复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥中的作用研究

应用复合微生物菌剂对剩余污泥进行堆肥试验,较系统地研究了复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥系统中的作用。结果表明:接种复合微生物菌剂进行剩余污泥堆肥,与对照组相比,不但能够提高堆肥温度,而且高温持续时间长,堆肥反应速率加快,腐熟时间缩短,当接种量为7%(体积比)时,腐熟时间比对照组提前了12 d。     

微生物接种技术应用于堆肥化中的研究进展

简述了自然发酵在堆肥化处理中的作用,综合介绍了接种有机物腐熟剂的研究情况及添加特定微生物菌剂在堆肥处理固体废物方面的应用现状;并结合微生物接种动力学的理论分析,对其应用于堆肥处理方面的广阔前景作出了展望。     

两种微生物菌剂对西番莲果渣高温堆肥腐熟进程的影响

研究了在西番莲果渣堆肥体系中加入两种微生物菌剂（福贝和榕风）后的温度、C／N、NH4^＋ -N和NO3^- -N的动态变化及对西番莲果渣堆肥产品品质的影响．结果表明,在西番莲果渣中加入微生物菌剂能增加高温分解持续时间,加快物料C／N降低的速率,促进NH4^＋ -N向NO3^- -N转化,加快西番莲果渣堆肥腐熟化进程．添加福贝和榕风菌剂后,堆肥高温持续时间分别比对照（4d）增加7d和8d;腐熟后堆肥的NO3^- -N浓度分别比对照增加58．0％和64．2％．添加菌种显著增加了西番莲果渣堆肥的N、P、K养分含量,降低了堆肥容重,提高了堆肥总孔隙度和持水孔隙度,改善了堆肥产品的品质．两种菌剂间对西番莲果渣高温腐熟进程的影响没有显著差异,但福贝菌剂更有利于改善堆肥品质．     

接种高温纤维素菌剂对生活垃圾堆肥理化性质的影响

为探讨高温纤维素菌剂对生活垃圾堆肥的影响, 研究在堆肥过程中添加了不同剂量和不同种类的微生物菌剂。分析了堆肥过程中各个阶段不同处理的温度、含水率、pH 值、E4/E6、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、C/N、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变化情况。研究表明接种微生物菌剂的处理使堆肥初期升温上升较快, 堆肥效果好于空白对照处理。其中添加1%自制纤维素菌剂的处理升温速度较快, 堆肥发酵后期含水率最低, 腐殖化程度、有机质降解效率最高, C/N 达到20 时所用时间最短, 全氮、硝态氮、铵态氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量最高, 堆肥效果最好。     

利用废弃菌袋鸡粪堆肥发酵制备微生物菌肥的探索

为探索食用菌栽培废弃物资源的回收利用,以废弃菌袋和鸡粪为基质,按1:1(W/W)充分混匀,添加1%(W/W)的腐熟菌剂初发酵3周后,添加0.5%(W/W)的功能菌剂进行复发酵。结果表明废弃菌袋和鸡粪腐熟充分,其种子发芽指数(GI)符合有机固体废弃物腐熟情况的公认指标。堆肥成品的酸碱度、有机质含量、全氮、全磷、全钾、重金属(总砷,总汞,铅,镉)含量等指标均符合行业标准NY525-2012,可用于农田、果园等作物的肥料,为后续废弃菌袋和鸡粪的资源化利用提供参考。     

不同微生物菌剂对基质酶活性和番茄产量及品质的影响

以鸡粪配方基质(腐熟鸡粪:腐熟玉米秸秆:河沙体积为3:4:3)和牛粪配方基质(腐熟牛粪:腐熟玉米秸秆:河沙体积为3:4:3)为试材,研究了基质中分别添加地福来、酵素菌、EM菌、枯草芽孢杆菌和农用微生物菌剂对基质酶活性和番茄产量及品质的影响.结果表明: 两种配方基质添加微生物菌剂40和60 d时根际基质的脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均显著提高,番茄植株生长量、果实产量及维生素C含量显著高于对照.鸡粪和牛粪配方基质均以添加地福来效果最好,番茄单株产量分别较各自对照增加14.7%和40.0%,果实维生素C含量分别提高22.2%和39.7%.在不添加微生物菌剂的情况下,鸡粪配方基质栽培的番茄单株产量和果实维生素C含量高于牛粪配方基质;分别添加地福来后,两种基质栽培的番茄单株产量和果实维生素C含量无显著差异.     

基于环境微生物资源库快速构建易腐垃圾高效堆肥复合菌剂

【目的】针对易腐垃圾成分快速构建一种高效堆肥复合菌剂。【方法】研究以"中国科学院战略生物资源服务网络计划"支持建设的微生物资源库为基础,根据菌株产酶活功能信息,针对易腐垃圾有机成分定向挑选出高产酶(蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木质素酶、脂肪酶)菌株,通过测定菌株间拮抗作用,构建了一种高效堆肥复合菌剂CM菌剂。进行了菌剂发酵条件优化和易腐垃圾堆肥应用研究。【结果】CM菌剂最适发酵条件为接种7%的种子液于红糖培养基中,30°C下培养48h,此时菌剂产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木质素酶、脂肪酶酶活分别为181.76、52.92、1.57、12.81、9.94 U/mL。堆肥结果表明CM菌剂堆肥产品pH、含水率、有机质含量均满足生物有机肥标准(NY884-2012)。CM菌剂堆肥过程中最高温度为63.5°C,高温期9–12 d,30 d后含水率为28.7%,有机质降解率为30.4%,C/N为8.93,与商品菌剂BM相比堆肥效果更好,可使堆体高温期延长4–7d、含水率降低3.8%,可加快易腐垃圾中有机质降解,降解率提升6.2%,并具有更强的固氮能力,缩短腐熟时间,提升堆肥产品品质。【结论】基于环境微生物资源库功能信息构建堆肥复合菌剂是一种快速有效的菌剂构建方法。     

园林废弃物堆肥化技术中微生物菌剂的功能与作用

园林废弃物的日益增加给环境带来了巨大压力。微生物菌剂接种于园林废弃物中堆肥,可以加速堆肥的腐熟度,增强肥效,改善并促进资源利用效率,在园林废弃物再利用方面已显示较好的应用前景。从园林废弃物目前的处理方法和菌剂在堆肥化技术方面的应用着手,介绍了微生物在园林废弃物堆腐中和发酵成微生物菌肥后的功能与作用,阐述了目前监测堆肥腐熟程度的重要参数以及检测发酵过程中菌群变化的技术手段,最后对微生物菌剂接种于园林废弃物堆肥化技术的前景进行了展望,旨为相关领域的研究与开发提供参考和借鉴。     

耐高温沼渣降解菌的筛选及复合菌剂降解效果研究

分离筛选耐高温纤维素降解细菌，构建可快速降解沼渣的复合菌剂，缩短堆肥腐熟时间。采用高温富集筛选法，从宁夏中卫市秸秆堆和畜禽粪便中分离筛选耐高温细菌，经羧甲基纤维素钠水解试验和滤纸条崩解试验复筛获得具有纤维素降解能力的菌株。通过纤维素酶和木质素酶活性比较，确定目标菌株并进行分类鉴定。开展拮抗性试验和菌种复配，构建复合型菌剂；经沼渣堆肥场地试验验证复合菌剂的促腐熟效果。本研究筛选获得2株耐高温纤维降解细菌——蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)W44菌株和解蛋白芽胞杆菌(Bacillus proteolyticus)X51菌株，纤维素酶活性分别为34 812.69 U/L和34 159.10 U/L。比较菌株W44/X51配比分别为1:1、1:2和2:1的复合菌剂对沼渣堆肥的促腐熟效果，添加不同的复合菌剂均缩短了沼渣堆肥腐熟时间，其中1:2处理腐熟时间最短，较CK提前18 d。蜡样芽胞杆菌W44和解蛋白芽胞杆菌X51按1:2配比的复合菌剂可用于沼渣快速堆肥发酵。     

微生物菌剂对猪粪堆肥中细菌群落结构的影响

以猪粪和小麦秸秆做堆肥试验,处理组添加外源微生物菌剂,利用常规方法对堆肥样品进行理化性状测定,采用高通量测序技术分析堆肥过程中细菌群落特征。理化性状测定结果表明: 添加外源菌剂可延长堆肥高温时间,降低堆肥发酵末期的pH,增加全氮含量,加快C/N的下降。主成分分析表明: 外源菌剂影响堆肥样品细菌群落的稳定性。门分类水平上,厚壁菌门、变形菌门和绿弯菌门的相对丰度在处理组中较高;纲分类水平上,梭状芽孢杆菌纲、α-变形菌纲和γ-变形菌纲在处理组的升温期和高温期相对丰度增加;科分类水平上,小单孢菌科和梭状芽孢杆菌纲的消化链球菌科、梭菌科以及盐厌氧菌科的相对丰度在处理组的升温期和高温期均呈上升趋势。Pearson相关性分析表明,盐胞菌属与外源菌剂呈显著正相关,而氨苄芽孢杆菌属与外源菌剂呈显著负相关。研究表明,猪粪堆肥中添加外源菌剂可使堆肥的理化性质和细菌群落结构均发生显著变化。     

蔬菜残株堆肥及微生物菌剂对设施辣椒栽培土壤的改良作用

以‘中椒6号’辣椒为材料,采用盆栽方法,测定了蔬菜残株堆肥及微生物菌剂施用下辣椒栽培土壤理化性质、酶活性及辣椒叶片矿质元素含量、产量等指标。结果表明,与对照(未施用蔬菜残株堆肥、微生物菌剂)相比,单一施用蔬菜残株堆肥和微生物菌剂均能降低土壤容重,增加孔隙度,提高转化酶、磷酸酶活性及辣椒叶片钾、镁含量和产量,且蔬菜残株堆肥的作用效果优于微生物菌剂处理,并随堆肥用量的增加作用效果逐渐增强。蔬菜残株堆肥和微生物菌剂共同施用条件下,两者质量比例较低(分别为60和0.07 g/kg)时对上述指标的影响具有明显的协同作用,两者质量比例较高(分别为120和0.07 g/kg)时的协同作用不明显。研究发现,蔬菜残株堆肥和微生物菌剂可有效改善土壤理化性质,提高土壤酶活性,促进辣椒叶片矿质元素的吸收积累,从而提高辣椒产量,且施用的蔬菜残株堆肥与微生物菌剂质量比例较低时,两者具有明显的协同作用。     

生物有机肥和复合微生物菌剂对黄瓜产量和品质的影响

采用正交试验研究了生物有机肥和复合微生物菌剂对黄瓜产量、品质、农药残留以及毒害元素吸收的影响。结果表明,生物有机肥能使黄瓜数量平均每株增产12.5%,维生素C含量提高99.21%,氨基酸含量提高41.10%,有效降解黄瓜中多菌灵的残留,抑制黄瓜对Pb和As的吸收;微生物菌剂能使黄瓜数量比对照增加29.29%,产量增加22.76%,维生素C含量提高7.68%,氨基酸含量增加73.56%,对百菌清有很好的降解作用。     

长期施用生物有机肥土壤的氮矿化

1997年在中国农业大学曲周试验站设置了施用EM堆肥、传统堆肥、化肥和对照处理的田间试验,在2004年和2005年取样测定土壤的矿质氮和氮矿化率.结果表明:在小麦生长的前期矿质氮含量是:化肥处理 > EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 对照;但是在施用化肥前和小麦生长的后期矿质氮含量是: EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 化肥处理 > 对照.土壤的氮矿化率是:EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 化肥处理 > 对照.小麦的产量是:EM堆肥处理显著高于传统堆肥处理,传统堆肥处理显著高于化肥处理,化肥处理显著高于对照.与传统堆肥相比,EM堆肥提高了土壤的矿质氮含量,提高了土壤的氮矿化率,增加了小麦产量.     

烟草废弃物在堆肥领域的研究进展

在烟草生产及加工过程中,通常会产生大量的烟草废弃物,如何有效利用这些废弃物以避免环境污染和资源浪费,已成为烟草行业亟需解决的问解。研究发现,烟草废弃物堆肥化处理是规模化利用废弃资源的有效途径之一,对烟草农业的绿色、低碳、循环、可持续发展具有重要意义。从有机肥堆肥制备技术、肥效研究等方面进行了系统综述,从整体上展示了烟草废弃物堆肥技术的发展现状,以期为国内烟草废弃物源堆肥未来技术的研发及产业化提供一定的参考。通过分析发现,在堆肥制备技术方面,主要有微生物菌剂添加技术、共堆肥技术和烟草材料预处理技术3种,此外还衍生出液态有机肥和厌氧发酵联产有机肥技术;在堆肥肥效研究方面,烟草废弃物堆肥可明显改善土壤的物性参数、化学参数以及生物学参数,显著钝化土壤重金属元素,进而提高作物的产量或品质,其中堆肥与化学肥料配施的效果相对较好;堆肥的多功能化是未来堆肥创新利用的重要途径。     

平衡施肥对缺磷红壤性水稻土的生态效应

为了研究平衡施肥对缺磷水稻土的生态效应,对长期缺施磷肥水稻土进行了3.5年平衡施肥试验。试验采取盆栽水稻的方式,在长期缺施磷肥的红壤性水稻土上比较不施磷肥（NK）、平衡施用氮磷钾无机肥（NPK）、无机氮磷钾肥配施硅肥（NPKSi）、无机氮磷钾肥配施有机肥（无机肥占3/5）、NPK基础上增施磷肥（NKhP）、NPKM基础上增施磷肥（NKhPM）处理的土壤肥力、土壤微生物特性、土壤磷的渗漏量以及地上部水稻产量、养分利用率、磷肥利用率的变化。试验表明,平衡施肥处理NPK、NPKSi、NPKM、NKhPM显著提高水稻产量,比不施磷肥（NK）平均增产147%,其中NPKM提高152%;能提高土壤肥力,比不施磷肥土壤有机质含量平均提高18.5%,其中NPKM提高30.1%;显著提高土壤微生物生物量,比不施磷肥土壤微生物生物量碳（MBC）平均提高57.2%,其中NPKM提高87.1%;提高氮素、钾素养分利用率,比不施磷肥平均分别提高120.3%、33.6%,其中NPKM分别提高152%、43%。而长期重施无机磷肥处理（NKhP）虽然水稻产量比不施磷肥处理提高125.1%,但因土壤中磷酸根离子含量过高影响土壤微生物正常生长,土壤微生物活度比不施磷处理降低9.4%,土壤微生物量碳（MBC）降低2.4%,稻田土壤微生物生态系统质量劣化。此外,重施磷肥处理（包括NKhP、NKhPM）易导致稻田水体的磷污染。各处理比较,NPKM综合生态效应最佳,以下依次是NKhPM、NPKSi、NPK,NKhP,NKhP对稻田土壤微生物生态系统产生负效应。根据试验结果,平衡施肥是恢复缺磷水稻土的有效措施,其中在平衡施用氮磷钾化肥的基础上增施有机肥或硅肥效果较好。     

Effects of Manure Compost Application on Soil Microbial Community Diversity and Soil Microenvironments in a Temperate Cropland in China

The long-term application of excessive chemical fertilizers has resulted in the degeneration of soil quality parameters such as soil microbial biomass, communities, and nutrient content, which in turn affects crop health, productivity, and soil sustainable productivity. The objective of this study was to develop a rapid and efficient solution for rehabilitating degraded cropland soils by precisely quantifying soil quality parameters through the application of manure compost and bacteria fertilizers or its combination during maize growth. We investigated dynamic impacts on soil microbial count, biomass, basal respiration, community structure diversity, and enzyme activity using six different treatments [no fertilizer (CK), N fertilizer (N), N fertilizer + bacterial fertilizer (NB), manure compost (M), manure compost + bacterial fertilizer (MB), and bacterial fertilizer (B)] in the plowed layer (0–20 cm) of potted soil during various maize growth stages in a temperate cropland of eastern China. Denaturing gradient electrophoresis (DGGE) fingerprinting analysis showed that the structure and composition of bacterial and fungi communities in the six fertilizer treatments varied at different levels. The Shannon index of bacterial and fungi communities displayed the highest value in the MB treatments and the lowest in the N treatment at the maize mature stage. Changes in soil microorganism community structure and diversity after different fertilizer treatments resulted in different microbial properties. Adding manure compost significantly increased the amount of cultivable microorganisms and microbial biomass, thus enhancing soil respiration and enzyme activities (p<0.01), whereas N treatment showed the opposite results (p<0.01). However, B and NB treatments minimally increased the amount of cultivable microorganisms and microbial biomass, with no obvious influence on community structure and soil enzymes. Our findings indicate that the application of manure compost plus bacterial fertilizers can immediately improve the microbial community structure and diversity of degraded cropland soils.     

Evaluating the effect of fertilizer application on soil microbial community structure in rice based cropping system using fatty acid methyl esters (FAME) analysis

The present study was undertaken to observe the effects of chemical fertilizers and compost amendments on microbial community structure in rice based cropping system under long term fertilizer application experiment. Changes in microbial community structure assessed by the relative abundance of fatty acid methyl ester (FAME) profiles revealed that compost amendments led to promoting the abundance of Gram-positive bacterial FAMEs. Multivariate analysis of FAME profiles separated the treatments primarily on the basis of the amount of added compost. A link between different fertilizer application treatment and soil microbial components was tentatively established, but it needs to be verified in further studies.     

Composition variability of spent mushroom compost in Ireland

Spent mushroom compost (SMC) has proven to be an attractive material for improving soil structure in tilled soils and increasing dry matter production in grassland soils, owing to its high organic matter content and availability of essential plant nutrients. Because of this, it is important to identify the variability in composition of SMC in order to evaluate its merit as a fertilizer/soil conditioner. For this reason, a study was carried out involving the analysis of SMC samples obtained from five mushroom growers using compost from each of the 13 mushroom composting yards currently operating in both Northern Ireland (5 yd) and the Republic of Ireland (8 yd). The selected parameters measured include dry matter, organic matter, total N, P and K, C/N ratio; plant-available P and K, pH, EC, total Ca, Mg, Na, Cu, Zn, Fe, Mn, Cd, Cr, Ni, Pb; and cellulose, hemicellulose and lignin constituents. Yield of mushroom data were also collected from the selected growers. There were significant differences (P<0.05) within two compost production yards for some parameters, therefore, for the most part, the uniformity of SMC within each yard is relatively consistent. However, significant differences (P<0.05) were evident when comparing SMC obtained from growers supplied with compost from Northern Ireland and the Republic of Ireland independently, particularly among total and available phosphorus and potassium values. The results obtained show that, while SMC has fertilizer merit, its variability of composition must be taken into account when assessing this value. The variability of composition is also of particular interest in the context of recent emphasis on plant nutrient management in agriculture.     

Fungicides degradation in an organic biomixture: impact on microbial diversity

Biological systems are being developed all over EU countries to protect water-bodies from pesticide contamination at farm level. A laboratory experiment was carried out to test the efficiency of a mixture of compost and straw in bio-degrading different mixtures of fungicides usually applied in vineyards. At the same time the effects of fungicide applications on microbial community of biomixture were also evaluated. Results showed that the biomixture had a good capability of degrading pesticides. Indeed, at the end of the experiment (112 days), the concentration of most of the pesticides was close to complete degradation. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis showed an evident modification of microbial diversity after the addition of fungicides. However, at the end of degradation process, no significant changes in the composition of microbial community were seen. In this specific substrate used in the biomixture, yeast flora and ascomycete filamentous fungi seemed to be involved in the degradation activity.     

不同有机废弃物改良新复垦耕地的综合效果评价

由废弃地整理复垦形成的耕地存在土壤有机质和有效养分低、土壤板结、微生物活性弱和土壤耕作性状不良等问题,快速、有效地提高土壤肥力质量是全面提升该类耕地质量和生产性能的重要组成部分.本文通过田间小区试验研究了城郊有机废弃物对新复垦耕地土壤培肥的综合效果,并比较了不同类型城郊有机废弃物在培育耕地质量方面的差异.试验设置了施用等量猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、城市污泥、沼渣、猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥和对照（不施有机肥）9个处理（年用量30 t·hm^-2）,连续进行3年的定点试验.结果表明： 施用任何有机物对改善土壤肥力均有明显的作用.其中,提升土壤碳库管理指数以施用猪粪、鸡粪、猪粪/水稻秸秆堆肥、水稻秸秆和沼渣的效果最为显著;增加土壤水稳定性团聚体和降低土壤容重以施用猪粪/水稻秸秆堆肥和沼渣的效果最佳;施用污泥、猪粪/水稻秸秆堆肥和生活垃圾堆肥可增强土壤保蓄能力;施用猪粪、鸡粪和猪粪/水稻秸秆堆肥对增加土壤有效态养分的效果最为明显;各类有机物均显著提高了土壤微生物数量和酶活性.长期施用污泥、生活垃圾堆肥及畜禽粪存在着土壤重金属污染的风险,但短期施用对土壤环境质量影响不明显.总体上,对土壤肥力的改善效果由大至小依次为：猪粪/水稻秸秆堆肥>鸡粪>猪粪>沼渣>生活垃圾堆肥>水稻秸秆>城市污泥>蔬菜收获残留物;对土壤的相对污染程度由大至小为：城市污泥>生活垃圾堆肥>猪粪>鸡粪>沼渣>猪粪/水稻秸秆堆肥>蔬菜收获残留物>水稻秸秆.