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接种量对泔脚发酵产氢的影响（一）蒲贵兵1，尹洪军1，孙可伟2，王胜军1（1.重庆市市政设计研究院 2.昆明理工大学固体废弃物资源化国家工程研究中心）摘要：接种量对泔脚的发酵产氢会产生很大的影响。
以经热（80℃，15min）预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物，以850W、4min的微波+pH9.0预处理的泔脚为发酵底物，考察了40％、50％、60％、70％、80％、90％的接种量对泔脚中温（36℃）批式发酵产氢的影响。
结果表明：过低的接种量（40％、50％、60％）下，泔脚的发酵产氢能力较差；而较高的接种量（70％、80％、90％）尤其是80％、90％的高接种量对泔脚的发酵产氢更为有利。
然而，接种量越大，反应器的利用效率越低。
因此，80％的接种量为泔脚发酵产氢的最佳接种量，其产氢延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率、生物气中氢气的最高体积含量分别为：4.22h、22.77mL/gVS·h、194.04 mL/gVS、44.2％。
关键词：厌氧消化污泥，泔脚，批式发酵产氢，接种量，产氢率，氢气中图分类号：X705 文献标识码：A碳水化合物是发酵生物制氢的较优底物[1,2]。
利用各种富含碳水化合物的有机废物进行产氢研究，逐渐成为当今生物制氢领域的一个研究热点及主要发展方向。
我国泔脚中碳水化合物含量达到70%以上，顺应泔脚的酸化特性，强化并促进泔脚的酸发酵过程的氢气生产，进行氢气的清洁能源回收，具有较好的基质条件和发展优势[3]。
接种量是指移入的接种物液体体积（或质量）和接种后发酵液体积（或质量）的百分比[4]。
在泔脚的间歇发酵产氢中，每批料都要进行接种，在工艺上要确定最佳接种量。
接种量与菌种特性、菌种质量和厌氧工艺条件有关，将直接影响发酵微生物的种类和数量，是厌氧发酵产氢的关键生物因子。
本文以经过热处理的厌氧消化污泥为接种物，对泔脚的批式发酵产氢进行研究，旨在探讨850W、4min的微波+pH9.0的预处理下，不同接种量对泔脚发酵产氢的影响，以确定其较佳接种量而达到促进泔脚发酵产氢的目的。
不同接种量对酒精发酵的影响浅析张锋;刘钺;李勇;曲爱民;王秋峰【摘要】通过对接种量10%、20%、30%、40%的酒精发酵情况进行分析，计算各自的淀粉转化率，从而确定合适的接种量为20%～30%。
【期刊名称】《创新科技》【年(卷),期】2014(000)020【总页数】2页(P84-85)【关键词】接种量;转化率;发酵【作者】张锋;刘钺;李勇;曲爱民;王秋峰【作者单位】河南天冠企业集团有限公司，河南南阳 473000;河南天冠企业集团有限公司，河南南阳 473000;河南天冠企业集团有限公司，河南南阳 473000;河南天冠企业集团有限公司，河南南阳 473000;河南天冠企业集团有限公司，河南南阳 473000【正文语种】中文【中图分类】TS261.1酿酒酵母作为乙醇发酵的主要微生物菌株，广泛应用于包括啤酒等各种饮用酒类以及新兴的燃料乙醇发酵过程。
高浓度发酵因能在单位时间和空间内获得相对高的产量，节约成本而备受关注，成为一直以来的研究热点[1]。
所谓的高浓度酒精发酵，是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉的含量，在适量的酿酒酵母菌作用下，在一定的时间内力求得到最多的发酵终产物—酒精[2]。
采用高浓度葡萄糖进行发酵最早由Casey等人提出，将高浓发酵定义为含大于等于18 g可溶性固形物/100 g发酵液的发酵[3]。
而酵母的质量和接种量对高浓度发酵的实现有着至关重要的影响。
种子接种量的大小对发酵产酒精水平高低的影响比较大。
接种量太小，菌数增长缓慢，培养时间长，使发酵周期延长，同时会降低酵母菌种活力，不利于高产酒精。
接种量过大，会因菌数剧增过快和随接种而移入过多的代谢废物，导致菌种容易衰老，不利于高产酒精。
接种量适宜，既能保证合理缩短发酵周期，又能得到较高的发酵产酒精水平[4]。
下面通过试验来确定合适的酵母接种量。
比较不同接种量参数时的发酵情况，通过测算不同接种量时的淀粉转化率，确定合适的接种量。
2.1 试验材料2.1.1 玉米粉、木薯粉：取自河南天冠企业集团有限公司燃料乙醇厂。
不同微生物菌剂处理对鸡粪堆肥发酵的影响作者：周可谢凤行李亚玲张峰峰来源：《天津农业科学》2009年第03期摘要:选择3种混合菌剂进行了鸡粪堆肥发酵试验。
研究表明,鸡粪堆肥通过接种微生物菌剂,可以明显提高堆肥初期的发酵温度,加快堆肥物料的水分挥发,改变鸡粪中的微生物数量,缩短堆肥发酵周期,促进堆肥快速腐熟,特别是接种菌剂1(乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、沼泽红假单孢菌混剂)效果最好,与对照相比,堆肥发酵初期温度提高,中期达到55 ℃以上,高温期持续8 d,水分含量降低8%,细菌、放线菌数量明显降低。
关键词:鸡粪;堆肥;微生物菌剂中图分类号:S141文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.03.004Effects of Inoculating Different Microorganism Agents on Composting of Chicken ManureZHOU Ke,XIE Feng-xing,LI Ya-ling,ZHANG Feng-feng(Tianjin Research Center of Agricultural Biotechnology,Tianjin 300192,China)Abstract:The effects of 3 microorganism agents on composting of chicken manure were studied. The results showed that microorganism agents could obviously improve fermentation temperature during early period of composting, change the amount of the microorganism and accelerate dehydration of compost materials and the maturity of composting. The effect of No.1 microorganism agents was the best. The temperature in the compost inoculated with microorganism agents of No.1 arrived at 55 ℃, high temperature persisted 8 days; moisture content was decreased by 8%. The amount of alive bacteria and actinomycete were decreased.Key words: chicken manure;compost;microorganism agents农业可持续发展的核心问题是保持和提高土壤肥力,保证营养元素的合理循环。
接种量对牛粪厌氧干发酵的影响马传杰;花日茂;郭亮【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2008(29)5【摘要】接种物和接种量对厌氧发酵影响很大,尤其是干发酵.本试验在前人研究的基础上,以牛粪的厌氧干发酵为例,在自行设计的反应器上,以产气量为主要指标,考察接种量对干发酵的影响.结果表明:随着接种量的加大,总产气量也在增大,其值分别为:11587mL、11916mL、13060mL、14122mL;但是COD的转化率则相反,分别为:0.544L*g-1COD、0.502L*g-1COD、0.488L*g-1COD、0.509L*g-1COD;TS、VS去处率分别为:21.32%、24.16%、20.99%、19.57%和28.99%、31.1%、30.15%、27.64%.【总页数】4页(P81-84)【作者】马传杰;花日茂;郭亮【作者单位】安徽农业大学,安徽,合肥,230036;安徽农业大学,安徽,合肥,230036;安徽科技学院,安徽,凤阳,233100【正文语种】中文【中图分类】S811.5【相关文献】1.发酵浓度对奶牛粪厌氧干发酵的影响 [J], 张振; 尹芳; 张无敌; 吴凯; 赵兴玲; 王昌梅; 柳静; 杨红2.原料比例与接种量对猪粪秸秆厌氧干发酵产气率及微生物群落的影响 [J], 李奥; 刘丽丽; 张克强; 杜连柱; 齐利格娃; 丁文涛; 高文萱3.添加微量元素对褐铁矿强化的秸秆牛粪厌氧干发酵过程的影响 [J], 仇植; 许立峰; 王进; 岳正波; 彭书传4.添加蛭石对奶牛粪厌氧干发酵的影响 [J], 曾静;尹芳;张无敌;吴凯;王昌梅;柳静;赵兴玲;杨红5.木聚糖酶对牛粪厌氧干发酵产沼气的影响 [J], 张陈;CAMARA ZOUMANA;苏有勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
查询堆肥发酵装置中添加剂对发酵效果的影响堆肥发酵装置是一种有效地处理有机废弃物的方法，通过模拟自然堆肥过程，将有机废弃物转化为有机肥料。
为了加快发酵过程，许多堆肥发酵装置中添加了不同种类的添加剂。
本文将探讨这些添加剂对堆肥发酵效果的影响。
首先，我们需要了解堆肥发酵的基本原理。
在堆肥过程中，有机废物经过细菌和真菌的作用，逐渐降解并分解成稳定的有机肥料。
添加剂被引入堆肥发酵装置，旨在促进细菌和真菌的活动，加速有机物质的降解和分解过程。
常见的添加剂包括生物活性物质、特定细菌和真菌菌种、调节剂等。
生物活性物质是一种常见的添加剂，如藻类、酵母菌和动物尸体等。
这些物质具有丰富的营养成分，能够提供细菌和真菌生长所需的营养条件。
研究表明，在适量添加的情况下，生物活性物质可以显著提高堆肥发酵的效果。
例如，藻类富含氮、磷等营养物质，可以增加细菌和真菌的活动，促进有机废物的分解和转化。
此外，特定细菌和真菌菌种也被广泛应用于堆肥发酵装置中。
这些菌种具有很强的降解能力，能够迅速分解有机废物。
其中，革兰氏阳性菌和真菌被认为是最有效的菌种之一。
研究表明，添加这些菌种可以显著提高堆肥的发酵效果，并且能够解决一些困扰堆肥过程的问题，比如异味和病原体的产生。
然而，在选择和添加菌种时，需要考虑其适应性和稳定性，以确保其在堆肥过程中的活动和生长。
此外，调节剂也是常用的一种添加剂。
调节剂可以改变堆肥发酵过程中的环境条件，优化细菌和真菌的生长环境，从而提高发酵效果。
常见的调节剂包括调节温度、湿度和通风等。
例如，调节温度可以影响细菌和真菌的生长速率和代谢活动，通过合理调控温度，可以加快有机废物的降解过程。
湿度和通风也是重要的因素，适当的湿度和通风可以促进氧气的供应和二氧化碳的排出，维持良好的发酵环境。
总结起来，堆肥发酵装置中的添加剂可以显著影响发酵效果。
生物活性物质、特定细菌和真菌菌种以及调节剂是常见的添加剂类型。
它们能够促进有机废物的降解和分解，加速发酵过程。
增加黑曲霉接种量对柠檬酸发酵的影响黑曲霉发酵柠檬酸的过程，溶氧相对充足额条件下，接种量是重要的关键因素之一。
通过多尺度[1]考察不同接种量对发酵的影响效果，并确定溶氧相对充足的情况下，发酵最佳接种量216瓶。
标签：溶氧；菌球直径；发酵黑曲霉发酵发酵柠檬酸已经有近百年的生产历史了，虽然柠檬酸发酵技术很高，但是大多数只是停留在经验式生产上，在生产上不便控制，常出现转化率、粮耗不稳定的问题。
溶氧充足时，接种量和C/N是发酵的关键因素，直接影响发酵周期和转化率，然而他们又相互制约。
一般来说，接种量小，溶氧充足，但过多会导致营养过剩、菌体菌丝球大，产酸速率低、周期长。
相反，接种量过大会引起溶氧不足，无氧代谢活跃，不利于酸积累，不仅会导致发酵成本的增加，也會过多的移入代谢废物，影响正常发酵的进行[1]。
1 发酵结果从上表可以看出，增加接种量发酵周期缩短，终点酸度提高，发酵转化率提高显著。
2 试验分析（1）种子罐谱圖曲线分析从图1可以看出，增加接种量后，在种子培养过程中OUR值同没有增加接种量的罐批有明显提升，在25小时OUR提升25%。
说明接种量的增加导致菌浓增多，菌体呼吸作用较强，耗氧量增加。
（2）发酵罐谱图分析从图2可以看出：接种量216瓶麸曲的批次，OUR值高、DO低、产酸速度快。
这是因为接种量高、菌体耗氧量增加，导致DO值降低。
菌体浓度增加，导致整个菌体活力增强，产酸速率加快。
在图2中已经分析接种量增加会导致DO值降低，从图3中可以看出，在DO降低至最低点时，刚好是OUR在最高点。
在16小时之前。
DO的降低主要是由于OUR增加，菌体耗氧速率增加导致。
说明接种量增加，菌体临界氧下降，没有出现供氧不足的现象。
在图3中分析接种量增加，导致临界氧降低的现象，结合图4可以发现，接种量增加，导致菌体直径变小，菌球直径变小，菌球表面积接触氧的表面积增加，导致氧气传递效果更好。
3 试验结果按照上述试验条件，对试验过程进行多尺度跟踪、分析，我们可以得知：①在配方、控制条件不变前提下加大接种量能够明显提高菌体活力、使菌球直径趋小，有助于改善种子料液中溶氧值；②接种量增加，导致菌体整体活力增加，前期产酸加快；③接种量增加，导致发酵培养过程中菌球直径缩小，氧气传递效果改善，临界氧降低；④在溶氧相对充足的情况下，发酵最佳接种量为216瓶。
不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响摘要以玉米秸秆为发酵原料，在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验，通过改变接种物的不同比例，在35 ℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果，试验结果表明：接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。
关键词接种量；玉米秸秆；厌氧发酵；产气率；影响由于农村养殖户的不断减少，以粪便为主的发酵原料出现了短缺，因此以秸秆为发酵原料的沼气是目前发展的主要方向，但秸秆沼气需经过预处理，不同的接种量对秸秆的产气量有着很大的影响[1-6]。
本文通过对玉米秸秆不同接种量的试验研究，寻找合适的接种量，以提高秸秆的产气率和产气量。
1 材料与方法1.1 试验材料供试玉米秸秆取自吉林省农业科学院农场，经粉碎机粉碎后待用。
供试接种物为取自农村发酵3个月以上的沼气池的沼渣。
1.2 试验装置试验装置为笔者所在实验室自行设计的厌氧发酵装置，主要由水浴恒温振荡器、发酵瓶、集气瓶、集水瓶等部分组成（图1）。
水浴恒温振荡器为WHY-2型水浴恒温振荡器（江苏省金坛市金城国盛实验仪器厂），用来控制厌氧发酵的温度和振荡频率。
采用1 000 mL的透明的负压瓶作为发酵瓶，可便于观察发酵原料体积与物料状态的变化。
发酵瓶用适当大小的橡胶塞封口，在橡胶塞上钻出取样孔和输气孔。
集气瓶用1 000 mL负压瓶，同样以橡胶塞封口，其上的橡皮塞钻出进气孔和导水孔。
集水瓶为1 000 mL负压瓶。
在这些孔上插入玻璃管作为连接口，然后用Φ8 mm的硅胶管连接管路，并用凡士林密封。
1.3 试验设计试验设4个不同发酵物配比处理，分别为：秸秆150 g ，接种物900 g，接种物TS 0.86%，接种物VS 0.62%（A）；秸秆150 g，接种物1200 g，接种物TS 1.15%，接种物VS 0.83%（B）；秸秆150 g，接种物1 500 g，接种物TS 1.45%，接种物VS 1.02%（C）；以接种物1 500 g作空白对照（CK）。
接种比例对厨余垃圾和活性污泥联合厌氧发酵的影响李定龙;赵宋敏;戴肖云;祁静;汤伟伟【摘要】以厨余垃圾和活性污泥为原料,考察了不同接种比例对厌氧发酵产物挥发性脂肪酸组分及其产量、气体组分、pH和COD去除率的影响.结果表明,当厨余垃圾和活性污泥接种比例为4:1时,乙酸和VFA产量在第4d达到最大值9.34g/L和15.13g/L,其中VFA中乙酸占60%(质量分数)以上,气体组分中CO2是主要成分,COD去除率达到36.8%,pH并没有发生较大的波动,其变化幅度在4-6之间.%Using kitchen garbage and activated sludge as Anaerobic fermentation materials, the influence of different inoculate proportions on the volatile fatty acids (VFA) production, the VFA components, gas composition, pH and COD removal rate of the anaerobic fermentation product were observed. The result showed that the yield of acetic acid and VFA in the fourth day could reach the maximum of 9.34g/L and 15.13g/L which acetic acid accounted for 60％ of VFA, CO2 was the main gas composition, and the removal rate of COD reached 36.8％. There was not much difference of pH which kept in 4-6.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(023)001【总页数】4页(P32-35)【关键词】厨余垃圾;活性污泥;厌氧发酵;挥发性脂肪酸【作者】李定龙;赵宋敏;戴肖云;祁静;汤伟伟【作者单位】常州大学,环境与安全工程学院,江苏,常州,213164;常州大学,环境与安全工程学院,江苏,常州,213164;常州大学,环境与安全工程学院,江苏,常州,213164;常州大学,环境与安全工程学院,江苏,常州,213164;常州大学,环境与安全工程学院,江苏,常州,213164【正文语种】中文【中图分类】X705目前，国内外对于厨余垃圾厌氧发酵的研究工作主要都集中在厨余垃圾厌氧发酵产生物气[1-5]，而有关厨余垃圾接种活性污泥厌氧发酵产酸的研究尚未见报道。
中国环境科学 2009,29(8)：856~860 China Environmental Science 接种内外源微生物菌剂对堆肥效果的影响徐智1,张陇利1,张发宝2,梁丽娜1,李季1*(1.中国农业大学资源与环境学院,北京 100193；2.广东省农业科学院土壤肥料研究所,广东广州 510631)摘要：在严格控制堆肥条件的堆肥反应器中,以鸡粪为堆肥基础原料,内源微生物M37和外源微生物VT为接种剂,研究了堆肥过程中温度、氧气浓度、C/N、水溶性碳(WSC)、发芽指数(GI)以及蛋白酶和脱氢酶的活性动态变化.结果表明,接种M37后,堆肥升温速度加快,且升温期氧气浓度下降速度最快.接种VT后能够增加堆肥高温期的温度,且高温期氧气浓度最低.接种内外源微生物菌剂,C/N下降速度快,WSC浓度相对高.堆肥结束时,GI值显著高于CK,有利于加快堆肥腐熟进程.M37有利于堆肥升温期的蛋白酶和脱氢酶的积累,在高温期,VT处理的蛋白酶和脱氢酶活性最强,促进堆肥的氧化还原反应.关键词：堆肥；接种剂；酶活性；堆肥反应器中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2009)08-0856-05Effects of indigenous and exogenous microbial inocula on composting in a bioreactor.XU Zhi1, ZHANG Long-li1, ZHANG Fa-bao2, LIANG Li-na1, LI Ji1* (1.College of Resources and Environmental Science, China Agricultural University, Beijing 100193, China；2.Soil and Fertilizer Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510631, China ). China Environmental Science, 2009,29(8)：856~860Abstract：Composting with chicken manure as raw material was carried out to study the effects of indigenous and exogenous inoculation on temperature, oxygen concentration, C/N ratio, water-soluble carbon (WSC), germination index (GI), as well as protease and dehydrogenase activity in different composting stages by using a composting bioreactor. The treatment with indigenous microbial inocula had higher temperature and lower oxygen concentration at the beginning of composting. Meanwhile, treatment with exogenous microbial inocula showed higher temperature and lower oxygen concentration at the high-temperature stage. Both treatments showed lower C/N ratio, higher WSC concentration and GI than CK in the end of composting. Indigenous microbial inocula increased the protease and dehydrogenase activity at the beginning stage of composting, and the same happened to the exogenous microbial inocula at the high–temperature stage of composting.Key words：composting；inoculum；enzyme activity；bioreactor堆肥化处理是将有机固体废弃物转化为有机质和氮等营养物质的有效途径,但是堆肥工厂化的发展受到因堆肥时间和场地带来的成本问题的困扰.为促进堆肥化的进程,一些学者相继开展了功能微生物接种剂方面的研究[1-3].有研究表明[4-8],堆肥过程中添加微生物菌剂能够迅速分解堆料中的有机物,使堆肥腐熟时间提前.也有学者[9-12]认为,接种微生物对加快堆肥进程或提高堆肥产品的质量没有明显作用,理由是堆肥原料中本身含有大量的微生物种类和数量,而且微生物的繁殖速度非常快,只要环境条件适宜,就会在较短的时间内快速繁殖起来而达到较大的数量;另外,接种的微生物也同样存在着环境适应性和与土著微生物竞争的问题;堆肥是低附加值产品,增加接种剂势必会增加生产成本.本研究利用一套卧式发酵仓的实验室堆肥装置,严格控制堆肥反应条件,分别采用内源、外源菌作为微生物接种剂,研究和比较接种剂对堆肥影响效果,为微生物接种剂在堆肥快速升温和收稿日期：2008-12-24基金项目：北京市生态学重点学科(XK10019440);北京都市农业学科群建设项目(XK100190553);广东省农业攻关项目(2006A20302001);广东省教育部产学研结合项目 (2007B090400101)* 责任作者, 教授, liji@8期徐智等：接种内外源微生物菌剂对堆肥效果的影响 857 影响堆肥进程方面的应用提供方法和依据.1材料与方法1.1试验材料堆肥原料为风干鸡粪、糠醛渣和糖渣,均来自河北省藁城,原料的主要性质见表1.表1堆肥原料的基本性质Table 1 Basic physical and chemical property of thecompost materials原料含水率(%)全碳(g/kg)全氮(g/kg)碳氮比(C/N)鸡粪 17.2 180 15 12 糠醛 46.1 350 10 35 糖渣 41.7 468 12 39按照微生物接种剂的来源不同,本试验将来源于堆肥系统本身的微生物称为内源微生物接种剂,将非本堆肥系统的微生物接种剂称之为外源微生物接种剂.所采用的外源微生物接种剂VT菌剂是一种堆肥发酵专用的商业菌剂,主要由芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌等多个菌株复合而成,有效活菌数为109 cfu/mL,由北京沃土天地生物科技有限公司提供.以同样的堆肥原料和环境条件,进行一次堆肥的预备试验,当堆肥的发酵温度达到37℃时,取5g堆肥原料,用50mL无菌水浸提,离心,取上清液25mL,加入到液态细菌培养基(每L培养基中含有5g牛肉膏、10g蛋白胨、1g K2HPO4和1g CaCO3, pH值为7.0)内,37℃振荡培养2d,得到有效活菌量109数量级以上的混合菌剂(M37).此时的悬浊液为本试验的内源微生物接种剂.1.2堆肥装置装置为自制的堆肥反应器[13-14],有效容积为100L,卧式圆柱形不锈钢罐体,外壁包有厚为50mm的保温层,罐体内配有搅拌桨,便于自动翻堆.配备强制通风系统,通过高精度远传数采系统,将2个温度探头(PT 100铂电极),一个氧气探头(GNL 8100型O2传感器)与计算机连接,实现温度和氧气的在线监测、记录和堆肥过程中操作的全自动控制(图1).图1 堆肥反应器示意Fig.1 Schematic map of the experimental reactor1.发酵仓2.电机3.减速机4.搅拌桨(轴)5.探头6.排气孔7.流量计8.风机 9.计算机系统1.3试验设计试验设3个处理. CK(不加菌)、接外源微生物接种剂VT(接VT)和接内源微生物接种剂M37(接M37).根据原料性质,将风干鸡粪、糠醛渣和糖渣按照质量比4∶4∶1混合均匀,C/N约为25,调节水分约为55%.菌剂均按照0.5%的量添加.混合均匀后,于堆肥反应器中进行堆肥,同时以 3.5kg/cm2的压力向堆体中送风,通风量为30L/min,通风频率为每间隔1h通风6min,每7d 翻堆1次.堆肥时间设计为15d.1.4采样与测定分别于第0,3,6,9,12,15d在堆肥表层10cm处采样.按5点采样法的原则,充分混匀.取干样和鲜样各3份.干样风干备用,鲜样储存于4℃冰箱中待用.温度和氧气浓度通过PT 100铂电极和GNL 8100型O2传感器在线监测.有机碳采用重铬酸钾容量法—外加热法[15]测定;全 N 采用 H2SO4- H2O2消煮,凯氏定氮法[16]测定.WSC采用重铬酸钾氧化法[17]测定.蛋白酶、脱氢酶活性测定参照文献[18]的方法测定.种子发芽指数(GI)测定:取5g鲜样加入50mL蒸馏水,振荡1h,吸取5mL滤液,加到铺有2张滤纸的9cm培养皿中,每个培养皿播20粒甘蓝种子,30℃下培养48h,测定发芽率和根长,计算GI值.2结果与分析2.1温度和氧气浓度变化由图2可见,接M37处理的升温速度加快;858 中 国 环 境 科 学 29卷接VT 处理能够使堆肥高温期保持更高的温度.堆肥反应开始后,各个处理堆体内的氧气浓度迅速降低,接M 37处理的氧气浓度下降速度最快(堆肥开始1d 后),随着堆肥反应的进行,接VT 的堆体氧气浓度相对于其他2个处理一直保持较低水平.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131415时间(d) 温度(℃)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131415时间(d)氧气浓度(%)图2 堆肥过程中温度和氧气浓度的变化 Fig.2 Changes of temperature and oxygen concentrationduring composting2.2 堆肥腐熟进程指标变化2.2.1 C/N 和WSC 变化 随着堆肥反应的进行,各个处理C/N 呈下降趋势(图3a).堆肥结束后3个处理的C/N 值分别为15.5,15,14.2.WSC 的变化如图3b 所示.一般而言,随着堆肥的进行,堆肥物料中的碳被分解,为微生物的繁衍提供碳源,被微生物利用降解,WSC 含量可能与物料的分解速度和微生物的利用有关.当堆肥进行到第3d 时,接M 37处理的WSC 含量显著低于接VT 和CK(P <0.05),这可能是因为M 37是内源微生物,比较适应堆肥环境,有利于微生物的快速繁衍和增殖,而将WSC 作为微生物碳源消耗的结果.堆肥进行到第9d 以后,接VT 和M 37处理的水溶性碳含量显著高于CK(P <0.05),但接 VT 和接 M 37处理间无显著性差异(P <0.05).图3 堆肥过程中C/N 和水溶性碳(WSC)的变化 Fig.3 Changes of C/N and WSC during composting36 9 1215时间(d)G I (%)图4 堆肥过程中发芽指数值(GI)变化Fig.4 Changes of germination index during composting2.2.2 GI 值变化 随着堆肥过程的进行,各个堆肥处理GI 值总体上呈上升趋势(图4).堆肥结束时,接VT 和接M 37处理的GI 值均高于CK(P <0.05),但是,接VT 和接M 37的两处理间没有显著的差异性(P <0.05).CK 、接 VT 接M 37的8期 徐 智等：接种内外源微生物菌剂对堆肥效果的影响 859GI 值从堆肥初期约50%,到堆肥结束时分别增加到77.7%,90.1%,86.8%. 2.3 酶的变化2.3.1 蛋白酶活性变化 由图5可见,堆肥过程中的蛋白酶活性的变化趋势随着反应的进行先上升后下降.各个处理在堆肥进行到第3d 时均到达峰值,接M 37的处理蛋白酶活性上升得最快,其次是接VT 处理的,此时接M 37处理的蛋白酶的活性显著高于接VT 处理的(P <0.05);接VT 处理的蛋白酶活性也显著高于CK(P <0.05).堆肥进入高温期以后(6~9d),蛋白酶的活性迅速下降,并且接VT 处理的蛋白酶活性下降的速度最快,其次为接M 37处理的.0 3 6 9 1215时间(d) 蛋白酶活性 [以酪氨酸计,μg /(g ⋅h )]图5 堆肥过程中蛋白酶活性的变化Fig.5 Changes of protease activity during composting0 3 6 9 1215时间(d)脱氢酶活性 [以T P E 计,μg /(g ⋅h )]图6 堆肥过程中脱氢酶活性的变化Fig.6 Changes of dehydrogenase activityduring composting2.3.2 脱氢酶活性变化 堆肥过程中脱氢酶活性的变化随着反应的进行呈先上升后下降(图6).接M 37处理脱氢酶活性上升得最快,且当堆肥进行到第3d 时,达到峰值,此时接M 37处理的脱氢酶活性显著高于接VT 处理的(P <0.05),接VT 处理的脱氢酶活性也显著高于CK(P <0.05). 3 讨论温度是堆肥过程中生物能量积累的重要标志,本研究表明,接种微生物菌剂以后,对堆肥过程温度的上升和高温持续的时间都有利,这一点和其他人的研究结果一致[4-8].接M 37后堆肥迅速升温的效果比较明显,甚至好于接VT;但是接M 37处理的持续高温的效果不如接VT 处理的效果好.因此,在堆肥微生物接种剂的应用方面,可能存在微生物的适应性问题,同时也存在微生物的优化与驯化的问题.温度和氧气浓度呈极显著负相关关系(P <0.01),接种内源和外源微生物菌剂以后,在堆体内氧气浓度变化上的差异说明了堆肥接种剂应用上的适应性和优化的问题. 当 C/N 为(15~20)/1[19]和(终点 C/N)/(初始C/N)值<(0.5~0.6)[20]时,认为堆肥达到腐熟.WSC 是评价堆肥腐熟进程的另一个重要指标,堆肥开始时WSC 含量较高;腐熟后,堆肥WSC 含量不超过2.2g/kg. GI 被认为是一种有效的生物学测定堆肥毒性的方法,当GI>80%时,植物毒性消除.按照上述指标判断,接种微生物菌剂有利于堆肥的腐熟进程的加快,接VT 的效果要较接M 37好,可能是因为VT 菌剂是一种经过优化驯化的商业菌剂,这是其维持高温效果好的原因. 酶是微生物活动的产物,反映微生物的活性和作用.堆肥启动时,微生物最先利用的是原料中蛋白、脂肪和糖等一类相对分子量小的化合物.蛋白酶的活性反映这类微生物的活性,接M 37处理堆肥温度上升最迅速,说明这一类微生物较适合堆肥条件,微生物增殖快,而达到迅速升温的效果.脱氢酶的活性涉及到微生物的呼吸链,一定程度上反映出微生物的活性[21], Barrena 等[22]认为,脱氢酶的活性可以用来描述微生物的活性,脱氢酶的活性与静态呼吸系数(SRI)呈正相关关系.这与本研究中脱氢酶活性与氧气浓度成极显著负相关(P <0.01)与温度成极显著正相关(P <0.01)的结果一致.内源微生物接种剂在堆肥初期的启动和升温上有一定的效果,从堆肥高温阶段和整个860 中国环境科学 29卷堆肥过程的效果看,外源微生物的效果要明显一些,可能是由于内源微生物直接来自该堆肥系统,没有经过筛选和驯化,优势种不明显,所以在高温期的效果不如经过驯化和筛选过的商业微生物接种剂.4结论4.1接种内、外源微生物菌剂的处理堆肥升温速度较CK快,其中接种内源微生物菌剂的升温速度最快,接种外源微生物菌剂能够提高堆肥高温期的温度.堆肥反应开始后,接种内源微生物处理的氧气浓度下降速度最快,高温期接种外源微生物接种剂的氧气浓度最低.4.2接种内、外源微生物菌剂有利于加快堆肥的腐熟进程,堆肥结束后,接种内、外源微生物菌剂的C/N比较CK低,GI值较CK高.4.3接种内源微生物菌剂有利于升温过程中蛋白酶、脱氢酶的快速积累,促进堆肥的快速启动;接种外源微生物接种剂,在堆肥高温期脱氢酶的活性增强,有利于堆肥的氧化还原反应.参考文献：[1] Fang M, Wong M H, Wong J W C. Digestion activity ofthermophilic bacterial isolated from ash-amended sewage sludge compost [J]. Water, Air and Soil Pollution, 2001,126:1-12.[2] Requena N, Azcon R, Baca M T. Chemical changes in humicsubstances from compost due to incubation with ligno-cellulolytic microorganisms and effects on lettuce growth [J]. Appl.Microbiol. Biotechnol., 1996,45:857-863.[3] Singh A, Sharma S. Effect of microbial inocula on solid wastecomposting, vermicomposting and plant response [J]. Compost Science and Utilization, 2003,11(3):190-199.[4] 冯明谦,刘德明.滚筒式高温堆肥中微生物种类数量的研究 [J].中国环境科学, 1999,19(6):490-492.[5] 席北斗,刘鸿亮,孟伟,等.高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用 [J]. 环境科学, 2001,22(5):122-125.[6] 徐智,毛昆明,汤利,等.榕风对西番莲果渣高温堆肥过程中氮变化的影响 [J]. 云南农业大学学报(自然科学版), 2005, 20(6):800-803.[7] 徐智,汤利,毛昆明,等.微生物菌剂福贝对西番莲果渣高温堆肥过程中氮变化的影响 [J]. 农业环境科学学报, 2006,25(增刊):621-624.[8] 徐智,汤利,李少明,等.两种微生物菌剂对西番莲果渣高温堆肥腐熟进程的影响 [J]. 应用生态学报, 2007,18(6):1270- 1274.[9] 李国学,张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产 [M]. 北京:化学工业出版社, 2000.[10] Tiquia S M, Wan J H C, Tam N F Y. Microbial populationdynamics and enzyme activities during composting [J]. Compost Science and Utilization, 2002,10(2):150-161.[11] Richard T L, Hamelers H V M, Veeken A, et al. Moisturerelationship in composting processes [J]. Compost Science and Utilization, 2002,10(4):286-302.[12] Tiquia S M, Tam N F Y, Hodgkiss I J. Effects of bacterialinoculum and moisture adjustment on composting of pig manure [J]. Environmental Pollution, 1997,96(2):161-171.[13] 张琴.两种不同通风方式下堆肥接种剂的作用效果研究 [D].北京:中国农业大学, 2007.[14] 徐智,张陇利,梁丽娜,等.不同体积堆肥装置下的鸡粪堆肥效果研究 [J]. 农业工程学报, 2008,24(10):205-208.[15] 南京农业大学.土壤农化分析 [M]. 北京:中国农业出版社,1999.[16] NY525-2002 有机肥料 [S].[17] Ciavatta C, Govi M, Vittori Antisari L, et al. Characterization ofhumified compounds by extraction and fractionation on solid polyvinylpyrrolidone [J]. Journal of Chromatography, 1990,509: 141-146.[18] Alef K, Nannipieri P. Methods in applied soil microbiology andbiochemistry [M]. London: Academic Press, 1995.[19] Garcia C,Hernaandez T, Costa F, et a1. Evaluation of the maturityof municipal waste compost using simple chemical parameters [J].Commun Soil Sci. Plant Anal., 1992,23(3):1501-1512.[20] Morel T L,Colin F,Germon J C,et a1．Methods for the evaluationof the maturity of municipal refuse compost [M]//Composting of agriculture and other wastes. London and New York: Elsevier Applied Science Publishers, 1985:56-72.[21] Ros M, Garcıá C, Hernández T. A full scale study of treatment ofpig slurry by composting: kinetic changes in chemical and microbial properties [J]. Waste Management, 2006,26(10):1108- 1118.[22] Barrena R, Vázquez F, Sánchez A. Dehydrogenase activity as amethod for monitoring the composting process [J]. Bioresource Technology, 2008,99(4):905-908.作者简介：徐智(1980-),男,湖北公安人,中国农业大学资源与环境学院博士研究生,主要从事有机固体废弃物资源化利用的研究.发表论文11篇.。
接种量对红景天药渣发酵制有机肥的影响
作者：刘雪莲
来源：《吉林农业·下半月》2014年第10期
摘要：采用单因素试验，研究不同接种量对红景天药渣固态发酵生产有机肥料的影响。
结果表明：接种量为物料培养基总质量的15%时，红景天药渣培养基的全氮和腐殖酸含量最高，全磷含量较高；接种量为总质量的15%是红景天药渣发酵最佳接种量。
关键词：红景天；有机肥；固态发酵
基金项目：吉林省科技发展计划资助项目（20140101007JC）；吉教科合字【2014】第557号。
中图分类号：S216.42 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2014.20.0017
红景天为景天科植物的干燥根和根茎，是著名的中药材。
近年来，红景天的有效成分及生物学活性研究成为国内外关注的热点。
开发利用红景天，在食品、药品、医学、化妆品等方面都具有重要意义，且可推动新药和第三代功能性食品的研究与开发[1]。
在红景天中药工厂化生产过程中，大量药渣的处理成为面临的严重问题。
药渣的填埋、焚烧、堆放等处理方法将造成环境污染和资源浪费。
如何安全有效地处理药渣将是可持续发展亟待解决的问题。
中药渣循环利用方面主要集中在家禽、家畜饲养领域，如中药药渣作为饲料或饲料添加剂来喂鸡、猪、鱼等[2-6]，将中药渣发酵生产有机肥尚未见报道。
本试验以红景天药渣为原料，研究了不同接种量对固态发酵机肥料中腐殖酸、全磷和全氮含量的变化，从而筛选出最适宜的接种量，为缩短发酵时间，提高发酵效果，更好地开发利用红景天药渣提供参考。
1 材料与方法
1.1试验材料
通化玉圣药业狭叶红景天药渣；
黑曲霉购自中国微生物菌种保藏中心。
1.2 培养基
马铃薯葡萄糖（PDA）培养基用于菌种活化及扩大培养。
物料培养基以称渣基料过程渣为原料，通过接种高效微生物种群，红景天药渣发酵培养基，将红景天药渣经干燥后，粉碎，过20目筛，水料比2∶1，同时添加总质量0.5%的尿素和总质量0.5%的硫酸亚铁，pH值自然，高压蒸汽灭菌。
1.3 试验方法
将活化后的黑曲霉挑取一环接种于液体PDA培养基中，摇床培养进行扩大，然后按接种量为物料培养基总质量的1%、5%、10%、15%、20%处理接种于红景天药渣培养基中。
搅拌混匀，30℃恒温培养9天，重复5次，发酵结束后，将药渣于65℃烘干至恒重，备用。
腐殖酸含量、有机肥料中全氮、全磷含量测定参照中国人民共和国农业行业标准（NY 525-2011）。
利用Excel和DPS统计软件进行实验数据统计和方差分析。
2 结果与分析
2.1接种量对红景天药渣有机肥腐殖酸含量的影响
腐殖酸能改善土壤的理化性状、增加土壤肥力，对有机肥中腐殖酸含量的测定数据如表1所示，随接种量的增加，有机肥腐殖酸含量有先升高后降低的趋势，但处理间差异未达到显著水平，接种量为15%的处理腐殖酸含量最高为14.94%。
2.2 接种量对红景天药渣有机肥全氮含量的影响
从表1可以看出，随接种量的增加，有机肥全氮含量变化呈现波浪起伏趋势，接种量为15%时，全氮含量最高达1.45%，与接种为5%的处理相比差异显著。
但与其他处理相比差异不显著。
说明接种量逐渐增加对红景天药渣的降解作用增强。
2.3 接种量对红景天有机肥全磷含量的影响
从表1可以看出，全磷含量随接种量的增加而逐渐降低，接种量1%的处理全磷含量最高，为0.11%，但各处理间差异不显著。
3 结语
人类在长期的生产实践中，懂得了利用秸秆、落叶、野草和畜粪便堆积发酵制作肥料，但都是采用传统的手工操作和自然堆积方式，并依靠自发的生物转化作用，发酵周期长，处理量少。
本试验针对红景天药渣的化学成分和物理特性，添加高效菌种，增强对红景天的分解和利用，缩短堆肥时间，提高有机肥料质量，为红景天药渣发酵生产有机肥料提供了技术参考。
本试验条件下以黑曲霉为发酵菌种，接种量为15%时红景天药渣有机肥料肥力较高，是较适宜的接种量。
红景天药渣发酵生产有机肥的其他影响因素如水料比、尿素含量等有待于进一步研究。
参考文献
[1] 王伟军，李延华，张兰威，马薇.红景天的营养保健功能及其开发利用[J].营养与保健，2008，187（10）：75-76.
[2] 刘萍，张海英.试论中药药渣的合理利用[J]. 新疆中医药，2002，20（6）：49.
[3] 陈斌，贾天柱.中药渣的综合利用[J].中成药，2005，27（10）：1203-1205.
[4] 方云.浅析中药渣处理和综合利用[J].中国现代医学，2007，16（6）：32.
[5] 黄小光，邝哲师.中药渣作为饲料添加剂的应用[J].广东饲料，2007，16（6）：32.
[6] 邹艳敏，吴静波，仰榴青，等.中药渣的综合利用研究进展[J].江苏中医药，2008，40（12）：113-115.
作者简介：刘雪莲，在读博士研究生，通化师范学院生命科学学院，讲师，研究方向：植物资源多样性保护与利用。
