不同發酵菌劑對玉米芯堆肥發酵過程中理化性質的影響

劉保偉+卜崇興+劉慧英+李文杰

摘要：以玉米芯為發酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有機物料腐熟劑（T2）、金寶貝菌劑（T3）3種菌劑處理下玉米芯基質的理化性質變化。結果表明：發酵結束后，各處理發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）處理的電導率值最低，pH值最高且接近中性；各處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的T值最小，其次為T2、T3處理；3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理的效果最好。整體試驗結果表明，添加不同發酵菌劑處理，對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中EM酵素菌的效果最優。

關鍵詞：玉米芯；發酵；菌劑；理化性質

中圖分類號：S141.4 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基質能為植株提供穩定而協調的水、氣、肥，以及結構的生長介質^[1-2]，是無土育苗及無土栽培的重要組成部分。近年來，隨著設施農業及穴盤育苗技術的迅猛發展，對基質的需求也急劇上升。在當前工農業生產中，各種工農業有機廢棄物排放量日趨增加，給環境造成了巨大壓力，而大量被拋棄或被燃燒的有機廢棄物經過一定的加工處理后可作為良好的環保型無土栽培有機基質。基于環境保護和為市場提供質優價廉的本土化基質的目的，利用有機固體廢棄物生產多樣化、無害化的栽培基質，實現自然資源的可循環利用是栽培基質選材的方向，也是近年來研究的熱點。

目前，國內外在有機廢棄物的有效利用研究中，主要通過高溫好氧堆肥化處理，使堆肥原料中的不穩定有機物經過一段時間生物氧化和腐熟，形成性質穩定、對農作物無害的堆肥產品^[3-4]。但堆肥速度與質量因基質種類、發酵條件（發酵微生物、基質碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌種的選擇是影響堆肥速度與質量的重要因素。

玉米芯是玉米脫粒后的廢棄物，開發玉米芯作為無土栽培基質，將對資源的綜合利用和地方經濟的發展起很大的作用。新疆是重要的玉米制種基地，每年可產生上百萬噸玉米芯。因此，本試驗旨在開展不同發酵菌劑對玉米芯堆肥發酵過程中理化性狀的影響研究，探討玉米芯育苗基質生物發酵生產的關鍵技術，為研制開發適合蔬菜育苗的優質、廉價的本土化育苗基質提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以玉米芯為試驗材料。采用的3種發酵菌劑為市售，分別為EM酵素菌（河南磐龍酵素菌生物工程有限公司）、有機物料腐熟劑（北京世紀阿姆斯生物技術有限公司）、金寶貝菌劑（北京華夏康源科技有限公司）。

1.2 試驗方法

試驗于2011—2012年在石河子大學農學院的綜合試驗站進行。試驗采用堆肥化腐熟處理，堆置前將玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊糞、尿素、水等配料以調節碳氮比至適宜的水平（30 ∶1）；同時應控制總物料的含水量為50%～60%，將預培養的菌劑均勻地與玉米芯基質充分混合。試驗共設表1中的4個處理，以不添加發酵菌劑的處理為對照（CK）。隨機區組設計，重復3次。堆體直徑約 1.5 m，高0.8 m，堆體上覆蓋塑料薄膜進行發酵。堆肥發酵期間，于每天14：00觀察堆體溫度，待堆體溫度達到65 ℃左右時及時翻堆并調整水分含量在50%～60%。試驗期間共取樣4次，依次為發酵后0、10、20、30 d，取各處理堆體中心部位處100 g基質作為樣品，使其自然風干后進行理化性質的測定。待堆體溫度與環境溫度基本一致、發酵物料變成深褐色、無惡臭味時結束試驗。

3 結論

在發酵過程中，如果氧氣充足，微生物的活動會消耗有機物、水分等，從而使得堆肥物質快速分解，并產生大量熱及CO2。55 ℃的堆肥發酵溫度是殺滅發酵堆肥中所含致病生物、保證基質的衛生指標達到合格的重要條件。本研究結果表明，添加不同發酵菌劑處理對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中T1的效果最優，T2、T3處理的差異并不明顯。

發酵結束后，4個處理的發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，但容重偏輕，因此玉米芯屬輕型基質，固持作用能力差。總孔隙度、持水孔隙在理想范圍內，符合栽培基質要求；通氣孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基質應適時與其他基質復配，可以形成理化性質良好的有機質基質。

本研究表明，隨著發酵時間的延長，各個處理pH值呈下降趨勢，電導率呈上升趨勢。4個處理的發酵基質pH值均呈現微酸性，在理想范圍內；但電導率偏大，高于理想值。其中，以T1處理的電導率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是檢驗物料腐熟度的一個重要指標。部分研究者認為，當堆肥碳氮比減少到20以下時，堆肥達到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等認為，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要條件，建議采用T=終點碳氮比/初始碳氮比來評價更為合適，并認為當T值小于0.6時堆肥才算腐熟完全^[6]。3種添加發酵菌劑的處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的值最小，其次為T3、T2處理；而對照的碳氮比最大，且T值為0.66，說明未添加發酵菌劑的處理發酵還未完成。3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理效果最好 。

綜上所述，添加3種不同微生物菌劑可有效加速玉米芯的發酵腐熟，縮短發酵時間。其中，添加EM酵素菌的玉米芯發酵效果最佳。

參考文獻：

[1]連兆煌，李式軍. 無土栽培原理與技術[M]. 北京：中國農業出版社，1994.

[2]郭世榮. 無土栽培學[M]. 北京：中國農業出版社，2003.

[3]李承強，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究進展[J]. 環境科學進展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 無土栽培技術研究的歷史、現狀與進展[J]. 農業系統科學與綜合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黃華波，王禎麗，王連鎮，等. 棉花秸桿理化性狀的測定及分析[J]. 農業工程學報，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黃玉明，張志國. PT法-基質理化性質的快速測定方法[J]. 北方園藝，2003（1）：41.

[10]李謙盛，郭世榮，李式軍. 基質EC值與作物生長的關系及其測定方法比較[J]. 中國蔬菜，2004（1）：70-71.endprint

摘要：以玉米芯為發酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有機物料腐熟劑（T2）、金寶貝菌劑（T3）3種菌劑處理下玉米芯基質的理化性質變化。結果表明：發酵結束后，各處理發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）處理的電導率值最低，pH值最高且接近中性；各處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的T值最小，其次為T2、T3處理；3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理的效果最好。整體試驗結果表明，添加不同發酵菌劑處理，對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中EM酵素菌的效果最優。

關鍵詞：玉米芯；發酵；菌劑；理化性質

中圖分類號：S141.4 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基質能為植株提供穩定而協調的水、氣、肥，以及結構的生長介質^[1-2]，是無土育苗及無土栽培的重要組成部分。近年來，隨著設施農業及穴盤育苗技術的迅猛發展，對基質的需求也急劇上升。在當前工農業生產中，各種工農業有機廢棄物排放量日趨增加，給環境造成了巨大壓力，而大量被拋棄或被燃燒的有機廢棄物經過一定的加工處理后可作為良好的環保型無土栽培有機基質。基于環境保護和為市場提供質優價廉的本土化基質的目的，利用有機固體廢棄物生產多樣化、無害化的栽培基質，實現自然資源的可循環利用是栽培基質選材的方向，也是近年來研究的熱點。

目前，國內外在有機廢棄物的有效利用研究中，主要通過高溫好氧堆肥化處理，使堆肥原料中的不穩定有機物經過一段時間生物氧化和腐熟，形成性質穩定、對農作物無害的堆肥產品^[3-4]。但堆肥速度與質量因基質種類、發酵條件（發酵微生物、基質碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌種的選擇是影響堆肥速度與質量的重要因素。

玉米芯是玉米脫粒后的廢棄物，開發玉米芯作為無土栽培基質，將對資源的綜合利用和地方經濟的發展起很大的作用。新疆是重要的玉米制種基地，每年可產生上百萬噸玉米芯。因此，本試驗旨在開展不同發酵菌劑對玉米芯堆肥發酵過程中理化性狀的影響研究，探討玉米芯育苗基質生物發酵生產的關鍵技術，為研制開發適合蔬菜育苗的優質、廉價的本土化育苗基質提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以玉米芯為試驗材料。采用的3種發酵菌劑為市售，分別為EM酵素菌（河南磐龍酵素菌生物工程有限公司）、有機物料腐熟劑（北京世紀阿姆斯生物技術有限公司）、金寶貝菌劑（北京華夏康源科技有限公司）。

1.2 試驗方法

試驗于2011—2012年在石河子大學農學院的綜合試驗站進行。試驗采用堆肥化腐熟處理，堆置前將玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊糞、尿素、水等配料以調節碳氮比至適宜的水平（30 ∶1）；同時應控制總物料的含水量為50%～60%，將預培養的菌劑均勻地與玉米芯基質充分混合。試驗共設表1中的4個處理，以不添加發酵菌劑的處理為對照（CK）。隨機區組設計，重復3次。堆體直徑約 1.5 m，高0.8 m，堆體上覆蓋塑料薄膜進行發酵。堆肥發酵期間，于每天14：00觀察堆體溫度，待堆體溫度達到65 ℃左右時及時翻堆并調整水分含量在50%～60%。試驗期間共取樣4次，依次為發酵后0、10、20、30 d，取各處理堆體中心部位處100 g基質作為樣品，使其自然風干后進行理化性質的測定。待堆體溫度與環境溫度基本一致、發酵物料變成深褐色、無惡臭味時結束試驗。

3 結論

在發酵過程中，如果氧氣充足，微生物的活動會消耗有機物、水分等，從而使得堆肥物質快速分解，并產生大量熱及CO2。55 ℃的堆肥發酵溫度是殺滅發酵堆肥中所含致病生物、保證基質的衛生指標達到合格的重要條件。本研究結果表明，添加不同發酵菌劑處理對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中T1的效果最優，T2、T3處理的差異并不明顯。

發酵結束后，4個處理的發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，但容重偏輕，因此玉米芯屬輕型基質，固持作用能力差。總孔隙度、持水孔隙在理想范圍內，符合栽培基質要求；通氣孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基質應適時與其他基質復配，可以形成理化性質良好的有機質基質。

本研究表明，隨著發酵時間的延長，各個處理pH值呈下降趨勢，電導率呈上升趨勢。4個處理的發酵基質pH值均呈現微酸性，在理想范圍內；但電導率偏大，高于理想值。其中，以T1處理的電導率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是檢驗物料腐熟度的一個重要指標。部分研究者認為，當堆肥碳氮比減少到20以下時，堆肥達到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等認為，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要條件，建議采用T=終點碳氮比/初始碳氮比來評價更為合適，并認為當T值小于0.6時堆肥才算腐熟完全^[6]。3種添加發酵菌劑的處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的值最小，其次為T3、T2處理；而對照的碳氮比最大，且T值為0.66，說明未添加發酵菌劑的處理發酵還未完成。3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理效果最好 。

綜上所述，添加3種不同微生物菌劑可有效加速玉米芯的發酵腐熟，縮短發酵時間。其中，添加EM酵素菌的玉米芯發酵效果最佳。

參考文獻：

[1]連兆煌，李式軍. 無土栽培原理與技術[M]. 北京：中國農業出版社，1994.

[2]郭世榮. 無土栽培學[M]. 北京：中國農業出版社，2003.

[3]李承強，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究進展[J]. 環境科學進展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 無土栽培技術研究的歷史、現狀與進展[J]. 農業系統科學與綜合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黃華波，王禎麗，王連鎮，等. 棉花秸桿理化性狀的測定及分析[J]. 農業工程學報，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黃玉明，張志國. PT法-基質理化性質的快速測定方法[J]. 北方園藝，2003（1）：41.

[10]李謙盛，郭世榮，李式軍. 基質EC值與作物生長的關系及其測定方法比較[J]. 中國蔬菜，2004（1）：70-71.endprint

摘要：以玉米芯為發酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有機物料腐熟劑（T2）、金寶貝菌劑（T3）3種菌劑處理下玉米芯基質的理化性質變化。結果表明：發酵結束后，各處理發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）處理的電導率值最低，pH值最高且接近中性；各處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的T值最小，其次為T2、T3處理；3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理的效果最好。整體試驗結果表明，添加不同發酵菌劑處理，對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中EM酵素菌的效果最優。

關鍵詞：玉米芯；發酵；菌劑；理化性質

中圖分類號：S141.4 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基質能為植株提供穩定而協調的水、氣、肥，以及結構的生長介質^[1-2]，是無土育苗及無土栽培的重要組成部分。近年來，隨著設施農業及穴盤育苗技術的迅猛發展，對基質的需求也急劇上升。在當前工農業生產中，各種工農業有機廢棄物排放量日趨增加，給環境造成了巨大壓力，而大量被拋棄或被燃燒的有機廢棄物經過一定的加工處理后可作為良好的環保型無土栽培有機基質。基于環境保護和為市場提供質優價廉的本土化基質的目的，利用有機固體廢棄物生產多樣化、無害化的栽培基質，實現自然資源的可循環利用是栽培基質選材的方向，也是近年來研究的熱點。

目前，國內外在有機廢棄物的有效利用研究中，主要通過高溫好氧堆肥化處理，使堆肥原料中的不穩定有機物經過一段時間生物氧化和腐熟，形成性質穩定、對農作物無害的堆肥產品^[3-4]。但堆肥速度與質量因基質種類、發酵條件（發酵微生物、基質碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌種的選擇是影響堆肥速度與質量的重要因素。

玉米芯是玉米脫粒后的廢棄物，開發玉米芯作為無土栽培基質，將對資源的綜合利用和地方經濟的發展起很大的作用。新疆是重要的玉米制種基地，每年可產生上百萬噸玉米芯。因此，本試驗旨在開展不同發酵菌劑對玉米芯堆肥發酵過程中理化性狀的影響研究，探討玉米芯育苗基質生物發酵生產的關鍵技術，為研制開發適合蔬菜育苗的優質、廉價的本土化育苗基質提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以玉米芯為試驗材料。采用的3種發酵菌劑為市售，分別為EM酵素菌（河南磐龍酵素菌生物工程有限公司）、有機物料腐熟劑（北京世紀阿姆斯生物技術有限公司）、金寶貝菌劑（北京華夏康源科技有限公司）。

1.2 試驗方法

試驗于2011—2012年在石河子大學農學院的綜合試驗站進行。試驗采用堆肥化腐熟處理，堆置前將玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊糞、尿素、水等配料以調節碳氮比至適宜的水平（30 ∶1）；同時應控制總物料的含水量為50%～60%，將預培養的菌劑均勻地與玉米芯基質充分混合。試驗共設表1中的4個處理，以不添加發酵菌劑的處理為對照（CK）。隨機區組設計，重復3次。堆體直徑約 1.5 m，高0.8 m，堆體上覆蓋塑料薄膜進行發酵。堆肥發酵期間，于每天14：00觀察堆體溫度，待堆體溫度達到65 ℃左右時及時翻堆并調整水分含量在50%～60%。試驗期間共取樣4次，依次為發酵后0、10、20、30 d，取各處理堆體中心部位處100 g基質作為樣品，使其自然風干后進行理化性質的測定。待堆體溫度與環境溫度基本一致、發酵物料變成深褐色、無惡臭味時結束試驗。

3 結論

在發酵過程中，如果氧氣充足，微生物的活動會消耗有機物、水分等，從而使得堆肥物質快速分解，并產生大量熱及CO2。55 ℃的堆肥發酵溫度是殺滅發酵堆肥中所含致病生物、保證基質的衛生指標達到合格的重要條件。本研究結果表明，添加不同發酵菌劑處理對提高發酵過程中的溫度有一定幫助，其中T1的效果最優，T2、T3處理的差異并不明顯。

發酵結束后，4個處理的發酵基質的物理性質均接近栽培基質的要求，但容重偏輕，因此玉米芯屬輕型基質，固持作用能力差。總孔隙度、持水孔隙在理想范圍內，符合栽培基質要求；通氣孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基質應適時與其他基質復配，可以形成理化性質良好的有機質基質。

本研究表明，隨著發酵時間的延長，各個處理pH值呈下降趨勢，電導率呈上升趨勢。4個處理的發酵基質pH值均呈現微酸性，在理想范圍內；但電導率偏大，高于理想值。其中，以T1處理的電導率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是檢驗物料腐熟度的一個重要指標。部分研究者認為，當堆肥碳氮比減少到20以下時，堆肥達到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等認為，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要條件，建議采用T=終點碳氮比/初始碳氮比來評價更為合適，并認為當T值小于0.6時堆肥才算腐熟完全^[6]。3種添加發酵菌劑的處理的T值均低于0.6，其中以T1處理的值最小，其次為T3、T2處理；而對照的碳氮比最大，且T值為0.66，說明未添加發酵菌劑的處理發酵還未完成。3種發酵菌劑均能不同程度縮短發酵時間，其中以T1處理效果最好 。

綜上所述，添加3種不同微生物菌劑可有效加速玉米芯的發酵腐熟，縮短發酵時間。其中，添加EM酵素菌的玉米芯發酵效果最佳。

參考文獻：

[1]連兆煌，李式軍. 無土栽培原理與技術[M]. 北京：中國農業出版社，1994.

[2]郭世榮. 無土栽培學[M]. 北京：中國農業出版社，2003.

[3]李承強，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究進展[J]. 環境科學進展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 無土栽培技術研究的歷史、現狀與進展[J]. 農業系統科學與綜合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黃華波，王禎麗，王連鎮，等. 棉花秸桿理化性狀的測定及分析[J]. 農業工程學報，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黃玉明，張志國. PT法-基質理化性質的快速測定方法[J]. 北方園藝，2003（1）：41.

[10]李謙盛，郭世榮，李式軍. 基質EC值與作物生長的關系及其測定方法比較[J]. 中國蔬菜，2004（1）：70-71.endprint