EM菌劑在牛糞堆肥中應用的研究

辛樹權，沈 永，趙驥民

（長春師范學院生命科學學院，吉林長春 130032）

EM(Effective Microorganisms,EM)菌為一種混合菌一般包括芽孢菌、酵母菌、乳酸菌等有益菌類，由五大菌群10個屬125種微生物組成。是日本琉球大學的比嘉照夫教授研究開發出的一種新型復合微生物活性菌劑[1-2]。可用于食品添加、養殖病害防治、污水治理、發酵有機肥等。接種EM菌后，可以明顯縮短發酵時間，提高發酵效率，也可治理污水，改善環境。處理后的畜禽糞便、垃圾場的有機垃圾可制作生物肥料，EM原液一方面可以提高畜禽糞的應用價值，另一方面還調整和提高動物各器官的功能，提高營養轉化率，發揮雙向調節作用。因此EM菌液在垃圾發酵轉化方面也有很大的作用[3]。傳統的堆肥方法都是利用堆制原料中的土著微生物來降解有機污染物的方法，但傳統的堆肥方法也存在著一些弊端，就是發酵時間長、肥效低等問題[4-5]。

本課題我們打破傳統的發酵方法，將牛糞中混入EM菌液，模擬微生物繁殖最優化的條件提高了發酵速率，進一步闡明牛糞堆儲過程中的溫度及pH等變化情況基本規律，為合理有效地進行糞污處理提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料

新鮮牛糞（長春市二道區奶牛場內）、鋸末。

1.2 方法

1.2.1 牛糞的取樣

牛糞取于長春市二道區奶牛場內，取回后將其平鋪，表面灑一層鋸末(約10%，以增加牛糞透氣性），將其混合均勻，自然晾干24小時（每6小時翻肥一次），最后干重約達到57%左右（堆肥的適宜水分為50%～60%）[6]。

1.2.2 牛糞的分裝牛糞發酵堆的建造

將晾好的牛糞分為二組，一組拌入EM菌液，一組不拌入。建堆為底邊長為2米正方形，頂為邊長1米的正方形，高為1米的梯形堆，上面蓋膜保溫。每堆中間設一傳感器探頭（距頂約30cm），溫度表掛于外，每天三次記錄溫度值，取平均值；每天位于堆頂中間位置，深20cm處取檢測樣，分為兩份；一份進行pH值（PH值采用精密pH計,測試精度0.01）；另一部分進行C/N的檢測（其中測N采取凱氏定氮的方法[7]，有機C含量采用濃硫酸-重鉻酸鉀高溫外加熱氧化-硫酸亞鐵滴定法[8]。）

2 結果與分析

2.1 牛糞發酵過程中溫度變化

圖1 牛糞發酵過程中溫度變化

圖2 牛糞發酵過程中pH變化

堆肥過程中的一個重要指標就是堆肥溫度，它也能反映堆肥系統中的一定微生物活性[9]。Miller[10]認為堆肥溫度的上升過程是堆肥起始溫度、微生物新陳代謝產熱過程及堆體保溫效應綜合作用的結果。從圖1可以看出，無論哪一組發酵，在堆肥初期溫度都呈現上升趨勢，但加EM菌的牛糞發酵的溫度上升速度明顯高于未加EM菌的牛糞發酵的溫度。在本次發酵的第三天加菌的牛糞溫度達到了37℃，而未加菌的牛糞堆溫35℃，溫度高了2℃，此后幾天內溫度繼續上升，第六天時達到最高溫65℃，并持續了二天之久，之后溫度下降，而未加EM菌的牛糞第八天才達最高溫60℃。50℃以上高溫比未加菌的牛糞堆多遲續了1天達6天，而堆溫明鮮高于未加菌的牛糞堆。堆置15天后，溫度又維持在25℃，進入腐熟階段。

2.2 牛糞發酵過程中pH變化

從圖2可以看出，在堆肥的最初時間段，堆料的pH值迅速上升到一個較高水平上。這是由于初期的環境里底物營養豐富，而且微生物生長速度，很快使微生物大量地繁殖起來，有利于快速降解易分解物質，同時堆肥中積累了大量的銨態氮，使pH值快速上升；pH值的變化代表堆肥環境酸堿性的演變，與堆肥中微生物的活力密切相關，控制pH的正常范圍有利于微生物的生長，從而促進堆肥腐熟[11]。在高pH出現的時間段，大多數微生物的活動受到抑制，會減弱對堆肥物質的分解。到了中后期階段由于微生物數量增多，其活動產生的有機酸使堆肥的PH值有所下降。堆肥反應的酸堿性受復雜的微生物過程、化學過程控制，發酵過程產酸，使pH下降，而含氮有機物分解產生的氨會引起pH值升高。但在發酵后期均出現了pH下降的情況。pH值降低說明反應產生了有機酸。

2.4 牛糞發酵過程中C/N的變化

圖3 發酵過程中C/N變化

C/N是最常用于評價有機物中腐熟度的參數,一般認為腐熟的堆肥C/N小于20[6]。由圖3可知,不同堆肥處理的C/N在堆肥開始的前3 d都呈上升趨勢，然后C/N都呈緩慢下降趨勢。在堆制的初期，隨著溫度的升高，堆料體內微生物大量繁殖，隨著微生物活力的增強，堆體中的有機物質分解加速，相對于氮素損失，含碳量下降加快，所以堆料體的C/N呈下降趨勢到堆肥的中后期，氮素損失逐漸減小，而有機物的分解速度也逐漸減緩，所以堆肥的C/N變化趨于緩和，最后達到一個相對的穩定。本實驗測定了前4天的C/N比變化進程，添加EM菌的處理的C/N下降較快,添加一定量的微生物菌劑加快了C/N降低的進程，促進了牛糞的腐熟過程[12]。

3 結論

在本試驗中，將新鮮牛糞中加入EM菌液，大大縮短了發酵的時間，而加EM菌與不加EM菌發酵的差異明顯。（1）將新鮮牛糞中加入EM菌液，增加了堆肥中的微生物的起始數量，縮短了積累的時間，使發酵升溫速度加快，最終縮短發酵的時間；（2）將新鮮牛糞中加入EM菌液，pH的變也有較大差異性，從差異性可以看出外加微生物的數量延長了高溫時間使發酵徹底；（3）將新鮮牛糞中加入EM菌液中，C/N比下降明鮮，對促進堆肥的腐熟度起到一定的作用。

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