牛粪自然好氧发酵微生物变化规律_方华舟

接种不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥腐熟的影响陈鑫1，李昌宁1，肖金玉2，李萍1，姚拓1*，孙永平3，王国基4，何礼1，周泽1（1.甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州 730070；2.兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州 730070；3.甘肃省大行农业废弃物处理有限公司，甘肃兰州 730070；4.兰州苗乐农业科技有限公司，甘肃兰州 730070）摘要：【目的】探究接种不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥腐熟的影响。

【方法】堆肥材料由牛粪、蘑菇渣和尾菜组成，湿重比为5∶4∶1，使堆肥的C/N保持在25~30。

设计4个堆肥处理，在3个处理组中接种量按照菌剂体积和堆体质量比1.5%的微生物菌剂CDS、XY4和LL，在处理组CK中不添加菌剂。

每个处理重复3次。

堆肥处理38 d后，研究不同堆肥处理条件下温度、pH值、含水量、C/N、EC、全氮、铵态氮和硝态氮等堆肥指标的变化。

【结果】 CK、CDS、XY4、LL处理保持高温时间分别为22、23、24和26 d，处理LL保持的高温时间最长，且温度最高为72.53 ℃，XY4仅次于LL；堆肥结束时CK、CDS、XY4、LL处理的含水率分别下降到34.64%、43.29%、38.66%、44.1%，CDS、XY4、LL处理的水分散失都显著高于CK（P<0.05），其中LL的水分蒸发速率最大；各堆肥处理的pH值总体呈现先升高后下降的变化趋势，堆肥结束时，CK、CDS、XY4、LL的pH分别为8.71、8.62、8.25、8.34，XY4、LL处理的pH值都极显著低于CK（P<0.01），其中接种XY4的堆肥中pH最低；堆肥结束时各处理组的EC在1.75~2.47 ms/cm，已达到腐熟状态，各菌剂对堆肥的EC无显著差异（P>0.05）；CK、CDS、XY4、LL 处理堆肥结束C/N分别较初始下降了32.24%、38.75% 、48.59%、44.51%，XY4处理的效果与CK差异极显著（P<0.01）；所有处理全氮含量呈现缓慢升高的趋势，堆肥结束时CK、CDS、XY4、LL处理全氮含量分别是14.46、16.48、16.54、16.54 g/kg，菌剂 XY4、LL对堆体保氮效果最好；堆肥结束时NH4+⁃N含量降至1.47~1.64 g/kg，CK与CDS、XY4、LL处理组没有显著差异（P>0.05）；4 d至堆肥结束各菌剂处理的硝态氮的含量均有显著升高（P<0.05），大小顺序为CDS>LL>XY4>CK。

牛粪蚯蚓堆肥条件优化与堆制物的性状变化目录一、牛粪蚯蚓堆肥条件优化 (2)1.1 原始条件优化 (3)1.1.1 蛭房建设 (4)1.1.2 蛭房内温度与湿度控制 (5)1.1.3 蛭房内通风与翻堆 (6)1.2 因子水平优化 (7)1.2.1 蛭房内物料配比 (8)1.2.2 蛭房内碳氮比 (9)1.2.3 蛭房内水分含量 (10)二、堆制物的性状变化 (11)2.1 物理性状变化 (12)2.1.1 沉降体积 (12)2.1.2 残渣含量 (13)2.1.3 结构稳定性 (14)2.2 化学性状变化 (15)2.2.1 有机质含量 (16)2.2.2 水分含量 (17)2.2.3 碳氮比 (17)2.3 生物性状变化 (18)2.3.1 蚯蚓活动强度 (19)2.3.2 昆虫种类与数量 (20)2.3.3 微生物多样性 (21)一、牛粪蚯蚓堆肥条件优化原料准备：选择新鲜的牛粪作为主要的原料，确保其中含有丰富的有机质和营养物质。

为了调节碳氮比和提供适宜的纤维来源，可以适当添加其他有机废弃物如植物残渣、食品加工废料等。

水分管理：保持适宜的湿度是堆肥成功的关键。

牛粪的含水量通常在堆肥过程中需要调整至适宜的范围（通常为5，以确保微生物活动的正常进行和通风良好。

温度控制：温度是影响微生物活动和蚯蚓生长的重要因素。

理想的堆肥温度应维持在2535之间，以促进微生物繁殖和蚯蚓活动。

在炎热的季节，需要采取措施降低堆温，如增加通风和遮阳设施；在寒冷的季节则需要保暖措施，保持较高的温度环境。

通气和氧气供应：通风良好的环境对牛粪蚯蚓堆肥至关重要。

充足的氧气可以促进微生物的生长和活动，同时排除多余的废气和湿气。

可通过添加透气性好的介质或使用通气管道等方法进行改善。

pH值调节：保持适宜的pH值有利于微生物和蚯蚓的生长。

牛粪的pH值通常在发酵过程中会有所变化，可以通过添加石灰或石膏等调节剂来保持理想的pH范围（一般为中性至微酸性）。

区域治理PRACTICE好氧堆肥过程中微生物群落变化研究*张鑫1,2,3,41.陕西省土地工程建设集团有限责任公司；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室；4.陕西省土地整治工程技术研究中心摘要：好氧堆肥是实现农业废弃物资源化和无害化利用的主要手段之一，堆肥过程不同阶段的变化主要是由微生物的活动所引起的，微生物的种类和丰度对堆肥的效率有着较大的影响，好氧堆肥是在多种微生物（如细菌、氮循环功能微生物）参与下实现对复杂有机物质的降解及利用，在不同阶段起主导地位的微生物存在较大差异，原料的不同也会影响微生物的群落结构，本文对好氧堆肥过程中细菌群落结构在不同阶段的变化、主要类别及硝化微生物进行了阐述。

好氧堆肥是处理农业有机废弃物的主要方式之一，在减少农业废弃物对环境造成污染的同时，其堆肥产物可作为产品循环利用于农业生产过程中。

实现农业废弃物的资源化利用，微生物在这期间起着关键性作用，微生物通过降解农业废弃物中的有机物来实现这个目的。

中图分类号：S718.52+1.3 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）13-0212-0001一、好氧堆肥细菌群落的变化规律细菌是在好氧堆肥过程中所占数量最多且最主要的微生物，堆肥原始材料主要是畜禽粪便，富含大量的嗜中温细菌和一些少量的嗜热细菌，堆肥过程温度的变化也是由微生物的活动所主导的。

堆肥过程按温度变化主要为升温阶段、高温阶段和降温阶段，在堆肥的初始阶段即升温阶段，占主导地位的是嗜中温细菌，在这一过程中，微生物通过分解物料中的有机物质产生热量，促使堆体的温度升高，在堆体温度升高过程中，嗜中温细菌数量及比例逐渐较少，嗜高温细菌数量增加，当堆体到达高温阶段时堆体中存在的细菌均属于高温细菌，在这一阶段堆体中的一些有害物质及病原微生物会有一大部分被消除，实现产品的无害化，随后堆体会进入降温阶段，嗜中温细菌数量开始增加，嗜高温细菌逐渐减少（张嘉超，2009）。

一、实验目的1. 了解牛粪发酵的基本原理和过程；2. 掌握牛粪发酵的常用设备和操作方法；3. 分析牛粪发酵过程中的影响因素，为实际生产提供参考；4. 探讨牛粪发酵过程中温度、湿度、碳氮比等关键参数对发酵效果的影响。

二、实验材料与设备1. 实验材料：新鲜牛粪、米糠、金宝贝肥料发酵剂、秸秆、稻草、蘑菇渣等；2. 实验设备：发酵堆、温度计、湿度计、电子秤、塑料薄膜等。

三、实验方法1. 物料配比：将1.5吨新鲜牛粪与1公斤金宝贝肥料发酵剂混合，按1：5的比例与米糠（或麸皮、玉米粉等替代物）混匀后，再均匀撒入牛粪堆。

2. 物料建堆：将混合好的物料堆成高度为1.5米、宽度为2米、长度在2～4米以上的发酵堆。

3. 调节水分：发酵物料的水分应控制在60%～65%。

手紧抓一把物料，指缝见水印但不滴水，落地即散为宜。

4. 启动温度：启动温度应在15℃以上，四季可作业，不受季节影响，冬天尽量在室内或大棚内发酵。

5. 翻堆通气：因金宝贝肥料发酵剂是好氧发酵，所以在发酵过程中应加大供氧措施，做到拌匀、勤翻、通气为宜，否则会因为厌氧发酵影响物料发酵效果。

6. 发酵过程监测：定期监测发酵堆的温度、湿度等参数，记录发酵过程中的变化。

四、实验结果与分析1. 发酵过程温度变化：发酵初期，温度逐渐上升，48小时后升至50～60℃，第三天可达65℃以上。

在此高温下翻倒一次，一般情况下，在发酵过程中会出现2～3次65℃以上的高温，翻倒2～3次即可完成发酵。

2. 发酵过程湿度变化：发酵过程中，水分逐渐减少，湿度控制在60%～65%。

3. 发酵效果分析：发酵完成后，牛粪颜色变为深褐色，有明显的发酵气味，表明牛粪已成功发酵。

4. 影响发酵效果的因素分析：（1）温度：发酵过程中，温度对发酵效果影响较大。

过高或过低的温度都会影响发酵效果，因此要严格控制发酵温度。

（2）湿度：发酵过程中，湿度对发酵效果也有一定影响。

过高或过低的湿度都会影响发酵效果，因此要合理调节水分。

牛粪好氧堆肥过程对杂草种子的灭活作用及对种子生活力的影响近年来随着畜禽养殖业的快速发展,我国畜禽粪便的产量逐年增加,若不对其进行合理处置将会造成资源浪费和环境污染。

好氧堆肥既能将畜禽粪便转化为高质量有机肥料,又能减轻环境污染,实现畜禽粪便无害化。

而在畜禽粪便好氧堆肥过程中,可能由于粪便或辅料携带、动物搬运和风雨天气等因素给堆肥物料中引入一些杂草种子,若堆肥过程不能对这些杂草种子有效灭活,随着堆肥施入土壤,则有可能给农田引入杂草,影响农作物生长和人畜健康。

本研究采用西北农林科技大学畜牧教学试验基地奶牛养殖厂的新鲜牛粪为原料,杨凌某木器加工厂的锯末为调理剂,用生化培养箱控温进行45天的模拟好氧堆肥。

堆肥开始前在堆肥物料中放入8种杂草种子(繁穗苋、三叶鬼针草、稗草、曼陀罗、田旋花、狗尾草、狗牙根、黑麦草),两种蔬菜种子(西红柿、油菜)和两种农作物种子(玉米、小麦)。

旨在探究堆肥对杂草种子和其他种子的灭活作用,以及随着堆肥的进行,堆肥中种子生活力的变化过程。

同时通过多元回归拟合,探究堆肥各项理化指标变化对种子生活力的影响程度。

本研究得到的主要结论如下:(1)本次实验的模拟堆肥达到粪便无害化标准并最终达到腐熟,各项指标的变化符合畜禽粪便堆肥化要求。

堆肥过程对杂草和其他种子生活力的影响可以作为自然堆肥状态下的参考。

堆肥初期是杀灭杂草种子的最佳时期。

(2)随着堆肥的进行,放入堆肥中的种子不断死亡,最终除了田旋花以外的所有种子都在110小时以内(堆温不超过60℃)全部被灭活。

因此,当堆肥高温期温度达到60℃以上,牛粪好氧堆肥过程可以实现对混入堆肥物料中的普通杂草种子和其他种子的全部灭活。

(3)堆肥过程中不同理化指标之间存在显著的相关性,其中pH、铵态氮、乙酸和DTPA浸提态重金属是影响种子萌发的主要因素,对堆肥植物毒性的贡献度最高。

堆肥指标与种子生活力的多元回归分析表明,温度对堆肥中种子生活力的影响最大,除温度因素以外,pH、EC、总量重金属和DTPA浸提态重金属等因素也能显著影响种子生活力,是导致种子死亡的主要原因。

有机肥发酵中微生物和有害生物的变化规律-农艺学论文-农学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——0 引言目前，中国农业有机废物的处理大多采用好氧堆肥方式，经过堆肥化过程生产无害化的有机肥料应用于农业生产，有利于改良土壤物化性状、保护环境、提高作物品质和安全性[1].堆肥化是利用细菌、真菌等微生物活动，促进有机物料的矿质化和腐殖化过程[2.3].农业生产中，利用秸秆、动物粪便等农村废弃资源生产有机肥的堆肥化过程，通过有机物料的发酵达到有机肥标准（NY 525.2012）要求和粪便无害化卫生标准[4].堆肥微生物（包括细菌、真菌、放线菌等）群落具有多样性，微生物的数量、种类在不同的堆肥阶段具有不同的变化规律[5.7].有机肥发酵过程中微生物数量及种群分布与堆肥有机物料的种类和处理方式、微生物间的相互作用等多种因素密切相关[8.11].许多专家学者也针对不同物料、腐熟剂、发酵方式等，对有机肥发酵微生物分离方法、种类、数量等开展大量研究。

陈昕等[12]系统性地综述了秸秆微生物降解机理研究的进展，对了解、控制堆肥过程具有很好的指导意义；耿富卿等[13.14]研究了不同碳氮比及不同初始水分物料对有机肥发酵过程中真菌、霉菌、大肠杆菌、蛔虫卵等数量的影响，明确了有机肥发酵最佳C/N和物料水分；王洪志等[15]对粪便堆肥发酵前后常见寄生虫及卵的杀灭情况进行了分析研究；李自刚等[16]利用微生物可培养方法，研究了奶牛粪堆肥过程中添加ZZM Z腐熟菌剂对奶牛粪堆肥微生物群落的影响；刘佳等[17]利用传统培养法和PCR.DGGE技术相结合，对接种纤维素降解菌后堆肥的微生物群落的动态变化进行分析；虞泳等[18]应用聚合酶链式反应。

变性梯度凝胶电泳（PCR.DGGE）技术，对农业废物好氧堆肥过程中氨氧化细菌种群结构进行了研究；席北斗等[19]研究了微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响；吴峰等[20.21]研究了4种有机物料腐熟剂（菌剂）对有机肥发酵过程中放线菌、真菌、细菌、霉菌的有效活菌数的影响，及不同C/N、不同通风方式以及不同物料水分对有机肥发酵过程中几种常见菌群数量动态变化的影响。

猪粪堆肥中微生物变化规律及芽孢杆菌分离与鉴定随着集约化畜牧业迅猛的发展,大量的畜禽粪便造成了环境污染,并成为限制畜牧业持续发展的重要因素。

畜禽粪便中含有丰富的肥源,如果用科学的方法对其处理,不仅可以控制污染,保护环境,还可以变废为宝。

好氧堆肥工艺具有经济,简便,不需要外加能源,无二次污染等特点,是目前处理粪便的主要方式之一。

本次试验在华中农业大学猪场,采用新鲜猪粪掺以辅料,锯末和米糠,按照条剁式自然堆肥系统自然堆肥。

堆肥过程是由相关微生物群体进行的生物转化过程。

本试验通过变性梯度凝胶电泳(DGGE),传统富集培养和平板计数法对堆肥化过程中微生物的区系动态变化进行了研究。

堆肥结果表明,在堆肥化过程中,微生物数量总的趋势是细菌的数量最多,放线菌次之,真菌的数量最少。

真菌包括霉菌和酵母菌。

升温期微生物的数量始终高于高温微生物。

当堆肥发酵结束后,降温期微生物的数量低于发酵初始水平,高温放线菌和高温真菌的数量试验结束后低于初始水平,高温细菌的数量在整个堆肥化过程中变化不大。

通过DGGE分析表明:发酵过程中细菌的种类发生了明显的更迭现象。

堆肥初期主要以芽孢杆菌属,梭菌属,解脲芽孢杆菌属等细菌占优势;中期梭菌属,芽孢杆菌属,假单孢菌属等细菌占优势;后期梭菌属,假单孢菌属等占优势;而在整个堆肥化过程中芽孢杆菌属,梭菌属,和假单孢属的微生物都是优势菌群。

而堆肥辅料的不同,并不明显影响其中微生物的变化规律。

不论是从堆肥的物理性状还是化学指标来看,堆体0～30天都快速经过了完整的常规堆肥一次发酵过程。

DGGE检测表明这个过程中细菌的微生物群落发生了很大的变化。

堆体内细菌群类在堆肥期中总体呈振荡下降,递减趋势。

对堆肥中的优势菌群芽孢杆菌进行了相关的研究,包括芽孢杆菌的分离,计数,初步生理生化鉴定和16S rRNA的核酸菌种鉴定。

16S rRNA目前是进行微生物菌种鉴定的主要方法和手段之一,它主要是以原核生物的核糖体小亚基上的16S rRNA中所包含的遗传信息来进行分类和鉴定。

不同畜禽粪便堆肥过程中可培育微生物数量及腐殖质含量和酶活性的变化畜禽养殖业进步迅速，但也面临着废弃物处理的问题。

畜禽粪便可以通过堆肥处理转化为有机肥料，但堆肥过程中微生物数量、腐殖质含量和酶活性的变化对于堆肥质量至关重要。

本探究旨在探讨，并为畜禽粪便堆肥过程的优化提供科学依据。

方法：本探究选取鸡粪、牛粪和猪粪作为探究对象，接受静态堆肥法进行试验。

起首，将每种粪便样品与适量的秸秆混合，并进行通风堆放。

在堆放的过程中，分别在2天、4天、6天、8天和10天时取样。

通过测定可培育微生物数量、腐殖质含量和酶活性的变化来分析堆肥过程中的微生物群落结构、堆肥质量和有机物降解状况。

结果：1. 不同畜禽粪便堆肥过程中的可培育微生物数量变化在堆肥开始时，鸡粪中的可培育微生物数量最多，其次是猪粪和牛粪。

随着堆肥的进行，鸡粪和猪粪中的可培育微生物数量逐渐缩减，而牛粪中的可培育微生物数量逐渐增加。

在堆肥结束时，牛粪中的可培育微生物数量最多。

2. 不同畜禽粪便堆肥过程中的腐殖质含量变化在堆肥开始时，鸡粪中的腐殖质含量最高，其次是猪粪和牛粪。

随着堆肥的进行，鸡粪和猪粪中的腐殖质含量逐渐增加，而牛粪中的腐殖质含量变化较小。

在堆肥结束时，鸡粪中的腐殖质含量依旧最高。

3. 不同畜禽粪便堆肥过程中的酶活性变化在堆肥开始时，鸡粪中的酶活性最高，其次是猪粪和牛粪。

随着堆肥的进行，鸡粪和猪粪中的酶活性逐渐降低，而牛粪中的酶活性逐渐增加。

在堆肥结束时，牛粪中的酶活性最高。

谈论：不同畜禽粪便堆肥过程中可培育微生物数量、腐殖质含量和酶活性的变化与原料的特性以及微生物的生长与代谢有关。

在堆肥初期，鸡粪中的可培育微生物数量最多，可能是因为鸡粪中的易腐质含量较高，为微生物提供了丰富的营养物质。

而牛粪中的可培育微生物数量较少，可能是因为牛粪中的纤维素含量较高，降解速度较慢。

随着堆肥的进行，鸡粪中的腐殖质含量逐渐增加，可能是由于微生物对有机物的分解作用。