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[摘 要]以牛粪和稻草为堆肥原料，接种纤维素分解菌。结果表明：接种菌组进入高温阶段的时间比对照组提前1天，维持高温的时间比对照组增加5天。堆肥的含水率和C/N均呈下降的趋势，接种菌组的下降速度明显大于对照组，至堆肥结束，对照组和接种菌组含水率分别降至37.8%和35.1%， C/N分别为18.6和16.6。pH值变化都经历了先升高后降低的过程。接种菌组pH最大值8.68是在堆肥第9d，而对照组达到最大值是在堆肥第12d，至堆肥结束对照组和接种菌组的pH值分别为7.98和7.81。
[关键词]堆肥；微生物接种菌；腐熟
中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0326-01
近几十年来，我国的畜禽养殖业得到了快速的发展，在农业产值中的比率由1970年的14%增加到了2000年的30%。这就造成了生态环境环境的严重污染。今天，畜禽养殖业的动物粪便，已从一种传统的植物营养物，变成了一种必须加以处置的污染物。我国畜牧业的废弃物粪便大多是随意排放、投弃。畜禽粪便是农业生产中的宝贵资源。资料表明各种农业有机固体废弃物通常含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素。如果大量流失或弃之不用，不仅造成严重的环境污染，而且也是资源的巨大浪费。畜禽粪便资源化堆肥，不仅可以遏制畜禽粪便的随意排放产生的环境污染，对农业种植业生产也大有帮助。但是，常规堆肥发酵速度缓慢，处理时间长，不利于有机废弃物的资源化利用。如何加速有机废弃物的堆肥进程，各地专家学者开展了许多相关研究，目前普遍利用的方法是在堆肥过程中添加微生物菌剂以达到快速腐熟及无害化的目的。
本试验从牛粪及堆肥样品中分离筛选出纤维素分解菌，将其接种到牛粪堆肥中，通过观测接种后堆肥的生理生化指标的变化，研究接种菌对牛粪堆肥发酵的影响，为今后堆肥接种菌的研究提供一定的理论及实践依据。
1. 材料与方法
1.1 菌种来源
纤维素分解菌分离于新鲜牛粪及堆肥样品。将堆肥样、土样、鲜牛粪分别按1∶10 （g/v）的比例分别加入以稻草为唯一碳源的发酵培养液中用来驯化纤维素分解菌，之后将稻草发酵液接入羧甲基纤维素培养液中，放入恒温震荡培养箱中30℃和50℃进行扩大培养。将稀释不同浓度的培养物菌悬液加入纤维素刚果红培养基中倒置在电热恒温培养箱30℃和50℃进行培养，观察菌落生长情况及菌落周围纤维素水解透明圈产生情况。将水解圈大的菌落反复平板划线纯化，直到没有异样菌落出现为止，结合镜检得到纯菌株，编号后放入冰箱保存，备用。
1.2 堆肥设置
堆肥试验在东北农业大学园艺站内进行，以牛粪和稻草为原料。
采用室内堆肥，通风状况良好，实行人工翻堆供氧，试验共设置2个堆体，每个堆体高约1.3m，直径约为1.5m，呈圆锥体。将稻草切成5-10cm的小段来调节C/N为30左右，加水调节堆料初始含水率为65%左右。第一堆自然堆肥（CK），第二堆接种0.5%的纤维素分解菌，堆肥时间控制在1个月左右，每天定时测定堆体温度。
1.3 采样及分析方法
试验分别在堆肥发酵的第0、3、6、9、12、15、19、22、25、31天取样，分上、中、下层随机取样，分别距堆体顶端30cm、60cm、100cm处分五点采集样品，取得的样品混合均匀，四分法保留200g，用保鲜袋密封、-20℃冷冻保存，以备分析测定用。温度测定：在堆肥上层、中层、下层测温点分别为距堆顶20cm，50cm，80cm处，每层取3点，每天早8：00和下午17：00各测一次，以3点温度平均值作为该天堆体温度，同时记录周围环境温度；PH测定用酸度计法；水分测定用烘干法；总有机碳含量测定采用总有机碳测定仪；全氮测定采用蒸馏，滴定法。
2.结果与分析
2.1 堆肥温度的分析
2个堆体的温度变化都经历了快速升温、持续高温、降温和腐熟稳定四个阶段，且同堆体的上、中、下三层温度的变化趋势基本是一致的。1～3d属于升温阶段，2个堆体的不同层均在3d内达到并超过了50℃，自然堆肥和接种纤维素分解菌堆肥，进入高温阶段（≥50℃）的时间分别为第3d和第2 d，中层达到的最高温度分别为70℃和71℃，接种菌堆肥比自然堆肥进入高温阶段的速度快，并且中层达到的最高温度也比较高，说明接种菌对快速启动堆肥发酵有一定的促进作用。自然堆肥和接种菌堆肥在整个发酵过程中中层持续高温阶段的时间分别为22d和27d天左右，接种菌堆肥持续高温期的时间比自然堆肥的时间长，说明菌剂促进了微生物的生长和发酵产热，提高了堆肥的分解效率。在堆肥的第19d天采用人工翻堆通气，翻堆后加大了通风量，部分尚未反应的堆料继续反应，温度再次升高。此后，堆体温度随着堆肥进程缓缓下降，堆肥进入降温阶段。到第31d天左右，堆肥进入稳定腐熟阶段，堆体温度与环境温度趋于一致，不再有明显变化。
2.2 堆肥含水率的分析
本试验堆肥的初始含水率为66.5%，随着堆肥发酵的进行，微生物大量分解有机物而产生热量，从而使堆体温度上升，堆料中的水分随高温而不断蒸发，本试验堆肥的含水率变化是呈下降趋势的。在堆肥的前3d，堆体处于升温阶段，所以堆肥中水分散失速度缓慢，而在3d后由于接种菌堆肥的最高温度高于对照组，且高温持续时间长，因此含水率下降速度明显大于对照组，在堆肥后期，堆体中的微生物逐渐代谢稳定，含水率下降缓慢，至堆肥结束，对照组和添加菌剂组堆肥含水率分别降至37.8%和35.1%。
2.3 堆肥pH值的变化
本试验的堆料初始pH值为7.62，無论是接种菌堆肥还是对照组堆肥的pH值变化都经历了先升高后降低的过程。在发酵前期堆体内易降解的有机物丰富，微生物活动频繁，大量的有机氮快速转化为铵态氮，而铵态氮的累积造成了pH值的快速升高，不同的是添加菌剂组pH出现最大值8.68是在堆肥第9d，而对照组达到最大值是在堆肥第12d，同时堆体的持续高温加剧了铵态氮和NH3的不平衡，造成更多的NH3的逸出，pH值下降。在堆肥的中后期由于堆体温度下降，有机物分解减弱，蛋白质等含氮物质减少，因此产生氨类物质减少，也导致pH值的下降。至堆肥结束对照组和添加菌剂处理的pH值分别为7.98和7.81。
2.4 堆肥C/N的变化
随着堆肥发酵的进行，两组堆肥的C/N均呈下降的趋势，且添加菌剂组的下降速度较快。本试验堆肥的起始C/N为30，在发酵第19d添加菌剂组处理的C/N为19.6，初步判定该处理已经达到堆肥腐熟所要求的指标，此时对照组的C/N为21.2，说明堆肥的进程要比添加菌剂组慢。在堆肥发酵结束时，添加菌剂组和对照组的C/N分别由30降至16.6和18.6。
3.结论
3.1自然堆肥和接种纤维素分解菌堆肥进入高温阶段（≥50℃）的时间分别为第3d和第2 d；中层达到的最高温度分别为70℃和71℃；堆肥在整个发酵过程中中层持续高温阶段的时间分别为22d和27d天。
3.2堆肥的含水率变化是呈下降趋势的。接种菌堆肥含水率下降速度明显大于对照组，至堆肥结束，对照组和添加菌剂组堆肥含水率分别降至37.8%和35.1%。
3.3 两组堆肥pH值变化都经历了先升高后降低的过程。添加菌剂组pH出现最大值8.68是在堆肥第9d，而对照组达到最大值是在堆肥第12d，至堆肥结束对照组和添加菌剂处理的pH值分别为7.98和7.81。
3.4两组堆肥的C/N均呈下降的趋势，且添加菌剂组的下降速度较快。在堆肥发酵结束时，添加菌剂组和对照组的C/N分别由30降至16.6和18.6。
作者简介
苏洋（1982-），男，黑龙江人，硕士，研究方向为环境科学。
[关键词]堆肥；微生物接种菌；腐熟
中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0326-01
近几十年来，我国的畜禽养殖业得到了快速的发展，在农业产值中的比率由1970年的14%增加到了2000年的30%。这就造成了生态环境环境的严重污染。今天，畜禽养殖业的动物粪便，已从一种传统的植物营养物，变成了一种必须加以处置的污染物。我国畜牧业的废弃物粪便大多是随意排放、投弃。畜禽粪便是农业生产中的宝贵资源。资料表明各种农业有机固体废弃物通常含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素。如果大量流失或弃之不用，不仅造成严重的环境污染，而且也是资源的巨大浪费。畜禽粪便资源化堆肥，不仅可以遏制畜禽粪便的随意排放产生的环境污染，对农业种植业生产也大有帮助。但是，常规堆肥发酵速度缓慢，处理时间长，不利于有机废弃物的资源化利用。如何加速有机废弃物的堆肥进程，各地专家学者开展了许多相关研究，目前普遍利用的方法是在堆肥过程中添加微生物菌剂以达到快速腐熟及无害化的目的。
本试验从牛粪及堆肥样品中分离筛选出纤维素分解菌，将其接种到牛粪堆肥中，通过观测接种后堆肥的生理生化指标的变化，研究接种菌对牛粪堆肥发酵的影响，为今后堆肥接种菌的研究提供一定的理论及实践依据。
1. 材料与方法
1.1 菌种来源
纤维素分解菌分离于新鲜牛粪及堆肥样品。将堆肥样、土样、鲜牛粪分别按1∶10 （g/v）的比例分别加入以稻草为唯一碳源的发酵培养液中用来驯化纤维素分解菌，之后将稻草发酵液接入羧甲基纤维素培养液中，放入恒温震荡培养箱中30℃和50℃进行扩大培养。将稀释不同浓度的培养物菌悬液加入纤维素刚果红培养基中倒置在电热恒温培养箱30℃和50℃进行培养，观察菌落生长情况及菌落周围纤维素水解透明圈产生情况。将水解圈大的菌落反复平板划线纯化，直到没有异样菌落出现为止，结合镜检得到纯菌株，编号后放入冰箱保存，备用。
1.2 堆肥设置
堆肥试验在东北农业大学园艺站内进行，以牛粪和稻草为原料。
采用室内堆肥，通风状况良好，实行人工翻堆供氧，试验共设置2个堆体，每个堆体高约1.3m，直径约为1.5m，呈圆锥体。将稻草切成5-10cm的小段来调节C/N为30左右，加水调节堆料初始含水率为65%左右。第一堆自然堆肥（CK），第二堆接种0.5%的纤维素分解菌，堆肥时间控制在1个月左右，每天定时测定堆体温度。
1.3 采样及分析方法
试验分别在堆肥发酵的第0、3、6、9、12、15、19、22、25、31天取样，分上、中、下层随机取样，分别距堆体顶端30cm、60cm、100cm处分五点采集样品，取得的样品混合均匀，四分法保留200g，用保鲜袋密封、-20℃冷冻保存，以备分析测定用。温度测定：在堆肥上层、中层、下层测温点分别为距堆顶20cm，50cm，80cm处，每层取3点，每天早8：00和下午17：00各测一次，以3点温度平均值作为该天堆体温度，同时记录周围环境温度；PH测定用酸度计法；水分测定用烘干法；总有机碳含量测定采用总有机碳测定仪；全氮测定采用蒸馏，滴定法。
2.结果与分析
2.1 堆肥温度的分析
2个堆体的温度变化都经历了快速升温、持续高温、降温和腐熟稳定四个阶段，且同堆体的上、中、下三层温度的变化趋势基本是一致的。1～3d属于升温阶段，2个堆体的不同层均在3d内达到并超过了50℃，自然堆肥和接种纤维素分解菌堆肥，进入高温阶段（≥50℃）的时间分别为第3d和第2 d，中层达到的最高温度分别为70℃和71℃，接种菌堆肥比自然堆肥进入高温阶段的速度快，并且中层达到的最高温度也比较高，说明接种菌对快速启动堆肥发酵有一定的促进作用。自然堆肥和接种菌堆肥在整个发酵过程中中层持续高温阶段的时间分别为22d和27d天左右，接种菌堆肥持续高温期的时间比自然堆肥的时间长，说明菌剂促进了微生物的生长和发酵产热，提高了堆肥的分解效率。在堆肥的第19d天采用人工翻堆通气，翻堆后加大了通风量，部分尚未反应的堆料继续反应，温度再次升高。此后，堆体温度随着堆肥进程缓缓下降，堆肥进入降温阶段。到第31d天左右，堆肥进入稳定腐熟阶段，堆体温度与环境温度趋于一致，不再有明显变化。
2.2 堆肥含水率的分析
本试验堆肥的初始含水率为66.5%，随着堆肥发酵的进行，微生物大量分解有机物而产生热量，从而使堆体温度上升，堆料中的水分随高温而不断蒸发，本试验堆肥的含水率变化是呈下降趋势的。在堆肥的前3d，堆体处于升温阶段，所以堆肥中水分散失速度缓慢，而在3d后由于接种菌堆肥的最高温度高于对照组，且高温持续时间长，因此含水率下降速度明显大于对照组，在堆肥后期，堆体中的微生物逐渐代谢稳定，含水率下降缓慢，至堆肥结束，对照组和添加菌剂组堆肥含水率分别降至37.8%和35.1%。
2.3 堆肥pH值的变化
本试验的堆料初始pH值为7.62，無论是接种菌堆肥还是对照组堆肥的pH值变化都经历了先升高后降低的过程。在发酵前期堆体内易降解的有机物丰富，微生物活动频繁，大量的有机氮快速转化为铵态氮，而铵态氮的累积造成了pH值的快速升高，不同的是添加菌剂组pH出现最大值8.68是在堆肥第9d，而对照组达到最大值是在堆肥第12d，同时堆体的持续高温加剧了铵态氮和NH3的不平衡，造成更多的NH3的逸出，pH值下降。在堆肥的中后期由于堆体温度下降，有机物分解减弱，蛋白质等含氮物质减少，因此产生氨类物质减少，也导致pH值的下降。至堆肥结束对照组和添加菌剂处理的pH值分别为7.98和7.81。
2.4 堆肥C/N的变化
随着堆肥发酵的进行，两组堆肥的C/N均呈下降的趋势，且添加菌剂组的下降速度较快。本试验堆肥的起始C/N为30，在发酵第19d添加菌剂组处理的C/N为19.6，初步判定该处理已经达到堆肥腐熟所要求的指标，此时对照组的C/N为21.2，说明堆肥的进程要比添加菌剂组慢。在堆肥发酵结束时，添加菌剂组和对照组的C/N分别由30降至16.6和18.6。
3.结论
3.1自然堆肥和接种纤维素分解菌堆肥进入高温阶段（≥50℃）的时间分别为第3d和第2 d；中层达到的最高温度分别为70℃和71℃；堆肥在整个发酵过程中中层持续高温阶段的时间分别为22d和27d天。
3.2堆肥的含水率变化是呈下降趋势的。接种菌堆肥含水率下降速度明显大于对照组，至堆肥结束，对照组和添加菌剂组堆肥含水率分别降至37.8%和35.1%。
3.3 两组堆肥pH值变化都经历了先升高后降低的过程。添加菌剂组pH出现最大值8.68是在堆肥第9d，而对照组达到最大值是在堆肥第12d，至堆肥结束对照组和添加菌剂处理的pH值分别为7.98和7.81。
3.4两组堆肥的C/N均呈下降的趋势，且添加菌剂组的下降速度较快。在堆肥发酵结束时，添加菌剂组和对照组的C/N分别由30降至16.6和18.6。
作者简介
苏洋（1982-），男，黑龙江人，硕士，研究方向为环境科学。