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第４０卷第ｌＯ期２００９年ｌＯ月东北农业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅ鹊ｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ４０（１０１：５２—５４Ｏｃｔ．２０Ｄ９接种纤维素分解菌与固氮菌对牛粪堆肥发酵的影响孙海英，许修宏‘（东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨１５００３０）摘要：将牛粪与稻草按ｌ：３．５的比例混合堆肥，接种纤维素分解茵、纤维素分解茵＋固氮茵。结果表明。与接种纤维素分解菌和不接种的对照处理比较，接种纤维素分解茵＋固氮茵的处理堆温上升显著加快、Ｃ／Ｎ（碳氮比）显著降低、ｐＨ在堆肥前期上升快；接种纤维素分解茵的处理比对照堆温上升加快、Ｃ／Ｎ低。在同时加入纤维素分解茵和固氮茵之后，堆肥过程中Ｃ／Ｎ明显降低，提高了堆肥的肥效，最大限度的保留了堆肥物料中的氮素营养。关键词：纤维素分解茵；固氮茵；牛粪；堆肥中图分类号：Ｓ１４１．４文献标识码：Ａ文章编号：１００５－９３６９（２００９）１０—００５２—０３Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｏｃｕｌａｔｉｎｇｃｅｌｌｕｌｏｓｅ—ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｎｄＡＺｏｔｏｂａｃｔｅｒＯｎＣＯｗｍａｎｕｒｅｃｏｍｐｏｓｔｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ／ｓｕＮＨａｉｙｉｎｇ．ＸＵＸｉｕｈｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｗｍａｎｕｒｅａｎｄｒｉｃｅｓｔａｌｋｓｗｅｒｅｍｉｘｅｄｔｏｍａｋｅｃｏｍｐｏｓｔａｔｔｈｅｒａｔｉｏｏｆ１：３．５ａｎｄｃｅｌｌｕ．ｂａｃｔｅｄａ＋Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒｗｅｒｅｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ１０ｓｅ・ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ。ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ—ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｃｏｍｐａｒｅｄｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｈｉｇｈｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｏｗｅｒＣ／ＮｒａｔｉｏａｎｄｈｉｇｈｅｒｐＨｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｅａｒｌｉｅｒｓｔａｇｅｏｆｔｈｅｗｅｒｅｃｏｍｐｏｓｔｉｎｏｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ＋Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｏｓｔｉｎｏｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａａｌｏｎｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏＩ．ｎｗｈｉｃｈｂａｃｔｅｒｉａａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｈｉｇｈｅｒｎｏｔｈｉｎｇｗａｓｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｔｉｎｏｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｏｗｅｒＣ／Ｎｒａｔｉｏｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏｎｔｒ０１．Ｉｎｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅＣ／Ｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｗｈｅｎｂｏｔｈｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｏｆｔｈｅｂａｃｔｅｒｉａａｎｄＡｚｏｔｏｂａｃｔｅｒｗｅｒｅａｄｄｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇａｎｄｒｅｔａｉｎｅｄｔｈｅｎｕｔｒｉｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｃｏｍｐｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌｓｍａｘｉｍｕｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ；Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｃ，ｃｏｗｍａｎｕｒｅ；ｃｏｍｐｏｓｔ堆肥过程中，由不同微生物组合成的集合体被证实在生物转化中起主要作用【ｌ】，可以通过混合培养获得较优的产酶和降解效果ｌ御。因此，为了缩短堆肥时间、提高堆肥质量可以接种一些功能微生物。国内外微生物接种剂发展趋势可分为两类：一类是在发酵过程中加入纤维素分解菌，以便促进有机质分解，缩短发酵时间，另一类是接种固氮微生物、解磷和解钾细菌，以便有利于堆肥中养分的保存。收稿日期：２００９－０３—２３本试验在堆肥中加入固氮菌后，基于纤维素分解菌与固氮菌组合的协同作用，牛粪堆肥物料中可被植物吸收利用的氮元素最大限度的保留，为筛选堆肥效果更好的优势接种菌剂提供依据。１材料与方法纤维素分解菌分离于鲜牛粪，固氮菌分离于黑１．１试验材料龙江省五常市。两株菌参照文献［３】鉴定，纤维素基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目（ＫＳＣＸＩ—ＹＷ－－０９－－０９－０３）；黑龙江省科技计划项目（ＫＴ０５Ａ４００一１）；哈尔滨市科技攻关计划项目（２００７ＡＡ６ＣＮｌ０５）；东北农业大学创新团队发展计划项目（ＣＸＴ００３—２—１）作者简介：孙海英（１９８３－），女，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为农业微生物。Ｅ－－ｍａｉｌ：ｓｕｎｈｙ７６７６６３９１＠１６３．ｃｏｒｎ・通讯作者：许修宏，教授，博士生导师，研究方向为食用菌、微生物肥料、微生物除草剂。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｏｗａｒｄ２８５７＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃ帆万方数据
第１０期孙海英等：接种纤维索分解菌与固氮菌对牛粪堆肥发酵的影响分解菌为具有纤维素分解能力的蜡样芽孢杆菌，固氮菌为德克斯氏菌属胶德氏克斯氏菌。１．２堆肥建堆堆肥试验于２００８年秋季进行，将稻草铡成５分别取样，然后将３点样品均匀混合，以四分法取混合样品１．５ｋ左右装入取样袋待测。ｐＨ测定采用ｐＨ计；碳的含量采用１８３型总有机碳测定仪；氮的含量采用凯氏测氮法１２－５１。ｃｍ长的小段，稻草牛粪质量比为ｌ：３．５，均匀混合，含水量６０％左右。接种：Ｉ．纤维素分解菌；Ⅱ．纤维素分解菌＋固氮菌，以不接种菌剂的处理为对照，接种方式为边建堆边均匀喷洒菌液，菌液密度为１０７～１０８个・ｍＬ一。堆体呈圆锥形，高ｌｍ，２结果与分析接种纤维素分解菌＋固氮菌处理堆肥温度上升２．１接种不同微生物菌剂对牛粪堆肥温度的影响显著高于接种纤维素分解菌处理和对照（见表１）。温度最低处为每次翻堆后的温度，一般都在４０℃左右。由图１可以看出，堆肥初期，堆体温度与环境温度一致，经过４ｄ的作用，纤维素分解菌＋固氮菌堆达到理想温度５６℃，在这样的高温下，堆肥只要１个星期即可达到无害化嘲；接种纤维索分解菌的处理温度明显低于接种纤维素分解菌＋固氮菌处理，但高于对照处理。直径约为１．２ｍ。堆制３０ｄ，堆体温度开始下降时进行翻堆。１．３指标测定将温度计插入堆料中，深度为２５—３０ｃｍ，每天上午９：００、下午３：００测定温度，以两次温度的平均值作为当天料温。分别在堆肥第０、５、１０、１５、２０、２５和３０天取样，在堆体深度２０、５０和８０ｃｍ表１不同处理堆肥的温度特性ＴａｂｌｅｌＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｅａｔｌｌｒｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｔ试ｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ∞加对照处理中，初始ｐＨ分别为７．０４、７．１９和７．０７，发酵结束时ｐＨ分别为５．８８、６．１２和６．６５（见图２）。∞卯一ｐ一魁赠∞如∞０。妒够一谬一＾∥一５一√●／些尺小一声－译一，』ｋ０ｋ—２５各处理的ｐＨ均呈现先上升后下降的趋势。发酵前期ｐＨ上升的现象可能是该时期微生物氨化作用加强，有机氮大量转变为ＮＨ，造成的。接种纤维素分解菌＋固氮菌处理ｐＨ在堆肥前期上升快，这可能与该处理堆温高、氨化作用强烈有关；单独接种纤维素分解菌的处理ｐＨ上升较慢，两个处理和对照ｐＨ达到的最高值相近，但是单独接种纤维素分解菌的处理前期ｐＨ却较低，其原因有待进一步研究。２．３接种不同微生物菌剂对牛粪堆肥Ｃ／Ｎ的影响堆肥过程中各处理的Ｃ／Ｎ均呈现出下降趋势（见图３），接种纤维素分解菌＋固氮菌处理堆肥Ｃ／Ｎ～一ｌＯ一ｑ１５～一Ｌ２０堆肥时间（ｄ）Ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｔｉｍｅｔ纤维素分解菌＋固氮菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ＋Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ◆纤维紊分解菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ—ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ★对照ＣＫ图１不同堆肥处理中温度的变化Ｆｉｇ．１Ｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ２．２接种不同微生物菌剂对牛粪堆肥ｐＨ的影响接种纤维素分解菌＋固氮菌、纤维素分解菌和显著低于接种纤维素分解菌处理和对照，接种纤维素分解菌处理的Ｃ／Ｎ略低于对照但高于接种纤维万方数据
东北农业大学学报第４０卷素分解菌＋固氮菌处理。Ｃ／Ｎ是影响堆肥效果的重要因素，堆肥过程理想的碳氮比为２０：１—３２：ｌ。发酵后Ｃ／Ｎ较发酵前有所下降，说明堆肥向着稳定化、腐熟化、无害化方向转变【４ｌ。纤维素分解菌＋固氮菌堆处理中由于加入固氮菌，对堆肥氮素的有效保留起到了明显的作用。１０．Ｏ９．５Ｏ５ｌＯ１５２０２５堆肥时间（ｄ）Ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｔｉｍｅ一纤维素分解菌＋固氮菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ＋Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ◆纤维素分解菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ▲对照ＣＫ图２不同堆肥处理中ｐＨ的变化堆肥时Ｉ司（ｄ）Ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｔｉｍｅ＋纤维素分解菌＋固氮菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ＋Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ◆纤维索分解菌Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ★对照ＣＫ图３不同堆肥处理中Ｃ／Ｎ的变化Ｆｉｇ・３ＣｈａｎｇｅｓｏｆＣ／Ｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ３讨论堆肥过程中，由于氨化作用的发生会造成大量氮素的流失，不仅造成氮素资源的浪费，而且也形成了环境污染门，因此，如何控制堆肥过程中氮素万 方数据的损失是堆肥发酵技术的关键问题之一圈。固氮菌和纤维素分解菌是两种在功能上相互补充的微生物，两种微生物可以形成互惠互利的互生关系啕ｂ’在牛粪堆肥中加入固氮菌和纤维素分解菌，固氮菌利用纤维素分解菌分解纤维素所生成的各种碳化物作为碳素养料和能源，不仅能够大量繁殖，而且有效地进行固氮作用，同时也为纤维素分解菌的生长繁殖提供氮源１９１。４结论本研究中，在同时加入纤维素分解菌和固氮菌之后，堆肥过程中Ｃ／Ｎ明显降低，提高了堆肥的肥效，Ｃ／Ｎ减速明显快于纤维素分解菌堆和对照堆，这体现了固氮菌和纤维素分解菌的相互协同作用。同时堆肥中含有大量的有生物活性的固氮菌和纤维素分解菌，可以形成一种优良的生物活性肥料。【参考文献】【１】ＢｅｌｌＴ，ＮｅｗｎｕｍＪＡ，ＳｉｌｖｅｒｍａｎＢＷ，ｅｔａ１．ＴｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｅｓｒｉｃｈｎｅｓｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｔＯｂａｃｔｅｒｉａｌｓｅｒｖｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕ阳．２００５，４３６（２５）：１１５７－１１６０．【２】Ｇｕｔｉｅｒｒｅｚ－－ＣｏｒｒｅａＭ，ＴｅｎｇｅｒｄｙＲＰ．ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｅｅｌｌｕｌａｓｏＯｎｓｕｇａｒＣａｌｌｅｂａｇａｓｓｅｂｙｆｕｎｇａｌｍｉｘｅｄｃｕｌｔｕｒｅｓｏｌｉｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ【Ｊ】．ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，１９９７，１９（７）：６６５－６６７．【３】布坎南ＲＥ，吉本斯ＮＥ．伯杰细菌鉴定手册【Ｍ】．第八版．北京：科学出版社，１９８４：１２．【４】彭远平．堆肥工程实用手册【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００５：２－４４。５１—１０３．【５】贺琪，李国学，张亚宁，等．高温堆肥过程中的氮素损失及其变化规律【Ｊ】．农业环境科学学报，２００５，２４（１）：１６７—１９３．【６】庞金华，程平宏，余廷园．高温堆肥的水气矛盾【Ｊ】．农业环境保护，１９９９，ｌ８（３）：１０６－１１０．【７】陈书安，黄为一．除臭微生物分离及效果测定【Ｊ】．上海环境科学，２００２，２１（９）：５７１—５７３．【８】刘克峰，刘悦秋，雷增普．几种微生物应用于猪粪堆肥中的研究【Ｊ】．北京农学院学报，２００１，ｌ６（２）：３６－４１．【９】石春芝，蒲一涛，郑宗坤，等．垃圾堆肥接种固氮菌对堆肥含氮量的影响【Ｊ】．应用与环境生物，２００２，８（４）：４１９－４２１．
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