鸡粪和羊粪混合发酵对堆肥优势细菌演替和碳氮损失的影响

【目的】通过探讨不同原料组合如何影响堆肥过程中优势细菌演替进而影响堆肥碳氮损失,为优化堆肥配方、降低堆肥碳氮损失提供理论依据。【方法】以鸡粪、羊粪和玉米秸秆为原料,以鸡粪、羊粪不同比例混合进行堆肥试验,研究了不同配比堆肥对腐熟度特性、养分含量及碳氮损失的影响,并对优势细菌与碳氮损失进行冗余分析。【结果】鸡粪堆肥中的碳氮损失远高于羊粪堆肥;相对于鸡粪堆肥,鸡粪和羊粪混合堆肥可以显著降低堆肥过程的碳氮损失,以鸡粪∶羊粪=1∶3处理效果最好,碳氮损失分别降低了15.63%、57.88%;优势微生物菌群与碳氮损失的冗余分析表明,鸡粪∶羊粪=1∶3处理显著促进了木质纤维素降解和具有固氮功能的细菌丰度,抑制了氨化与反硝化功能的细菌丰度。【结论】鸡粪堆肥过程中加入一定量羊粪,可以改善微生物菌群,降低鸡粪堆肥过程的碳氮损失,提高堆肥质量。

好氧高温堆肥中嗜热固氮菌的筛选及应用

【目的】筛选好氧高温堆肥中的高效固氮微生物,并通过固氮微生物的添加提高堆肥含氮量,也为固氮菌生物有机肥的研制提供优质菌株。【方法】分别在好氧高温堆肥的高温期和成熟期采集样品,用Ashby无氮培养基分离固氮菌,测定菌株的固氮能力、最佳生长条件和生长曲线;通过对菌株的形态特征、生理特征和生化反应以及16s rRNA基因测序鉴定菌株,并将菌株回接到堆肥中研究其保氮效果。【结果】菌株A3和B2的固氮能力分别为7.88 mg/L和22.96 mg/L。结合形态特征、生理和生化鉴定及16s rRNA基因序列分析,A3和B2分别被鉴定为Nocardiopsis dassonvillei和Bacillus cereus。2个菌株均为嗜热广幅营养型细菌,能适应广泛的pH值并迅速生长,均可产生IAA和铁载体。B2可以利用有机磷,能耐8%的盐浓度。A3显著提高堆肥含氮量28.5%,但B2不能提高堆肥含氮量。【结论】A3(Nocardiopsis dassonvillei)可用于堆肥固氮菌提高堆肥含氮量并具有生产固氮菌生物有机肥的潜力。鉴于B2(Bacillus cereus)菌株良好的固氮能力和其他功能,具备研制微生物制剂的潜力。

C/N驱动优势细菌菌群变化影响堆肥碳氮损失和腐殖质合成

为了探明C/N如何驱动堆肥过程中优势细菌菌群的变化而影响碳氮损失和腐殖质合成,设置3个C/N处理(20∶1、25∶1和30∶1),以羊粪和玉米秸秆为原料进行堆肥试验。结果表明:与20∶1处理相比,30∶1和25∶1处理堆肥的碳、氮损失分别降低了33.5%、18.9%和23.6%、10.8%。优势细菌菌群、碳氮损失及有机碳组分的冗余分析表明,高C/N提高了堆肥中固氮细菌的种类和丰度,降低了反硝化细菌的种类和丰度,减少了堆肥过程中的碳氮损失;高C/N促进了木质纤维素类降解菌的生长繁殖,促进了富里酸和胡敏素降解而合成更多胡敏酸,提高了堆肥腐殖化程度。可见,C/N可通过影响堆肥中关键优势细菌菌群而影响堆肥过程和堆肥质量,调节堆肥原料C/N可以调控堆肥中碳氮损失和腐殖质的合成,从而提高堆肥质量并减少堆肥的二次环境污染。

堆肥添加剂降低碳氮损失的微生物学机制研究

为了探明添加剂如何影响堆肥微生物优势群落的演替进而影响碳氮损失,以玉米秸秆和鸡粪为原料,添加不同量的生物质炭和凹凸棒作为添加剂,设置5个处理(CK(鸡粪+玉米秸秆)、BC1(鸡粪+玉米秸秆+5%(干重)生物质炭)、BC2(鸡粪+玉米秸秆+10%(干重)生物质炭)、PG1(鸡粪+玉米秸秆+5%(干重)凹凸棒)和PG2(鸡粪+玉米秸秆+10%(干重)凹凸棒))进行堆肥.结果表明,相较于CK,BC1、BC2、PG1、PG2处理的碳和氮损失分别减少了8.60%、12.05%、2.03%、6.14%和14.54%、20.14%、8.40%、11.23%.优势微生物菌群与碳氮损失的冗余分析表明,添加10%生物质炭和添加10%凹凸棒都显著促进了堆肥过程中固氮类细菌相对丰度,而抑制反硝化细菌的相对丰度,且添加10%生物质炭效果更佳;KEGG分析表明,添加10%生物质炭显著影响氨基酸代谢和碳水化合物代谢功能基因,而添加10%凹凸棒显著影响氨基酸代谢功能基因.由此可见,10%添加剂的碳氮损失都低于5%添加剂的处理,添加生物质炭的碳氮损失都低于凹凸棒处理,添加剂通过影响优势微生物群落及其氨基酸代谢和碳水化合物代谢功能基因抑制堆肥过程中的碳氮代谢,从而减少碳氮损失.