吳慶珊，周桂雄，方 正，賀鵬亮，翁慶北**

(1.貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550025；2.貴州師范大學(xué)生物學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，貴州貴陽(yáng)550025)

近年來(lái)，隨著中國(guó)強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策的實(shí)施，畜禽養(yǎng)殖業(yè)呈現(xiàn)出集約化規(guī)?；l(fā)展勢(shì)頭，因畜禽養(yǎng)殖而導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出[1].據(jù)2019年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，2018年底全國(guó)羊存欄數(shù)29713.5萬(wàn)只，年產(chǎn)羊糞約28198.11萬(wàn)t，大量的畜禽糞便亟需采取有效措施進(jìn)行處理，否則將引起嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題[2-3].同時(shí)，糧食的工業(yè)化生產(chǎn)使土壤肥力在不斷降低[4].堆肥化處理畜禽糞便是目前最有效的處理方式之一，堆肥后的有機(jī)肥施用于土壤不僅可以增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，還可改善土壤理化性質(zhì)和提高土壤質(zhì)量[5-6]，在減少畜禽糞便負(fù)面環(huán)境影響的同時(shí)，更有效地將畜禽糞便轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的肥料.

堆肥化處理是指依靠微生物分解將生物廢物（如畜禽糞便，污泥和垃圾等）中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì)的生物化學(xué)處理技術(shù)[7].畜禽糞便中含有豐富的養(yǎng)分，是具有巨大潛力的資源庫(kù)[8].與其它動(dòng)物糞便相比，羊糞中有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀含量較高，養(yǎng)分更豐富，是良好的有機(jī)肥資源[9].然而，由于羊是典型的食草型動(dòng)物，其糞便中含有大量較難分解的纖維素類物質(zhì)，嚴(yán)重制約著堆肥化處理效果，致使堆肥發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化效率低等[10].

微生物群落在堆肥過(guò)程中起著重要作用[11].大量研究表明，接種外源微生物是加速高溫好氧堆肥進(jìn)程的有效途徑[3,5,12-13].增加特定種類的微生物可加速堆肥初期基質(zhì)的分解，加快木質(zhì)纖維素的降解，促進(jìn)堆體后熟，縮短堆肥周期[6,14].盡管目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上存在多種微生物堆肥促腐菌劑，但用于羊糞堆肥發(fā)酵時(shí)往往存在發(fā)酵周期長(zhǎng)、腐熟度低、纖維素類物質(zhì)降解不徹底等問(wèn)題.因此需要針對(duì)發(fā)酵物料的種類篩選適宜菌種，以便保證發(fā)酵效果.本試驗(yàn)將前期復(fù)配的纖維素降解復(fù)合菌劑接種于羊糞堆肥發(fā)酵，與商品菌劑進(jìn)行堆肥比較，以發(fā)酵過(guò)程溫度變化及發(fā)酵產(chǎn)物的安全性為考核指標(biāo)，評(píng)價(jià)該纖維素降解復(fù)合菌劑的發(fā)酵效果，以期獲得可應(yīng)用于羊糞堆肥發(fā)酵的高效堆肥腐熟輔助菌劑，為進(jìn)一步利用羊糞資源化生產(chǎn)有機(jī)肥提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌劑 纖維素降解復(fù)合菌劑M（菌劑M）所含菌株均由作者前期從貴州省羊糞自然發(fā)酵堆、牛糞自然發(fā)酵堆、腐爛稻草堆中分離篩選所得，經(jīng)本實(shí)驗(yàn)室利用形態(tài)學(xué)和16SrRNA基因序列分析，初步鑒定為湖南類芽孢桿菌（Paenibacillus hunanensis）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilissubsp.subtilis）、暗紅灰鏈霉菌（Streptomyces erythrogriseus）、嗜熱喜糞鏈霉菌（Streptomyces thermocoprophilus）、青霉菌（Penicilliumsp.）和Penicilliumcecidicola（其分離、篩選和相關(guān)生物學(xué)特性已另文撰寫(xiě)）.促腐菌劑R（菌劑R）購(gòu)于河南省鶴壁市人元生物技術(shù)發(fā)展有限公司，根據(jù)前期調(diào)研，該菌劑用于羊糞堆肥發(fā)酵腐熟效果較好，但存在纖維素降解不徹底問(wèn)題，故選擇該菌劑作對(duì)比菌劑.混合菌劑MR（菌劑MR）為菌劑M（有效活菌數(shù)2.35×108cfu·g-1）和菌劑R（有效活菌數(shù)≥1.00×1010cfu·g-1）按1∶1質(zhì)量比（m∶m）復(fù)配所得，經(jīng)拮抗性檢驗(yàn)表明菌劑M所含菌株與菌劑R之間無(wú)拮抗作用[15].

1.1.2 培養(yǎng)基 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬鈴薯（PDA）培養(yǎng)基和高氏一號(hào)培養(yǎng)基的配制參照文獻(xiàn)[16].

1.1.3 堆肥原料 新鮮羊糞來(lái)源于貴州省貴陽(yáng)市修文縣白山羊養(yǎng)殖基地（東經(jīng)106°29′39″，北緯26°55′14″，海拔523 m）；水稻秸稈來(lái)源于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)黨武鎮(zhèn)擺牛村（東經(jīng)106°36′5″，北緯26°22′11″，海拔1 181 m）.以新鮮羊糞作主要原料，水稻秸稈（長(zhǎng)約1～5 cm）為調(diào)節(jié)填充劑進(jìn)行堆肥發(fā)酵，堆肥物料初始理化性質(zhì)見(jiàn)表1.

表1 堆肥原料初始理化性質(zhì)Tab.1 Initial physical and chemical properties of compost raw materials

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 堆體建立及菌劑添加 將新鮮羊糞和秸稈按碳氮比約25∶1進(jìn)行混合均勻，調(diào)整含水率（50%～60%）后進(jìn)行分堆（約250 kg/堆），按每堆質(zhì)量的0.2‰添加固體菌劑，其中，菌劑M有效活菌數(shù)為2.35×108cfu·g-1，菌劑R有效活菌數(shù)≥1.00×1010cfu·g-1.經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笾瞥升敱承伟l(fā)酵堆，每堆即為1個(gè)處理組.為進(jìn)一步驗(yàn)證菌劑M的強(qiáng)化作用，分別以菌劑R和菌劑MR作為發(fā)酵菌劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn).堆肥試驗(yàn)以不添加菌劑作為空白對(duì)照處理組（CK處理組），以添加菌劑M為試驗(yàn)處理組，以添加菌劑R和菌劑MR為對(duì)比試驗(yàn)處理組進(jìn)行堆肥試驗(yàn)，每個(gè)處理組重復(fù)3次.

1.2.2 堆肥管理及樣品采集 堆體建立當(dāng)天記為第0天，每天記錄1次堆體溫度，當(dāng)堆體溫度下降時(shí)采用人工翻堆方式進(jìn)行翻堆處理，實(shí)際翻堆時(shí)間分別在第8天、第15天和第25天.在翻堆時(shí)，根據(jù)堆體物料含水率進(jìn)行補(bǔ)水管理.堆肥樣品的采集以堆體中心為原點(diǎn)，在約10 cm半徑內(nèi)從堆體右、中、左3處各采集樣品約100 g置無(wú)菌密封塑料袋中.取樣前，測(cè)量堆體溫度、記錄堆體的氣味，取樣后觀察樣品顏色、顆粒度等物理變化.

1.2.3 堆肥各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定 氣味、顏色、顆粒度等感官判斷和溫度、含水率、pH值和種子發(fā)芽指數(shù)（germination index,GI）測(cè)定參照文獻(xiàn)[17]；纖維素和半纖維素含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[18-19]；濾紙酶（FPase）、羧甲基纖維素酶（CMCase）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）酶活測(cè)定參照文獻(xiàn)[20]；有機(jī)碳、全氮（total nitrogen,TN）、速效磷（以P2O5計(jì)）和速效鉀（以K2O計(jì)）測(cè)定由楊凌啟翔生物科技有限公司采用重鉻酸鉀容量法、凱氏定氮法和火焰光度法完成；有效活菌數(shù)、糞大腸菌群數(shù)和蛔蟲(chóng)卵死亡率的測(cè)定參照文獻(xiàn)[21-23]；碳氮比（C/N）為總有機(jī)碳與全氮的質(zhì)量比.

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，用Origin 8.5軟件作圖.各處理平均數(shù)間的多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)（Duncan’s new multiple range test），在p=0.05條件下，分析差異顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 堆肥過(guò)程中物料感官變化根據(jù)感官判斷堆肥過(guò)程中物料氣味、顏色和顆粒度的變化.堆肥第0天，堆體為黃棕色，有較強(qiáng)臭味，團(tuán)塊和秸稈多.隨著堆肥發(fā)酵天數(shù)增加，堆體溫度升高，堆體表面出現(xiàn)大量水蒸氣.在堆肥高溫階段第8天翻堆時(shí)，堆體內(nèi)可見(jiàn)大量灰白色菌絲，如圖1.其中，添加菌劑（M、R和MR）處理組堆體中的灰白色菌絲較CK處理組多，表明菌劑（M、R和MR）的添加增加了堆肥物料中的微生物類群和數(shù)量，大量微生物的繁殖有助于堆體物料中有機(jī)物質(zhì)的降解.堆肥結(jié)束（第25天）后，添加菌劑（M、R和MR）處理組的顏色為深褐色，土腥味，團(tuán)塊和秸稈微量，符合生物有機(jī)肥農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY884—2012）感官要求，而CK處理組顏色為暗褐色，微土腥味，團(tuán)塊和秸稈較多（圖2）.這些現(xiàn)象表明菌劑M所含微生物類群適應(yīng)該環(huán)境生長(zhǎng)，適用于羊糞堆肥發(fā)酵研究.

圖1 堆肥過(guò)程中高溫階段前期（第8天）物料狀況Fig.1 Material condition in theearly stage of high temperaturestage(Eighth day)during composting

圖2 堆肥過(guò)程中腐熟階段（第25天）物料狀況Fig.2 Material condition in maturity stage (25th day)during composting

2.2 堆肥過(guò)程中溫度的動(dòng)態(tài)變化堆肥過(guò)程中，溫度變化可以反映微生物的生長(zhǎng)繁殖和分解代謝過(guò)程[5].由圖3可知，添加菌劑（M、R和MR）處理組的堆體升溫較CK處理組迅速，堆肥發(fā)酵最高溫度優(yōu)于CK處理組，表明在堆肥發(fā)酵中通過(guò)添加外源微生物增加堆體物料中微生物的類群和數(shù)量，可以加速微生物對(duì)堆體物料的氧化分解發(fā)酵，增加產(chǎn)熱，促使溫度快速上升[24-26].按照無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求，堆體溫度超過(guò)50℃下保持10 d可殺滅糞便中的病原體及其他有害物質(zhì)[27].本試驗(yàn)中菌劑M添加處理組在第4天達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求（＞50℃），并在高溫階段（＞50℃）維持了11 d，與菌劑R和菌劑MR處理組達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求的時(shí)間和高溫保持時(shí)間相同，均較CK處理組達(dá)無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求縮短了1 d，高溫維持時(shí)間增加了2 d，表明添加菌劑M到羊糞堆肥發(fā)酵中可以促進(jìn)堆肥發(fā)酵.另外，第15天翻堆時(shí)因室內(nèi)溫差較大，堆體溫度散失較快，加之補(bǔ)水管理和可直接利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，從而影響了堆體升溫，但添加菌劑M、R和MR發(fā)酵后的堆體溫度較CK處理組的高5.7～14.3℃.可見(jiàn)，本研究的菌劑M用于羊糞堆肥發(fā)酵可加速堆肥發(fā)酵進(jìn)程.

圖3 堆肥過(guò)程中溫度的變化Fig.3 The temperature changesin the compost process

2.3 堆肥過(guò)程中含水率和p H的變化根據(jù)生物有機(jī)肥國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY884—2012）要求，堆肥發(fā)酵后生物有機(jī)肥的含水率應(yīng)小于30%，pH值范圍為5.5 ～8.5 .

堆肥過(guò)程中，水分是反應(yīng)微生物活躍程度的重要因素之一，微生物代謝會(huì)消耗大量水分，以及堆體升溫也會(huì)蒸發(fā)大部分水分，從而使含水量降低[28].由圖4A可知，各處理組的含水率隨堆肥發(fā)酵天數(shù)的增加逐漸降低.堆肥結(jié)束（第25天）時(shí)，添加菌劑M、R和MR處理組的物料含水率由堆肥初期（第0天）的63.32%、63.31%和64.43%分別降低為44.1 5%、43.0 7%和40.2 5%，較CK處理組（50.7 1%）的低6.5 6%～10.4 6%.其中，菌劑M和R處理組的含水率相當(dāng)，菌劑MR處理組的含水率較低.由于堆肥翻堆過(guò)程中進(jìn)行了補(bǔ)水管理，以至于4個(gè)處理組堆肥結(jié)束后含水率均大于30%.因此，本研究后續(xù)堆肥發(fā)酵時(shí)需要控制好補(bǔ)水管理時(shí)間.

圖4 堆肥過(guò)程中含水率（A）和p H（B）的變化Fig.4 Changesof water content (A)and pH (B)during composting

由圖4B可知，各處理組的pH隨堆肥發(fā)酵天數(shù)增加逐漸降低.堆肥結(jié)束（第25天）時(shí)，添加菌劑M、R和MR堆肥發(fā)酵后，pH分別降至8.40、8.42和8.28，均低于CK處理組（8.76），呈現(xiàn)偏堿性，符合NY884—2012標(biāo)準(zhǔn)要求.其中，菌劑M和菌劑R相當(dāng)，菌劑MR最低.可見(jiàn)，添加微生物菌劑處理組分解有機(jī)物產(chǎn)生的有機(jī)酸類物質(zhì)積累較CK處理組多，更有利于堆肥過(guò)程中減少氨的揮發(fā)[13].

2.4 堆肥過(guò)程中發(fā)芽指數(shù)（GI）的變化GI是檢測(cè)堆肥發(fā)酵無(wú)害化和腐熟程度的重要指標(biāo)，當(dāng)GI值超過(guò)80%時(shí)，表明堆肥已完全腐熟[29].由圖5可知，堆肥發(fā)酵第21天時(shí)，添加菌劑M處理組的GI值（100.8 6%）顯著高于CK處理組的（71.7 7%）（p＜0.0 5），達(dá)到完全腐熟狀態(tài)，且與菌劑R（104.2 4%）和菌劑MR（100.4 1%）無(wú)顯著差異（p＞0.0 5）.CK處理組在堆肥發(fā)酵第25天時(shí)才完全腐熟，且GI值（82.56%）低于菌劑M處理組（98.20%），表明添加的菌劑M可以促進(jìn)堆肥腐熟，縮短堆肥時(shí)間.

圖5 堆肥過(guò)程中GI的變化Fig.5 Changesof GI during composting process

2.5 堆肥過(guò)程中碳氮比、全氮、速效磷和速效鉀的變化碳氮比常用于堆肥腐熟指標(biāo)判斷，前人研究認(rèn)為碳氮比小于20，T值（終點(diǎn)碳氮比/初始碳氮比）小于0.6 時(shí)堆肥達(dá)到腐熟[7].從表2可知，各處理組的碳氮比隨堆肥發(fā)酵天數(shù)增加逐漸降低，堆肥結(jié)束（25 d）時(shí)，添加菌劑M、R和MR發(fā)酵后的碳氮比由初始（0 d）的23.3 9分別下降至12.7 7、12.3 6和10.81，顯著低于CK處理組（16.44）的（p＜0.05）.其中，菌劑M處理組與菌劑R處理組無(wú)顯著差異（p＞0.05），但顯著高于菌劑MR處理組的（p＜0.05）.且添加菌劑（M、R和MR）處理組的T值均小于0.6 ，CK處理組為0.7 .表明本研究添加的菌劑M可以加速堆體中有機(jī)物的降解，有利于促進(jìn)堆肥腐熟.

表2 堆肥前后物料理化性質(zhì)的變化Tab.2 Changesof physical and chemical propertiesof materials before and after composting

各處理組的全氮、P2O5和K2O含量隨堆肥發(fā)酵天數(shù)增加逐漸增加.堆肥結(jié)束（25 d）時(shí)，添加菌劑M、R和MR處理組的全氮質(zhì)量比較初始（0 d）分別增加了32.55%、33.69%和41.80%，P2O5質(zhì)量比較初始（0 d）分別增加了45.40%、48.51%和69.9 8%，K2O質(zhì)量比較初始（0 d）分別增加了51.7 8%、51.5 4%和68.0 2%，均顯著高于CK處理組的（p＜0.0 5）.其中，菌劑M處理組的全氮質(zhì)量比與菌劑R和MR處理組無(wú)顯著差異（p＞0.0 5）；但其P2O5和K2O質(zhì)量比均顯著低于菌劑MR處理組的（p＜0.0 5），與菌劑R處理組的無(wú)顯著差異（p＞0.0 5）.表明菌劑M添加到羊糞堆肥發(fā)酵中可提高堆肥肥效.另外，堆肥結(jié)束時(shí)P2O5和K2O增量較全氮增量大，這是由于在堆肥過(guò)程中磷素和鉀素不會(huì)揮發(fā)損失，而氮素較易轉(zhuǎn)化為氨隨溫度升高揮發(fā)所致[30].

2.6 堆肥過(guò)程中纖維素和半纖維素含量的變化隨著堆肥發(fā)酵天數(shù)增加，各處理組的纖維素和半纖維素含量逐漸降低，降解率逐漸增加.在堆肥發(fā)酵第15天、第25天時(shí)，添加菌劑M、R和MR發(fā)酵后，纖維素和半纖維素的降解率較CK處理組顯著增加（p＜0.0 5）.在堆肥發(fā)酵第25天時(shí)，4個(gè)處理組的纖維素和半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別由初始（第0天）的41.3 7%和43.2 1%分別降低至29.5 6%～31.6 0%和25.7 7%～32.1 9%.其中，菌劑M處理組（纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)30.1 0%，降解率28.3 3%）的纖維素降解率顯著高于菌劑R處理組（纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)31.60%，降解率為24.76%）的（p＜0.05），與菌劑MR處理組（纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)29.56%，降解率29.62%）無(wú)顯著差異（p＞0.05）（圖6A）；但菌劑M處理組（半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)27.98%，降解率38.32%）的半纖維素降解率顯著低于菌劑MR處理組（半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)25.7 7%，降解率43.2 1%）的（p＜0.0 5），與菌劑R處理組（半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)28.7 1%，降解率36.7 1%）無(wú)顯著差異（p＞0.0 5）（圖6B）.說(shuō)明添加菌劑M有助于促進(jìn)堆體物料中纖維素和半纖維素降解.

圖6 堆肥過(guò)程中纖維素降解率（A）和半纖維素降解率（B）的變化Fig.6 Changesof cellulosedegradation rate(A) and hemicellulosedegradation rate (B)during composting

2.7 堆肥過(guò)程中纖維素酶活性的變化FPase、CMCase和β-Gase的酶活變化可反映微生物對(duì)纖維素類物質(zhì)的降解效果[19].由圖7可知，在堆肥發(fā)酵高溫階段（4～8 d），4個(gè)處理組物料中的FPase、CMCase和β-Gase酶活均達(dá)到最高，隨后酶活逐漸下降.除CK處理組的FPase酶活、菌劑MR處理組的CMCase酶活、菌劑R處理組和CK處理組的β-Gase酶活在第8天時(shí)出現(xiàn)微增長(zhǎng)外，菌劑M、R和MR處理組的FPase酶活（57.8 0、68.0 9 U·mL-1和76.9 9 U·mL-1）、CMCase酶活（10.4 1、11.0 8 U·mL-1和11.7 7 U·mL-1）和β-Gase酶活（75.7 7、82.9 1 U·mL-1和106.9 4 U·mL-1）在第4天時(shí)達(dá)最高.其中，菌劑M處理組的FPase、CMCase和β-Gase酶活均顯著高于CK處理組（38.5 3、8.8 8 U·mL-1和47.3 4 U·mL-1）的（p＜0.0 5）；較菌劑R處理組相比，其FPase酶活顯著高于菌劑R處理組（p＜0.0 5），其CMCase和β-Gase酶活與菌劑R處理組無(wú)顯著差異（p＞0.0 5）；但其3種酶活均顯著低于菌劑MR處理組的（p＜0.0 5）.表明添加菌劑M可促進(jìn)堆體物料中纖維素和半纖維素的降解.

2.8 堆肥發(fā)酵后其它指標(biāo)測(cè)定堆肥發(fā)酵結(jié)束（第25天）后，對(duì)4個(gè)處理組中的有效活菌數(shù)、大腸桿菌和蛔蟲(chóng)卵檢測(cè)表明，除CK處理組的蛔蟲(chóng)卵死亡率（94.09%）未達(dá)標(biāo)外，各處理組中的有效活菌數(shù)（≥0.2×108cuf/g）、大腸桿菌數(shù)量（≤100 cuf /g）和蛔蟲(chóng)卵死亡率（＞95%）均符合國(guó)家農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY88—2012）要求.此外，添加菌劑M、R和MR處理組的總養(yǎng)分含量均大于5.00%，符合NY88—2012要求，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn).其中，菌劑M處理組的總養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.76%，較CK處理組（7.60%）提高了15.26%.

3 討論

畜禽糞便堆肥化處理是目前常用的無(wú)害化處理方法，通過(guò)添加外源微生物菌劑來(lái)加快有機(jī)物降解，提升有機(jī)肥質(zhì)量是目前最有效的途徑之一[11].本研究將前期復(fù)配的纖維素降解復(fù)合菌劑M接種于羊糞堆肥發(fā)酵.結(jié)果表明，添加菌劑M發(fā)酵后，較CK處理組相比，堆體升溫達(dá)無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求（＞50℃）縮短了1 d，高溫時(shí)間延長(zhǎng)了2 d，堆肥腐熟時(shí)間縮短了4 d，總養(yǎng)分提高了15.26%.可見(jiàn)菌劑M用于羊糞堆肥發(fā)酵能明顯加速堆肥腐熟時(shí)間，提高有機(jī)肥養(yǎng)分.

圖7 堆肥中纖維素酶活性的變化Fig.7 Changes of filter paper cellulase activity(A),CMC cellulase activity(B)and betaglycosidase activity(C)during composting process

在堆肥過(guò)程中，縮短堆肥發(fā)酵周期是堆肥研究的關(guān)鍵[30-31].本研究添加菌劑M發(fā)酵后，堆體在第21天時(shí)檢測(cè)達(dá)無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)要求，較張喜慶[32]、孫海英[33]等將纖維素降解菌添加到牛糞堆肥發(fā)酵的堆肥發(fā)酵周期（25～30 d）稍短.推測(cè)其原因?yàn)閺埾矐c、孫海英等僅添加單一纖維素降解菌株進(jìn)行堆肥發(fā)酵，而本試驗(yàn)所使用的菌劑M含細(xì)菌、真菌和放線菌多種纖維素降解菌株，存在多菌株間的協(xié)同作用及互利共生效應(yīng)更有利于堆肥發(fā)酵[34].與勞德坤等[35]在蔬菜副產(chǎn)品中微生物腐熟菌劑堆肥發(fā)酵周期（14 d）相比，本研究的堆肥周期稍長(zhǎng).分析其原因可能是蔬菜副產(chǎn)品的纖維素含量低，對(duì)堆肥的限制影響較小.

本試驗(yàn)堆肥過(guò)程中，纖維素和半纖維素降解是本研究關(guān)注的重點(diǎn).降解率與李紅亞等[36]的研究結(jié)果相似，但與劉月[37]、石其偉[38]，Zhou等[39]的研究結(jié)果相比，本研究菌劑M的纖維素和半纖維素降解均較低. 究其原因除堆肥原料及微生物菌劑不同外，還可能與堆肥周期長(zhǎng)短相關(guān)，例如劉月等堆肥發(fā)酵46 d，石其偉等堆肥發(fā)酵30 d和Zhou等堆肥周期長(zhǎng)達(dá)50 d，而本研究?jī)H堆肥25 d.劉月等[37]研究也認(rèn)為木質(zhì)纖維素類物質(zhì)在二次發(fā)酵后期（31～46 d）會(huì)存在較大程度降解；郁紅艷等[40]在研究農(nóng)業(yè)廢物堆肥的過(guò)程中也得到木質(zhì)纖維類物質(zhì)素降解在高溫階段后會(huì)有很大提升的結(jié)論.此外，郁紅艷等[40]研究還認(rèn)為由于纖維素受到木質(zhì)素的包裹，要在堆肥過(guò)程中獲得良好的腐熟度，就要加快木質(zhì)素纖維轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì).由此可推測(cè)，本研究中纖維素的降解受到木質(zhì)素降解的影響，以至于纖維素降解率較低.因此，本研究在后期堆肥試驗(yàn)中，如何進(jìn)一步提高羊糞堆體中纖維素和半纖維素的降解，以及木質(zhì)素的降解仍是探討的重點(diǎn)問(wèn)題.

4 結(jié)論

綜上所述，本研究前期獲得的菌劑M可用于羊糞堆肥發(fā)酵，發(fā)酵后可增加有機(jī)肥的養(yǎng)分含量，縮短堆肥腐熟時(shí)間，提高堆體中纖維素和半纖維素的降解.菌劑M與菌劑R混合后的堆肥發(fā)酵效果明顯，可把菌劑M作為菌劑R的輔助菌劑應(yīng)用于羊糞有機(jī)肥生產(chǎn)中.