菌剂对种养废弃物堆肥中腐殖质及酶活性的影响OA北大核心CSTPCD

【目的】研究接种自制复合菌剂和商用菌剂对牛粪、菌糠与尾菜混合堆肥中腐殖化程度和酶活性的影响,为种养废弃物的资源化利用提供高效复合菌剂。【方法】以牛粪、菌糠与尾菜(湿重比5∶4∶1)为原料进行混合堆肥,初始混合堆料碳氮比约为30∶1,堆料量为1.5 t,高度为100~120 cm,条剁式堆肥。CDS菌剂主要由皮氏不动杆菌(Acinetobacter pittii)、枯草芽孢杆菌粪便亚种(Bacillus subtilis subsp.Stercoris)和高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)组成,XY4菌剂主要由短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和嗜热链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)组成。堆肥设接种自制菌剂CDS、XY4、商用菌剂EM和无菌剂培养基对照(CK)共4个处理,以质量比为1.5%的接种量接种。每日监测堆肥温度,分别在堆肥的第1、12、28、36天进行样品采集,测定腐殖酸和黄腐酸含量、酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶)和腐熟指标(种子发芽指数、碳氮比和pH)。【结果】所有处理(CK、CDS、XY4和EM)的高温期(>50.0℃)均持续超过20天。在堆肥28天后,CDS和XY4处理的堆肥浸提液处理的种子发芽指数分别达到85.1%、89.6%,显著高于CK处理的73.8%,EM处理与CK处理无显著差异。XY4处理堆肥结束时(36天)的C/N值为14.6,显著低于CK处理的19.1。第1~36天CDS和XY4处理的黄腐酸含量始终高于CK(P<0.05),第36天的腐殖酸含量也显著高于CK(P<0.05)。此外,CDS、XY4处理较其他处理显示了较高的酶活性:XY4处理第28天的脲酶活性高达28.0 mg/(g·d),第12天时的蔗糖酶活性达到97.6 mg/(g·d),显著高于其他处理组(P<0.05);CDS处理第12天和第28天的碱性磷酸酶活性最高,分别为40.0和32.1 mg/(g·d)。相关性和冗余分析显示,相较于CK,CDS和XY4处理中过氧化氢酶对腐殖酸形成具有重要作用(解释率分别为17.3%和26.7%)。同时,CDS、XY4和EM处理腐殖酸与碱性磷酸酶活性呈显著负相关(P<0.05)。【结论】由短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和嗜热链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)组成的微生物菌剂(XY4),提升堆肥腐熟过程碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的功能高于其他菌剂组合,因而加速了堆肥中有机物的快速分解和腐殖化,有效缩短了堆肥的腐熟周期,加快了堆肥的腐熟进程,显示了较好的市场前景。