【摘 要】
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吉林省是农业大省,每年可收集玉米秸秆资源约3000万吨。秸秆生物炼制化学品（如:三代燃料乙醇、乳酸等）、秸秆造纸是秸秆资源高值化利用的主要方向。然而,在此利用过程中的关键步骤——秸秆预处理,会排放出大量难回收治理的黑液,对环境造成不可逆的污染。黑液中含有大量的尿素,部分木质素降解单体,将其通过堆肥技术,应用于生物有机肥生产,必将成为秸秆资源清洁利用重要方向。基于此,本论文开展了黑液/微生物菌剂接种
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吉林省是农业大省,每年可收集玉米秸秆资源约3000万吨。秸秆生物炼制化学品（如:三代燃料乙醇、乳酸等）、秸秆造纸是秸秆资源高值化利用的主要方向。然而,在此利用过程中的关键步骤——秸秆预处理,会排放出大量难回收治理的黑液,对环境造成不可逆的污染。黑液中含有大量的尿素,部分木质素降解单体,将其通过堆肥技术,应用于生物有机肥生产,必将成为秸秆资源清洁利用重要方向。基于此,本论文开展了黑液/微生物菌剂接种对玉米秸秆/鹿粪堆肥效果的影响及C、N转化规律研究,取得了显著的效果。具体结果如下:1.黑液用于秸秆堆肥的可行性及微生物/黑液接种对堆肥过程中化学成分、理化和生物学参数的影响。微生物/黑液和黑液接种都提高了堆肥发酵速率,堆肥18天后,C含量和H含量分别下降到44.29±0.19%和5.98±0.05%,O含量和N含量分别上升到45.25±0.15%和3.48±0.01%。这一结果表明,黑液和微生物接种加速了难降解含氮化合物的形成。空白对照组（CD）、微生物接种组（CDM）、黑液接种组（CDM）和微生物/黑液接种组（CDMB）4种处理的傅里叶红外光谱（FTIR）分析表明,微生物/黑液接种增强了微生物活动,促进了堆肥中的木质纤维素降解和木质素降解,黑液微生物/黑液接种好氧发酵堆肥优于传统堆肥,加速了堆肥进程。2.玉米秸秆/鹿粪堆肥中微生物和黑液接种与细菌演替、酶活性和腐殖质形成的相关性。16S r RNA测序显示,Deinooccola、Gemmatimonadota和Chloroflexi是主要的细菌。黑液接种有利于堆肥优势菌的繁殖和堆肥相关酶的分泌。接种微生物和黑液的CDMB和单独接种黑液的CDB中关键堆肥酶活性（碱性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和转化酶活性）高于对照CD组。这项研究表明,微生物/黑液接种调节了细菌群落和演替,提高了酶活性,从而加速了堆肥过程,并且玉米秸秆/黑液堆肥还是一种有前途的快速、高质量堆肥生产技术。3.黑液辅助玉米秸秆/鹿粪堆肥中,C、N转化规律。在C转化方面,接种了黑液的处理组CDB的胡敏酸（HA）含量12.13 g kg-1显著的高于对照CD组的11.5 g kg-1,在富里酸（FA）的含量上,CDB组11.51 g kg-1高于接种微生物的CDM组10.16 g kg-1说明黑液也具有促进FA形成的作用,同时HA和FA的碳是相互转化的关系。在N转化方面,黑液的接种不光补充了物料中的氮元素,也补充了胡敏酸中的氮元素,使氮素有效的从初始物料中保留在腐殖质中,使腐殖质中的氮结构更加稳定。综上,本研究论证了玉米秸秆/鹿粪接种“黑液+微生物”是具有可行性的;“黑液+微生物”的加入通过增加微生物的活动,产生一系列关键酶,改善了堆肥过程;腐殖质的形成确实由微生物主导,并且黑液能够辅助微生物帮助物料形成腐殖质,胡敏酸和富里酸中的碳在整个堆肥过程中,属于互相转化的关系。实验研究对黑液/玉米秸秆的资源化利用具有一定的参考价值,是实现秸秆基化学品绿色、无废炼制的重要环节。
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