滑子菇渣与猪粪不同配比对堆肥腐殖质组成的影响

【目的】探究不同施肥配比对堆肥腐殖质组成的影响。【方法】以滑子菇渣为基础材料,通过添加不同比例猪粪,对腐殖质的结构进行分析,并筛选滑子菇渣与猪粪堆制有机肥料的最佳配比。【结果】滑子菇渣与猪粪不同配比堆肥的水溶性有机物以及胡敏酸碳的含量均随着堆肥过程先下降,再缓慢上升;胡富比均在15 d时显著下降,随着堆肥进程胡富比有所上升,堆肥结束时处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ(滑子菇渣︰猪粪质量比分别为0︰10,1︰9,3︰7,5︰5和7︰3)的胡富比均显著高于起始值,分别是起始值的7.14、3.23、1.22、4.38和2.52倍,且处理Ⅳ的胡富比处于最佳水平;处理Ⅳ的胡敏素碳含量高于其他处理。【结论】滑子菇渣与猪粪按不同配比堆肥与单施滑子菇渣或单施猪粪处理相比,腐殖质组分有机碳量更具优势,有利于堆肥腐殖质的组成含量及土壤肥力的提高。合适的滑子菇渣与猪粪配比条件下,随着胡富比的增加,土壤腐殖质的聚合程度以及腐殖化度提高。有机物料能够提高各结合形态腐殖质含量,改善土壤有机质结构,滑子菇渣与猪粪质量比为5︰5时,效果相对好于其他处理。

粘土矿物参与微生物利用木质素形成矿物-菌体残留物的结构特征研究

粘土矿物在催化木质素形成腐殖质方面具有重要贡献。为有效阐明微生物-木质素-粘土矿物三者间的关系,探明矿物-菌体残留物的结构特征,采用液体摇瓶培养法,以木质素为碳源,通过添加高岭石和蒙脱石,在接种复合菌剂后启动110d液体培养,期间动态收集矿物-菌体残留物,利用傅里叶红外光谱及扫描电子显微镜技术对其结构特性进行了研究。结果表明:高岭石颗粒边缘多由管状体卷曲而成,在参与微生物利用木质素形成矿物-菌体残留物后,连片状细小颗粒结构进一步团聚,结合更加紧凑,短管状结构增多,但整体仍保持多水高岭石的结构特征;在初始富营养条件下,高岭石能够促进微生物繁衍,使大量菌体聚集于高岭石表面,掩蔽了Si—O和Si—O—Al键,且矿物-菌体残留物中脂族碳结构比例增加;菌体中多糖物质通过含氧官能团与高岭石表面的水化层在多个部位形成氢键,氢键的形成对于高岭石稳定木质素及其降解产物具有重要作用,芳香碳结构比例和多糖类物质含量随培养时间逐渐增加,而后复合菌株对掩蔽在矿物表面的菌体进行二次利用,使高岭石Si—O—Al键重现;蒙脱石多由浑圆的颗粒结构组成,接种微生物可使其表面产生溶蚀,团粒结构遭到破碎;与10d相比,历经30d培养所得矿物-菌体残留物中的多糖类物质增多,使原本归属蒙脱石Si—O—Si及Si—O结构的1 034~1 038cm-1处吸收峰强度增加,而后因多糖类物质与蒙脱石表面羟基发生缔合,又使该处吸收峰强度减弱,同时发生了氢键键合,该作用是蒙脱石-微生物-木质素间相互作用、形成矿物-菌体残留物的主要机制;高岭石在稳定有机碳方面的能力要高于蒙脱石,更易促进HS前体物质的形成。

草坪修剪物与银中杨-玉簪落叶间不同配比对混料腐殖质组成的影响

以草坪修剪物、银中杨-玉簪落叶为试材,采用室内培养方法,研究了草坪修剪物与银中杨-玉簪落叶4∶1、1∶1、1∶4三个配比对腐解过程中混料水溶性有机碳、可提取腐殖酸、胡敏酸、富里酸及胡敏素碳含量(WSOC、CHE、CHA、CFA和CHu)的影响,以期为园林固体废弃物的资源化利用提供科学依据。结果表明:混料无论何种配比,其在培养结束后均有利于CHE和CHA的累积,其中混料1∶4的配比对CHE的促进程度最大,在此过程中,微生物对WSOC和CHu组分表现出较高的消耗和分解作用;混料配比为4∶1时更有利于CHA的形成,同时对CHA/CFA的促进作用最大,增幅达67.4%,其次是1∶1的配比条件;草坪修剪物与银中杨-玉簪落叶间按照1∶1质量比混合在60d腐解过程对HA分子结构的简单化具有促进作用;相反,4∶1或1∶4的配比则使混料HA分子结构向复杂化方向发展。综上,当草坪修剪物与银中杨-玉簪落叶以4∶1配比混合腐解时对于物料腐熟程度的促进作用最大。

矿物种类对微生物利用木质素形成细胞代谢产物及矿物-菌体残留物的特性影响

微生物驱动下的木质素降解与腐殖质形成关系密切,然而在真实土壤环境中腐殖化进程无法摆脱矿物的参与,为探索矿物对于木质素参与腐殖化进程的影响机制,文章采用液体摇瓶培养法,通过向添加高岭石、蒙脱石、针铁矿、δ-MnO_2或三羟铝石的木质素培养液中接种复合菌剂,试图在110 d培养期间动态考察其细胞代谢产物的总有机碳(TOC)含量、光密度值(E4/E6)以及矿物-菌体残留物的回收率,进而明确5种土壤常见矿物对于微生物利用木质素所得产物的特性影响。结果表明:(1)培养10 d后,针铁矿、δ-MnO_2和三羟铝石对于矿物-菌体残留物回收率的促进作用要大于高岭石和蒙脱石,110 d培养结束后,针铁矿对于矿物-菌体残留物回收率的提升效果最大,而蒙脱石影响下的回收率最小。与未添加矿物的条件(CK1)相比,δ-MnO_2、三羟铝石、高岭石和蒙脱石的参与均有利于持续稳定培养期间沉淀物质的回收率;(2)在整个培养期间,高岭石参与下细胞代谢产物的TOC含量均为最大,而δ-MnO_2参与下的TOC含量皆为最小;(3)在5种矿物的添加条件下,微生物利用木质素所形成的细胞代谢产物,其有机碳分子结构先有所复杂而后再趋于简单,尽管如此,在培养结束后,其分子复杂程度均高于CK1处理,与各自培养10 d的结果相比,高岭石、蒙脱石和三羟铝石均有利于细胞代谢产物中有机碳分子结构的复杂化,而针铁矿和δ-MnO_2却使其结构更加简单。

黑木耳菌糠与牛粪不同配比对堆肥养分性状及发芽指数的影响

根据黑木耳菌糠与牛粪不同配比下堆肥养分性状及发芽指数(GI)的变化,筛选两种农业废弃物腐解的最佳配比。采取室内培养法,将风干、粉碎的黑木耳菌糠与牛粪按照10∶0、9∶1、7∶3、5∶5、3∶7、1∶9和0∶10共7个比例混合,用(NH4)2SO4溶液调节适宜的含水率(60%)和碳氮比(25∶1),随后接种微生物腐熟剂进行为期90 d的好氧腐解试验,通过堆肥pH、总有机碳(TOC)、总养分(N+P_(2)O_(5)+K_(2)O)、C/N及GI的动态分析,筛选黑木耳菌糠与牛粪堆肥的最佳比例。结果表明:各处理下堆肥的pH、TOC含量及C/N比经90 d腐解后均有不同程度下降,而全氮、全磷、总养分含量及GI值有不同程度的增加。黑木耳菌糠与牛粪按照7∶3混合堆肥后,pH由6.94降至5.83,TOC含量及C/N比分别降低41.0%和71.9%,T值获得最小值(0.28),全氮、全磷、全钾、总养分含量及GI值分别增加109.9%、163.0%、39.7%、124.3%和89.0%。经上述腐熟指标的评价,该比例堆肥的优势明显高于其他处理。