩短5、9、9 d;达环境温度时间无显著差异。随着堆体中果树枝条比例的增大,发芽指数越高。经过60 d好氧堆肥各处理烟碱含量都达到了环保标准。堆肥第60 d,T3烟碱含量显著低于T0、T1、T2(P<0.05),T2亦显著低于T0、T1(P<0.05)。添加果树枝条后,细菌群落主要提高了厚壁菌门的相对丰度、降低了放线菌门的相对丰度,真菌群落降低了子囊菌门的相对丰度。T0与T1间、T2与T3间处理的群落样本相似。烟草废弃物堆体中添加20%～30%的果树枝条显著改变了堆体微生物群落的物种多样性。将10%～30%的果树树枝添加到烟草废弃物和牛粪堆肥中可以提高堆肥的效率和成熟度,具有很大的应用前景。     

接种菌剂对堆肥微生物数量和酶活性的影响

以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,研究接种外源菌剂对堆肥中微生物数量和酶活变化的影响,为微生物菌剂的应用和堆肥工艺的改进提供依据。结果表明,加菌处理微生物数量高于CK处理。堆肥中酶活分析结果表明,各类酶活变化趋势有所不同。其中过氧化氢酶是由低到高的趋势,堆肥中加入外源菌剂对过氧化氢酶活性没有影响,加菌和CK处理最终活性为原始值的2倍以上;脲酶和纤维素酶的变化趋势都是先升高,再降低。加菌和CK处理脲酶活性峰值分别为37．38和30．17mgNH3-N·g^-1·24h^-1;纤维素酶活性峰值分别是51．84和30．62μg·min^-1,外源菌剂对二者酶活性均有明显提高。转化酶也是由高到低的变化趋势,但出现两个波峰。加菌处理转化酶活性峰值分别在第3和第14d出现,峰值为14．20和21．70．mg葡萄糖·g^-1·24h^-1;CK处理出现在第3和第21d,其峰值分别为11．77和20．71mg葡萄糖·g^-1·24h^-1。外源菌剂不仅可提高转化酶活性,还可以使其提前到达峰值。多酚氧化酶与其他酶有较大差别,它是降低-升高-降低的趋势。加菌和CK处理多酚氧化酶活性峰值分别为36．30和47．55mg没食子素·g^-1·3h^-1。以上结果表明,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。     

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。     

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。     

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。     

功能菌剂对堆肥中木质纤维素降解的影响

以鲜牛粪和稻草为材料进行好氧堆肥,主要研究了接种木质纤维素降解菌对堆肥过程中木质纤维素降解酶活性、木质纤维素降解菌数量动态及木质纤维素降解率变化的影响。结果表明,接菌处理使堆肥在第3 d进入高温期,并维持45℃以上高温长达20 d(自然堆肥为14 d)。接菌处理堆肥中的木质纤维素酶活性在各个时期均高于自然堆肥,其中羧甲基纤维素酶、滤纸酶和半纤维素木聚糖酶活性最大值分别为1 120、268、1 681 U/L,高出自然堆肥959、209、1 459 U/L;漆酶活性在第18和31 d出现两次峰值,分别为4 666和3 666 U/L,而自然堆肥的漆酶活性在第18 d出现一次明显峰值,仅为1 700 U/L。接菌处理的木质纤维素降解菌数量在堆肥各个时期均高于自然堆肥;堆肥结束时,接菌处理堆肥中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别高于自然堆肥14.33%、31.31%和19.57%。以上结果表明,加入木质纤维素降解菌可明显提高堆体温度,延长堆肥高温期,增加堆肥中木质纤维素降解菌数量,提高相关酶活性和木质纤维素降解率,可以考虑将其进一步应用于较大规模的牛粪堆肥处理或其他禽畜粪便的堆肥处理。     

接种菌剂对猪粪高温堆肥中酶活性的影响

在静态通气条件下,以猪粪为原料,以小麦秸秆作为调节物质,分别用接种复合微生物和常规堆肥两个处理研究了高温堆肥过程中酶活性的变化特征,并对其与堆料E4/E6和电导率（EC）的相互关系进行了探讨。结果表明,接种菌剂堆肥显著地提高了堆料的温度,延长了高温腐解期,有效地提高了猪粪堆肥过程中各种酶的活性和峰值。酶活性的大小因酶种类和堆肥时期的不同而各异;纤维素酶和蔗糖酶在高温期的活性高,在低温期急速下降;脲酶和多酚氧化酶活性峰值出现在堆肥后期低温阶段;脱氢酶活性峰值出现在堆肥中期,过氧化氢酶活性在整个堆肥过程中呈持续下降的趋势。接种菌剂处理和CK处理堆肥期间的EC值均与纤维素酶和脱氢酶活性呈显著的正相关（p＜0.01）;E4/E6与过氧化氢酶活性成显著正相关（p＜0.01）,说明酶活性大小是反映堆肥过程中矿质化过程和腐殖化过程生物化学进程的很好指标。     

菌剂对种养废弃物堆肥中腐殖质及酶活性的影响

目的研究接种自制复合菌剂和商用菌剂对牛粪、菌糠与尾菜混合堆肥中腐殖化程度和酶活性的影响,为种养废弃物的资源化利用提供高效复合菌剂。方法以牛粪、菌糠与尾菜(湿重比5∶4∶1)为原料进行混合堆肥,初始混合堆料碳氮比约为30∶1,堆料量为1.5 t,高度为100～120 cm,条剁式堆肥。CDS菌剂主要由皮氏不动杆菌(Acinetobacter pittii)、枯草芽孢杆菌粪便亚种(Bacillus subtilis subsp. Stercoris)和高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)组成,XY4菌剂主要由短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和嗜热链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)组成。堆肥设接种自制菌剂CDS、XY4、商用菌剂EM和无菌剂培养基对照(CK)共4个处理,以质量比为1.5%的接种量接种。每日监测堆肥温度,分别在堆肥的第1、12、28、36天进行样品采集,测定腐殖酸和黄腐酸含量、酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶)和腐熟指标(种子发芽指数、碳氮比和pH)。结果所有处理(CK、CDS、XY4和EM)的高温期(>50.0℃)均持续超过20天。在堆肥28天后,CDS和XY4处理的堆肥浸提液处理的种子发芽指数分别达到85.1%、89.6%,显著高于CK处理的73.8%,EM处理与CK处理无显著差异。XY4处理堆肥结束时(36天)的C/N值为14.6,显著低于CK处理的19.1。第1～36天CDS和XY4处理的黄腐酸含量始终高于CK (P<0.05),第36天的腐殖酸含量也显著高于CK (P<0.05)。此外,CDS、XY4处理较其他处理显示了较高的酶活性：XY4处理第28天的脲酶活性高达28.0 mg/(g·d),第12天时的蔗糖酶活性达到97.6 mg/(g·d),显著高于其他处理组(P<0.05);CDS处理第12天和第28天的碱性磷酸酶活性最高,分别为40.0和32.1 mg/(g·d)。相关性和冗余分析显示,相较于CK,CDS和XY4处理中过氧化氢酶对腐殖酸形成具有重要作用(解释率分别为17.3%和26.7%)。同时,CDS、XY4和EM处理腐殖酸与碱性磷酸酶活性呈显著负相关(P<0.05)。结论由短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和嗜热链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)组成的微生物菌剂(XY4),提升堆肥腐熟过程碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的功能高于其他菌剂组合,因而加速了堆肥中有机物的快速分解和腐殖化,有效缩短了堆肥的腐熟周期,加快了堆肥的腐熟进程,显示了较好的市场前景。     

木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率...     

复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用

试验研究复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用结果表明,污泥高温好氧堆肥中接种复合微生物菌剂对缩短达到高温期的时间以及增加堆体中细菌、真菌、放线菌数量效果不显著,但接种复合微生物菌剂处理高温持续时间相对较长,且提前3d达到腐熟。     

Crop rhizospheric microbial community structure and functional diversity as affected by maize and potato intercropping

Field trials were conducted to evaluate the effects of different cropping patterns (maize monocropping, maize and potato intercropping, potato monocropping) on microbial abundance, community structure, and microbial functional diversity using plate culture and Biolog technique. Results showed that compared with monocropping, intercropping increased the abundance of soil bacteria, fungi, and actinomyces in rhizosphere surrounding maize and potato. The average well color development (AWCD) and Shannon index (H) were higher in intercropping soil than that found in monocropping soil. The ability of rhizospheric soil microorganisms in utilizing six types of carbon sources had definite differences, and the most dominant community structure was the carbohydrates metabolic groups. Principal component analysis demonstrated that intercropping changed significantly soil microbial community functional diversity depending mainly on carbohydrates and carboxylic acids. Our findings suggested that maize–potato intercropping has positive effects on the improvement of soil microbial abundances, activity, and functional diversity.     

菌剂与缓释肥配施对复垦土壤微生物生态的影响

在盆栽模拟复垦的条件下,利用传统平板计数法与BIOLOG方法相结合研究菌剂与缓释肥配施对土壤微生物生态的影响。结果表明,菌剂与缓释肥配施能显著提高土壤细菌、真菌和放线菌的数量。同时对土壤酶活性也具有有明显的影响。就脲酶而言,由于缓释肥与菌剂的配合施用,抑制了其活性,延长了缓释肥的肥效。通过对磷酸酶的研究发现,由于菌剂的加入促进了磷酸酶的活性,菌剂与缓释肥配施处理的土壤磷酸酶活性显著高于纯化肥处理的。通过多样性指数的测定表明菌剂与缓释肥配施处理土壤微生物群落的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和McIntosh均匀度等各项指标均显著高于其他处理的。说明菌剂与缓释肥配施不但可以提高土壤微生物功能多样性,而且还可以提高土壤微生物群落均匀度,从而可促进土壤微生物生态系统的稳定,提高土壤微生物群落的生态功能。     

肉桂酸对蚕豆枯萎病发生的影响及间作缓解机制

采用盆栽试验,研究了肉桂酸不同浓度(C0(0.0 mg kg~(-1))、C1(14.0 mg kg~(-1))、C2(28.0 mg kg~(-1))和C3(56.0 mg kg~(-1)))处理对蚕豆枯萎病发生的影响及小麦与蚕豆间作对肉桂酸自毒效应的缓解机制。结果表明:(1)蚕豆单作条件下,肉桂酸处理显著降低了根系的过氧化物酶(POD)活性并增加了丙二醛(MDA)含量,导致根系脂质过氧化伤害加剧;肉桂酸处理降低了根际微生物的活性(AWCD值)、香农(Shannon)多样性指数(H)和丰富度指数(S)并改变了微生物群落结构;肉桂酸处理显著增加蚕豆根际土壤中镰刀菌数量,提高了枯萎病病情指数并降低根系干重。(2)肉桂酸胁迫下,与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作提高了蚕豆根系的POD活性,降低了MDA含量,提高了根际微生物对碳源的利用能力及根际微生物的H和S,明显改变了根际微生物群落结构;间作显著降低了蚕豆根际土壤中镰刀菌数量及枯萎病病情指数,显著增加了蚕豆地上部干重和根系干重。表明小麦与蚕豆间作一方面提高蚕豆对枯萎病菌的生理抗性,另一方面有效调节根际微生物活性和多样性,从而缓解了肉桂酸引起的枯萎病危害,促进了蚕豆生长,但间作减轻枯萎病危害的效果受肉桂酸处理浓度的影响。因此,利用非寄主作物小麦的化感效应而采取的间作模式是缓解蚕豆自毒效应的有效措施。     

牛粪堆肥过程中土霉素降解及其与微生物群落结构的关系

畜禽粪便的堆肥化过程可以有效降解土霉素等抗生素,温度是影响降解过程的主要因素,而复杂的微生物群落常被忽视。本研究以土霉素初始含量0做为对照(CK),探析了牛粪堆肥(TG)过程中60 mg·kg^-1的土霉素的降解及微生物群落变化规律。结果显示,经28 d的堆肥处理,土霉素降解率达93.3%,63 d后,降解率达96.7%。微生物群落方面,在土霉素处理中,类芽孢杆菌属、芽孢杆菌属和Thermobacillus在高温期增加,其相对丰度由原料中的0.04%、0和0分别升高到高温期的4.25%、1.16%和1.68%,而在空白组中分别为0.20%、0.02%和0.09%。此外,相关性分析发现芽孢杆菌属、短芽孢杆菌属以及Chelatococcus对土霉素的降解过程具有较大的效应,证实土霉素在牛粪堆肥过程中的生物降解与微生物密切相关。     

尿素作为补充氮源对西番莲果渣高温堆肥进程的影响

利用西番莲废果渣为基本原料进行堆肥试验,研究了添加尿素及2种微生物菌剂（榕风与福贝）在西番莲果渣堆肥过程中温度、C/N比、总氮（T-N）、水溶性NH4＋-N和水溶性NO3--N的动态变化规律。结果表明,加入一定比例的尿素能够增加高温堆肥中〉50℃的高温持续时间、减少最后达到环境温度所需时间;加快堆肥NH4＋-N的下降,促进堆肥化腐熟后期NO3--N的累积,增加腐熟后全氮的含量,加快堆肥化进程。在添加尿素的基础上,添加微生物菌剂,显著加快果渣堆肥中C/N比的下降速度,促进堆肥腐熟进程的作用效果更明显,但两种微生物菌剂之间对堆肥化的促进作用效果无显著差异。     

堆肥化过程中微生物群落的动态及接菌剂的应用效果

堆肥化过程中不同微生物群落的动态变化及微生物群体特征的研究是非常重要的。在堆肥化过程中各种微生物在数量上遵循高－低－高的变化规律。各种微生物耐热性决定其数量;一般细菌数量最多,尤其在高温期占绝对优势;放线菌和真菌在高温前和高温过后才繁殖较多。各种菌对不同物质成分的分解作用还没有统一的定论。至于微生物制剂的接种效果一直争论不休,肯定的意见和否定的意见都有大量的证据和理由。但应该指出只有数量足够的有益微生物群体和适合它们的条件都具备时堆肥化才能快速进行,创建有益分解微生物群体和创造适合这些微生物群体的条件是不可分割的配套措施。     

抑制烟草青枯病型生物有机肥的田间防效研究

【目的】烟草青枯病是影响烟叶生产最主要的土传病害之一,生物防控烟草青枯病是近年来的研究热点。为验证抑制烟草青枯病型生物有机肥对生防青枯病的影响,进行2年田间试验研究其防效及其对土壤微生物的影响。【方法】本试验采用从烟草根际原位土壤分离得到的烟草青枯病拮抗菌株L-25和L-9,利用有机肥二次固体发酵技术,制成烟草青枯病拮抗生物有机肥。连续两年在安徽进行田间试验,分别在烟草移栽后50天和105天调查生物防控率,探求生物有机肥对青枯病的田间防效和对烟叶产量的影响;利用平板计数法、Biolog特征性碳源法和梯度变性凝胶电泳法摸索生物有机肥施用后根际土壤微生物数量、群落功能多样性和结构多样性的变化,揭示生物有机肥对青枯病的防控机理。【结果】 1）第一年和第二年施用生物有机肥处理移栽50天后烟草青枯病的生物防控率分别为82.2%和96.2%,105天后烟草青枯病的生物防控率分别达到75.2%和95.4%; 2）生物有机肥处理第一年和第二年烟叶产量分别为2212.5 kg/hm2、1475.5 kg/hm2,是对照的2.4和2.6倍; 3）两年生物有机肥处理的根际土壤可培养细菌、放线菌数量均显著高于对照,真菌数量显著低于对照（P＜0.05）,其中第一年生物有机肥处理50天和105天拮抗菌数量分别为对照的241.8倍和13.4倍,病原菌数量仅为对照的19.7%和56.6%,第二年生物有机肥处理50天和105天拮抗菌数量分别是对照的111.0倍和26.7倍,病原菌数量仅为对照的9.1%和31.4%; 4）两年生物有机肥处理50天和105天根际土壤的微生物群落功能多样性,即Shannon指数、Simpson指数和Mclntosh指数均显著高于对照（P＜0.05）; 5）生物有机肥处理与对照土壤微生物群落结构也不相同,细菌和真菌梯度变性凝胶电泳图谱明显不同,分别属于不同的聚簇,生物有机肥处理的细菌种类较对照有所增加,同时真菌的种类有所减少。【结论】在烟草青枯病发病较为严重的烟田施用生物有机肥,可以显著降低青枯病发病率,增加烟草产量。生物有机肥可以显著提高拮抗菌数量,抑制根际土壤病原菌的数量,提高土壤微生物群落功能多样性,改善微生物种群和组成,丰富土壤微生物群落结构,使土壤保持健康的微生物生态平衡。     

鸡粪堆肥中氮转化微生物变化特征的初步研究

采用室外人工翻堆好氧堆肥方法,进行了70d的鸡粪、鸡粪添加1%稻草和鸡粪添加3%稻草堆肥试验,采用平板记数法和最大可能记数法(MPN),研究了堆肥过程中氨化细菌、固氮菌、硝化菌和反硝化菌的数量变化规律。结果表明:氨化作用在堆肥初期显著,硝化作用、反硝化作用、硝化细菌和反硝化细菌数量随堆肥时间的推移有上升的趋势;堆肥中存在固氮菌,但数量变化不大。堆肥中氮转化微生物变化特征与堆肥中铵态氮、硝态氮变化规律相一致。