西北大学硕士毕业论文熟度＂是国际上公认的衡量堆肥反应进行程度的一个概念性参数。一般认为，作为一项生产中用以指示反应进行程度的控制标准，必须具有操作方便、反应直观、适应面广、技术可靠等特点。目前，评价堆肥腐熟度的指标主要有三类：物理指标，化学指标，生物指标。３．５．１物理指标物理学指标通常指的是通过堆肥的表观特征及一些物理学方法来确定堆肥的腐熟程度。主要包括堆肥的温度、颜色、气味等特征。物理学指标具有直观、迅速、易于测定的特点，用以定性描述堆肥过程所处的状态，但是这种方法只能初步断定堆肥的腐熟度，并不能进行定量的分析，因此只能作为堆肥腐熟度的一项辅助指标。３．５．２化学指标化学指标指通过分析堆肥过程中堆料的化学成分或性质的变化以评价堆肥腐熟度。用于研究堆肥腐熟度的化学指标主要有：碳氮比、有机质变化指标、氨氮指标、腐殖化指标和ｐＨ值等。核磁共振ＮＭＲ、红外光谱ＦＴ－ＩＲ和色谱技术的应用揭示了堆肥微观物质结构的变化，有助于评价化学指标的合理性。３．５．３生物指标生物学指标能够综合反映堆肥的实用性，一般用于判断堆肥的稳定性，但其测定耗时长，工作量较大，很少单独用于判断堆肥腐熟。综上所述，单一的参数很难确定堆肥的化学及生物学的稳定性，只有采用多种分析方法测定多个指标，然后根据这些指标综合分析堆肥的腐熟状况。将化学指标与生物学指标结合起来用以评价腐熟度是目前最为常用和可行的方法（刘萃文和侯志研，１９９９）。４微生物接种剂的研究进展传统的自然堆肥法对于性冷牛粪不仅耗时长，而且发酵温度也不高，难以杀灭粪便中所含的大量杂草种子和虫卵病菌，堆制过程中堆肥周围恶臭难闻，污水流淌，蚊、蝇滋生，成为农业环境中重要的污染源（沈根祥等，１９９９；李士田，１９９０），与此同时，氮素养分以氨气的形式大量散发，降低了堆肥的农用价值，肥效缓慢。这是由于堆肥过程是一个微生物群落结构演替非常迅速的多个微生物１Ｓ程憩大学硕士毕业论文群体共同作用丽实现的动态过程，在发酵的不同阶段，需要有不同的微生物发挥作用，而自然堆肥中的微生物种类和数量有限，不能有效地降解堆肥中复杂的有机质成分，从而造成堆肥进程缓慢。因此，如何向堆肥中添加外源微生物，调节堆肥的菌群结构和数量，已成为目前国内外堆肥研究的重点。鼹本、美国等国家已经开始利用专门微生物菌剂对性冷牛粪进行高温堆腮发酵处理，部分菌剂产罴己打入我国市场。其中最具代表的是日本的ＥＭ菌翁，其在鸡粪、秸秆等有机材料混合堆肥发酵中取得了良好的效果一能有效去除畜禽粪便的恶臭，缩短发酵周期，加速堆肥腐熟进程（陈廷伟和葛诚，１９９５；赵京音等，１９９５）。我国对微生物接种剂的研究起步较晚，但目前也取得了一定的成绩。席北斗等（席北斗等，２００１）利用复合微生物菌剂进行垃圾堆嚣誉试验，结果表明，接种复合微生物菌荆的堆嚣巴系统不仅徽生物总数高于对照组，褥且其种群结构合理，能明显提高堆肥效率，有效控制臭气的产生，提高堆肥腐熟度。上海市农科院环境科学研究所的沈根祥、袁大伟等人（沈根祥等，１９９９）报道了Ｈｓｐ菌剂对牛粪堆肥发酵的影响，结果表明，Ｈｓｐ菌剂能迅速提高发酵温度，具有快速堆肥熟化和无害化的功效。黄懿梅等（黄懿梅等，２００２）利用两种外源茵对鸡粪进行堆肥试验的结果表明，添加外源微生物能够较好的保存氮索，缩短堆船时闻。魏叁民、刘益仁等（魏自民等，２００６；刘益仁等，２００６）的研究结果均表臻接种外源微生物可明显加快堆肥的腐熟。５生物有机肥的特点生物有机肥是在堆肥的基础上，通过一定的工艺条件，向堆体中添加功能性微生物蓥荆，两制戒的含有大量功能性微生物的有机蒡慧料，其萎墨效高于普通堆肥的产品。层前匡内外对生物有枧肥（温志良等，２０００：薛祖源，２００３）还没有一个统一的定义，大部分专家认同的概念是：生物有机肥是以畜禽粪便、城市生活垃圾、农作物秸秆、农副产品和食品加工产生的有机废弃物为原料，配以多功能发酵菌种剂，使之快速除臭、腐熟、脱水，再添加功能性微生物菌剂，加工而成的含有一定量功能性微生物的有机肥料。生物有机肥可以改善±质，增强土壤肥力。土壤腮力的形成与提高是在一定１６疆ｊ艺大学硕士毕业论文的光、温、水、气、热条件下，通过土壤中的有机物、无机物与微生物相互作用的结果（贾继文，１９９７）。生物有机肥是一种生物性的土壤改良剂，它可改善地力，使土壤恢复正常的生态平衡，可增加土壤有机质含量，形成团粒结构，提高土壤透气、保水、保肥性能，从而有利于作物根系的生长（李华，１９９８）。生物有机肥可提高和改善植物品质和产量。生物有机腮无毒、无害、使用安全，能有效提高化肥利用率，分解农药残留，改善作物磊质，扶面生产出无公害食晶。一方面，生物有机肥减少了因化肥施用过量而引起农产品对人体和禽兽造成的危害；另一方面，生物有机肥本身含有的无机、有机养分可直接提供农作物营养，有利于作物的吸收和品质的提高（代勇等，２００２）。生物有机肥能够增强土壤酶的活性。土壤中微生物的活动是土壤酶形成和积累的根本来源。±壤微生物含量增加，土壤过氧化酶，转化酶等活性显著提高，出于酶促效应增强，加速了土壤有机质的分解和矿物养分的转化，获而有利予农作物根系对养分的吸收（唐咏，１９９９）。生物有机肥能够增强植物抗病虫害的能力。生物有机肥料能促进作物根际有益微生物的增殖，改善作物根际生态环境。有益微生物的大量繁殖和抗病因子的增加，在植物根际区域形成优势种群，抑制了病原微生物的生长繁殖，降低了植物瘸虫害的发生：同时，有益微生物可诱导植物产生抗菌素类物质和植物的过氧化氢酶、多酚氧化酶等，参与植物的防御反应，提嵩穗物的抗病虫害的能力，降低重茬作物的病情指数，连年施用，可大大缓解连作障碍（高宝岩等，２０００；李南和李涛，２００１）。生物有机肥中的有益微生物在繁殖过程中向土壤分泌多种代谢产物，拮抗有害微生物，能促进土壤中养分的转化，提高土壤养分的有效性，改善作物的营养条件，增加土壤肥力。本研究通过向牛粪中添加复合微生物菌剂，有效地降解了牛粪中的有机质，促进了物料的腐熟，同时采用二次发酵工艺，在一次发酵温度下降到４０℃左右时向物料中添加氮、磷、钾复合菌群，并控制发酵工艺条件，使其大量繁殖，生产生物有机肥，有效地提高了产品中的有益活菌数，增加了生物有机肥的肥效。１７西北大学硕士毕业论文第二章一次发酵复合微生物菌剂的制备在长期的实验和生产实践中，人们不断发现许多重要的生化过程是单株微生物不能完成或只能微弱进行的，随着对微生物间互生和协同作用的深入研究，复合微生接种剂已逐渐取代单一微生物接种剂，而成为堆肥发酵研究的热点。本试验从青藏牦牛粪自然堆肥中筛选出生长速率快、纤维素酶活高的菌株，并将其与实验室原有的菌株进行复配，通过堆肥试验确定菌株的最佳复配比例，制备成复合微生物菌剂，作为一次发酵阶段的接种剂，提高发酵效率。１材料与方法１．１筛选样品青藏牦牛粪自然堆肥。１．２堆肥原料以新鲜牛粪和稻壳粉为堆肥原料，牛粪取自上海光明金山牧场，稻壳粉为市售。原料的理化性质见表２．１。表２－１原料的主要理化性质Ｔａｂ．２—１Ｔｈｅｍａｉｎｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｍｐｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌ从原料角度出发，好氧堆肥原料要求具有丰富的营养，合适的Ｃ／Ｎ以及适宜的水分等。本文选用稻壳粉作为辅料，主要用于调解原料的含水率，同时调节原料的Ｃ／Ｎ（并辅以少量的尿素或木屑调节）。１．３培养基１．３．１富集培养基ＫＨ２Ｐ０４Ｈ２０２９，（ＮＨ４）２Ｓ０４１．４９，ＭｇＳＯａ‘７１－１２０１．７ｍｇ，ＣＯＣｌ２０．３９，ＣａＣｌ２０．３９，ＦｅＳ０４。７２０９，５ｍｇ，ＭｎＳ０４１．６ｍｇ，ＺｎＣｌ２１．７ｍｇ，ＣＭＣ－Ｎａ蒸馏水１０００ｍＬ，ｐＨ５．５（王慧杰和张晓静，２００６）。１８西北大学硕士毕业论文１．３．２筛选培养基１．３。２。ｌ刚果红纤维素琼脂ＫＨ２Ｐ０４２．０９，Ｍ９２Ｓ０４０．２５９，琼脂１４．０９，明胶２．０９，纤维素粉１．８８９，刚果红０．２０９，水１０００ｍＬ，蝉７．０。培养基中的琼脂均需预处理以除去可能存在的碳源（刘德海等，２００５）。１．３．２。２滤纸条培养基向试管中加入上述无机盐培养基５ｍＬ，加１条新华滤纸（１ｃｍｘ６ｃｍ）垂直于试管中，一部分露出斜面，加棉塞，１２１℃，灭菌３０ｍｉｎ（刘德海等，２００５）。１．３．３发酵培养基基础固体产酶培养基：碱处理稻草粉４９，去淀粉麸皮ｌｇ，无机盐培养液１５ｍＬ，ＫＨ２Ｐ０４４９／Ｌ，（ＮＨ４）２Ｓ０４１６９／Ｌ，ＭｇＳ０４ｌｇ／Ｌ。１．３。４扩大菌种培养基参照农用微生物菌剂标准（ＮＹ／Ｔ８８４－２００４）：ＰＤＡ培养基（马铃薯葡萄糖培养基），用于培养和鉴定霉菌；牛肉膏蛋白胨培养基，用于培养枯草芽孢杆菌和假单胞菌：固体培养基为灭菌麸皮。１．４菌株的筛选方法１．４．１富集将采集的样品称取１０９置于无菌三角瓶中，加入１００ｍｌ无菌水和玻璃珠振荡均匀后，取１０ｍｌ悬浮液于盛有１００ｍｌ富集培养基的三焦瓶中，在２８℃，２２０ｒｐｍ条件下，振荡培养３＂－＇５ｄ。１．４．２初筛将富集后的培养液进行浓度梯度稀释后，涂布于分离筛选培养基上，倒置恒温培养，观察透明圈的大小，选取透明圈７菌落直径比值较大菌落的菌株进行复筛。１．４．３复筛１．４．３．１生长曲线的绘制将初筛得到的菌株接种到ＰＤＡ摇瓶培养基中，在２８＂０，２２０ｒｐｍ的条件下，培养８ｄ，以菌丝干重为纵坐标，培养时间为横坐标，绘制菌株的生长曲线。１９
牛粪发酵生产生物有机肥的工艺优化及应用研究 - 图文
