嗜高溫微生物對稻稈—豬糞—蘑菇渣堆腐過程中理化生物性狀的影響

周祥+嚴媛媛+陳愛晶

摘要 本文利用稻稈—豬糞—蘑菇渣作為原料，外加嗜高溫微生物菌劑，采用堆肥腐熟的方式研究添加嗜高溫微生物菌劑作用下稻稈—豬糞—蘑菇渣在堆腐過程中理化生物性狀變化。結果表明，接種嗜高溫微生物菌劑能夠增加微生物的數量，延長高溫分解時間，加速碳水化合物的降解，促進堆肥腐化進程；接種嗜高溫微生物菌劑能顯著提高堆肥產品養分含量，提升堆肥品質。

關鍵詞 嗜高溫微生物；堆腐；稻稈—豬糞—蘑菇渣；理化生物性狀

中圖分類號 S141.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0169-02

目前，我國每年在田間焚燒的農作物秸稈約2億t，造成嚴重的環境污染和資源浪費，只有少量秸稈直接還田和用作飼料，而肥料化利用是農作物秸稈減量化和資源化最經濟有效的方式之一[1-2]。因此，本文利用稻稈—豬糞—蘑菇渣作為原料，外加嗜高溫微生物菌劑，采用堆肥腐熟的方式縮短農作物秸稈的降解時間，提高堆肥肥效，以期促進農作物秸稈肥料化和資源化利用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料有豬糞、水稻秸稈、蘑菇渣、嗜高溫微生物菌劑，物料基本特性見表1。

1.2 堆肥試驗

試驗時間為2016年5月10日至6月15日，將豬糞、水稻秸稈和蘑菇渣按5∶2∶3進行配比，并噴灑嗜高溫微生物菌劑，混合堆埋于陽光大棚內，調節含水率為70%左右，進行高溫發酵的堆肥試驗。試驗另設空白對照組。試驗前16 d每隔2 d記錄堆肥溫度，16 d后每隔4 d記錄堆肥溫度。每8 d從堆體取樣100 g，一部分樣品于105 ℃烘干粉碎后過0.8 mm篩，用于檢測木質素、纖維素、有機質、營養成分的含量；另一部分樣品用自封袋密封并保存于4 ℃ 冰箱中，用于測定pH值和微生物數量。

1.3 測定方法

微生物數量采用平板稀釋法測定；有機質含量采用重鉻酸鉀氧化法測定；氮、磷、鉀含量參考標準方法測定；木質素含量采用濃硫酸法測定；纖維素含量采用改進的濃酸水解定糖法測定。pH值的測定方法為稱取新鮮堆肥樣品2 g，按肥水比例1∶10稀釋后，120 r/min振蕩1 h，過濾，取上清液于小燒杯中，用pH計測定上清液的pH值[3-4]。

2 結果與分析

2.1 堆肥過程中溫度的變化

堆肥過程中溫度的變化可以反映堆肥腐熟進程。從圖1可以看出，對照處理與菌劑處理的堆體溫度變化均呈先上升后下降的趨勢，菌劑處理能加快堆肥發酵速度，縮短堆肥發酵時間。試驗第4天時，對照組堆體溫度>50 ℃，進入了高溫分解期，高溫分解僅維持4 d，期間最高溫度為53 ℃。試驗第2天時，菌劑處理的堆體>50 ℃，進入高溫分解期，并持續了7 d，最高溫度達65 ℃。經測定，添加嗜高溫微生物菌劑的堆肥理化性狀滿足堆肥衛生指標的要求。

2.2 堆肥過程中pH值的變化

從圖2可以看出，堆肥開始時各處理pH值為7.7～7.8，隨著堆肥的進行，pH值升高，在第8天時pH值達到最大值（8.3～8.5）。隨著堆肥的繼續進行，pH值再次降低，在堆肥結束時各處理堆肥pH值為7.8～7.9。試驗結果表明，添加嗜高溫微生物菌劑組堆肥的pH值高于空白組。

2.3 堆肥過程中有機質含量的變化

由圖3可以看出，堆肥第16天，對照組有機質含量為551 g/kg，比開始時降低了23.8%；添加嗜高溫微生物菌劑組的有機質含量為441 g/kg，比對照組降低了20.0%。第32天，對照組的有機質含量為511 g/kg，比開始時降低了29.3%；添加嗜高溫微生物菌劑組的有機質含量降低到442 g/kg，比對照組降低了13.5%。試驗結果表明，添加嗜高溫微生物菌劑可以顯著促進水稻秸稈—豬糞—蘑菇渣堆肥有機物質的降解。

2.4 堆肥過程中纖維素含量的變化

由圖4可以看出，對照組和菌劑組堆料中纖維素含量隨著堆肥的進行呈降低趨勢，但添加嗜高溫微生物菌劑組的纖維素含量下降幅度較大。堆肥結束時，對照組堆料中纖維素含量為15.8%，而添加嗜高溫微生物菌劑組的纖維素含量為12.3%。試驗結果表明，添加嗜高溫微生物菌劑有利于水稻秸稈—豬糞—蘑菇渣堆肥中纖維素的降解。

2.5 堆肥過程中木質素含量的變化

由圖5可以看出，經32 d的堆肥腐熟，對照組的木質素含量降至9.9%；添加嗜高溫微生物菌劑組的木質素含量降至8.9%。試驗結果表明，添加嗜高溫微生物菌劑能夠加速水稻秸稈—豬糞—蘑菇渣堆肥中木質素降解。

2.6 堆肥過程中微生物數量的變化

由圖6可以看出，隨著堆肥的進行，對照組與菌劑組堆料中細菌數量呈先上升后下降的趨勢。堆肥開始時，堆肥中易降解物質較多，細菌迅速繁殖，對照組和添加嗜高溫微生物菌劑組的細菌數量分別從2.1×109、5.9×109 CFU/g增加到第8天的4.3×109、8.2×109 CFU/g。隨著堆肥的進行，由于高溫及營養物質的消耗，大多數細菌死亡，細菌數量降低。堆肥結束時對照組和添加嗜高溫微生物菌劑組堆體細菌數量分別為2.3×109、4.4×109 CFU/g。試驗結果表明，添加嗜高溫微生物菌劑能增加堆肥初期細菌數量，促進有機質降解。

2.7 堆肥過程中養分含量的變化

氮、磷、鉀是農作物生長必需的大量元素，其含量的高低是衡量堆肥質量的標準。堆肥是好氧的生物、化學轉化過程，伴隨著有機物質的降解及氮、磷、鉀等大量元素的固定。從圖7～9可以看出，隨著堆肥的進行，氮、磷、鉀含量均呈持續上升趨勢，且菌劑處理組養分含量高于對照組，說明堆肥過程中添加嗜高溫微生物菌劑有利于營養物質的轉化和保存。

3 討論

堆肥是利用多種微生物菌劑的分解作用，將大量的農作物秸稈等碳水化合物分解為農作物可吸收利用的有機物質（下轉第177頁）

的過程[5-6]。自然堆肥腐熟時間過長、堆肥質量差，不利于農業生產廢料的高效利用，添加嗜高溫微生物菌劑能大大縮短農作物秸稈的有機物轉化速度和轉化率[7]。本試驗在豬糞—稻稈—蘑菇渣好氧高溫堆肥初期接種了嗜高溫微生物菌劑，增加了堆肥過程中微生物的數量，縮短了堆肥時間，加快了水稻秸稈—豬糞—蘑菇渣堆肥腐熟進程，加速了碳水化合物的降解，增加了氮、磷、鉀元素的轉化，提高了農作物秸稈的利用率。

4 結論

（1）在豬糞—稻稈—蘑菇渣好氧堆肥初期接種嗜高溫微生物菌劑能夠增加微生物的數量，延長高溫分解時間，加速碳水化合物的降解，促進堆肥腐化進程。

（2）接種嗜高溫微生物菌劑能顯著提高堆肥產品養分含量，提升堆肥品質。

5 參考文獻

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