城市垃圾堆肥过程中的生物学问题研究

介绍了城市垃圾堆肥处理的主要工艺,详细分析了垃圾堆肥过程中的生物化学变化和微生物学原理及研究现状。提出了可以将耗氧速率、C/N比、pH值作为堆肥腐熟度在线监测指标及在堆肥过程中,添加高效复合微生物接种剂可加快有机物的分解,缩短发酵周期,减少恶臭气体的产生,提高堆肥制品质量。     

农业有机废物与城市生活垃圾堆肥高温期微生物种群结构比较

通过PCR、克隆文库方法分析了农业有机废物和城市垃圾堆肥高温期间细菌和真菌种群的多样性.提取堆肥高温期的DNA,PCR扩增,构建各高温期的16S rDNA和18S rDNA克隆文库,结果表明:农业有机废物和城市生活垃圾16S rDNA克隆文库中分别共有18个、21个OTUs,分别属于细菌域的14个、15个不同属,其18S rDNA克隆文库中分别共有8个、9个OTUs,分别属于细菌域的8个、9个不同属,推断农业有机废物堆体的优势菌为Bacillus megaterium、Rhizobium sp.、Phanerochaete chrysosporium、Penicillium sp.同属或同种的菌株;城市生活垃圾堆体的优势菌为Bacillus megaterium、Azospirillum sp.、Phanerochaete chrysosporium同种或同属的菌株.     

四川遂宁地区石油污染土壤中丛枝菌根真菌

调查了四川遂宁地区磨溪油田石油污染土壤中丛枝菌根(AM)真菌资源和菌根发育状况。结果表明:调查的14种植物中13种能形成AM,占93%,共分离出AM真菌19种,隶属球囊霉属(Glomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)和原囊霉属(Archeospora),其中球囊霉属为该地区优势属,缩球囊霉(Glomus constrictum)和摩西球囊霉(G.mosseae)为优势种;植物根际土壤孢子密度在39~548个.100g-1土,平均为197个.100g-1土;菌根侵染率为17%~69%,菌根侵染强度为2%~24%,表明石油污染区植物具有较强的菌根依赖性。相关性分析表明,石油污染浓度与孢子密度呈显著负相关,与菌根侵染率及侵染强度无相关性。寄主植物一年蓬(Erigeron annuus)和艾蒿(Artemisia argyi)在石油污染浓度为11450和14950mg.kg-1时侵染率仍高达69%和47%,可能是抗石油胁迫的优势植物。     

污泥堆肥对草坪草生长及光合特征的影响

研究不同污泥堆肥施用量(0、0.8%、2%、6%和10%)对高羊茅、黑麦草和早熟禾3种草坪草生长及光合特征的影响.结果表明: 污泥堆肥施用量为6%时效果最好.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅、黑麦草和早熟禾的株高、单叶面积和单株生物量均显著增加,根冠比显著降低,其中,株高增幅分别为64.9%～180.8%、97.3%～200.9%和39.1%～156.5%,单叶面积增幅分别为91.3%～417.4%、186.4%～394.9%和164.6%～508.3%,单株生物量增幅分别为333.4%～867.6%、138.4%～445.1%和316.3%～669.2%.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)呈先增加后降低的趋势;早熟禾P_n、T_r和WUE逐渐增加,C_i呈先增加后降低的趋势;黑麦草P_n和WUE逐渐增加,但其C_i和T_r呈先增加后降低的趋势.污泥堆肥施用使3种草叶绿素a、b和(a+b)含量增加,施用量>6%后叶绿素a、b和(a+b)含量下降,但叶绿素a/b变化不明显.
     

生活垃圾堆肥与园土基质草皮建植体系的生长参数比较

对生活垃圾堆肥为基质无土草皮与园土基质草皮的相关生长参数进行了比较,结果表明,同种草坪植物垃圾堆肥基质与园土基质草皮相比,除早熟禾和匍茎剪股颖的须根数及高羊茅和黑麦草的单株地上净光合量外,其他生长指标差异不大(P>0.05),草皮绿度差异也不大.抗拉强度主要取决于草皮铺网的自身特性,各草皮抗拉强度约为10kg.4种草坪植物草皮根系与基质、铺网的固着状态相对优劣次序为:高羊茅>黑麦草>早熟禾>本特.草皮铺坪应用结果表明,2种基质草皮间存在着草种与基质、铺网的生态协同性差异.从草皮铺坪应用指标看,铺坪后草坪植物生长状况与草皮培植时生长状况密切相关,一般培植时生长状况好,则铺坪时生长状况也好.垃圾堆肥草皮铺坪后,具有较好的色泽效应,其他应用性能也较为理想.综合性能分析,以生活垃圾堆肥为基质的无土草皮性能符合草皮培植技术性能要求,有些性能还明显优于园土基质草皮.     

湿度对堆肥理化性质的影响

水分是堆肥微生物生命活动的基础 ,也是堆肥中重要的工艺控制参数。弄清湿度对堆肥微生物及理化性质的影响 ,对于优化堆肥工艺参数、提高堆肥效率、降低投资和运行成本具有重要意义。综述了堆肥湿度研究的动态 ,指出了当前研究中存在的问题 ,并提出了未来的研究方向。大量的研究表明 ,湿度低于 4 5 %或高于 6 5 %都不利于堆肥处理。湿度太高会导致堆料的压实度增加、FAS减少、透气性能降低 ,从而导致堆体内氧气供应不足、堆肥升温困难、有机物降解速率降低、堆肥周期延长。湿度过低 ,水分会限制堆肥微生物的新陈代谢 ,导致微生物活性下降、堆肥腐熟困难。由于鼓风、散热、水蒸发等会使堆体内存在湿度的空间变异 ,也会降低堆肥效率和堆肥产品的质量。另外 ,堆肥湿度还影响堆肥的保肥能力。由各文献得出结论 ,堆肥的最佳湿度范围一般为 5 0 %～ 6 0 %左右     

葡萄籽对猪粪秸秆高温堆肥中微生物群落与碳氮含量的影响

以猪粪与秸秆(鲜质量10.5∶1)为基础,在自制的强制通风静态堆肥反应箱中进行堆肥化试验,研究添加8%葡萄籽对猪粪秸秆高温堆肥中微生物群落演替和碳氮转化的影响.在堆肥化的30 d里,分7次采集不同时期的堆肥样品,测定堆肥中微生物区系、微生物生理群的数量及堆肥碳氮含量.结果表明：添加葡萄籽使堆肥中细菌数量略高、放线菌数量显著增加、真菌数量明显降低,细菌/放线菌下降;氨化细菌和反硝化细菌数量降低;而硝化细菌、固氮菌和纤维素分解菌数量增多;铵态氮和有机碳含量下降,而硝态氮含量明显提高.堆肥中硝态氮含量与放线菌数量呈极显著正相关关系.添加葡萄籽使堆体升温快且高温期稳定,堆肥含水率波动较小,从而使堆肥高温期放线菌和亚硝化细菌的波动较小,数量较高,有利于堆肥中硝态氮含量的增加.     

添加过磷酸钙对蔬菜废弃物堆肥中氨气及温室气体排放的影响

为研究过磷酸钙不同添加量对蔬菜废弃物堆肥过程中氨气和温室气体排放的影响,以生菜的废弃菜叶和玉米秸秆为原料,以过磷酸钙肥料为添加剂,进行了27 d的曝气供氧堆肥,对堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放(N2O、CH4和CO2)进行了监测.试验共设6个处理,除CK处理(不添加过磷酸钙)外,其余处理依次根据混合物料初始总氮物质量的5%、10%、15%、20%和25%的比例添加过磷酸钙.结果表明:添加过磷酸钙对减少堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放均有明显效果,氨挥发总量较CK减少了4.0%~16.7%,总温室气体CO2排放当量减少了10.2%~20.8%.堆肥过程中排放的NH3对温室效应的贡献相对较大,各处理NH3的CO2排放当量为59.90~81.58 kg·t-1,占4种气体总CO2排放当量的69%~77%.蔬菜废弃物堆肥过程中适量添加过磷酸钙是减少氨挥发和温室气体排放并提高堆肥品质的有效措施.     

嗜热菌与堆肥:老技术的新见解（英文）

应用不依赖于培养方法的分子技术,研究堆肥中真菌群落的组成及其随温度变化的现象,正在修正以往人们对堆肥过程中重要真菌类群的认识。另外,新一代测序技术的利用虽有限,但已经较先前开始时揭示出更大、更多样化的菌物群落特异性。嗜热菌物种的数量,潜在地促进了先前研究的非特异性嗜热菌物种被大量发现,这些菌物可能具有重要的生物技术应用潜能。     

生物炭和EM菌对黄河三角洲盐碱地田菁生长和光合特性的影响

为揭示生物炭和EM菌对黄河三角洲田菁生长和光合作用的影响,通过盆栽试验,进行不同EM菌处理(不添加EM菌,EM-;添加EM菌,EM+)和不同水平生物炭处理(0,B₀;0.5%,B₁;1.5%,B₂;3%,B₃;生物炭质量/土壤质量),测定田菁生长指标、光合光响应曲线和叶绿素荧光参数的变化。结果表明: 在生物炭和EM菌及其交互处理中,EM+B₃处理效果最好,其中田菁株高、基径和总生物量比EM-B₀分别显著增加69.5%、90.0%和141.1%。生物炭和EM菌显著改善田菁的光合作用,EM+B₃处理田菁的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度比EM-B₀分别提高93.8%、35.1%、43.4%、34.8%。生物炭和EM菌有效改善叶绿素荧光参数,EM+B₃处理的潜在光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递效率和非光化学淬灭系数比EM-B₀分别显著提高25.8%、31.5%、37.2%和56.8%。田菁的生长指标、光合参数和叶绿素荧光参数在EM+处理下随着生物炭量的增加而增大,而在EM-处理下B₃出现抑制现象。添加EM菌和3%生物炭(EM+B₃)有助于提高田菁光合能力和叶绿素荧光特性,拓宽叶片的光照生态幅,增强保水抗旱性能,促进田菁的生长。