菌剂对堆肥的作用及其应用

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1、冯宏等：菌剂对堆肥的作用及其应用441菌剂对堆肥的作用及其应用冯宏，李华兴华南农业大学资源环境学院，广东广州510642摘要：好氧高温堆肥是一种受微生物控制的有机物降解和转化的过程。在堆肥过程的不同阶段对有机物降解起关键作用的微生物种群不同。接种菌剂可以使堆肥物料快速达到高温、控制堆肥过程中臭气的产生，缩短堆肥腐熟进程；可以有效杀灭病原体和降解有机污染物，提高堆肥质量。堆肥产品含有生物活性的微生物，作物增产效果显著。文章总结了接种菌剂在堆肥过程中的作用和应用效果，提出接种菌剂的研究首先应利用传统微生物研究法和先进的分子生态学技术摸清堆肥过程中微生物活动规律，逐步筛选

2、出所需功能性菌群，在堆肥应用时要确定菌剂的最佳接种时间和接种量。关键词：菌剂；堆肥；降解中图分类号：S141.4文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）03-0439-03冯宏等：菌剂对堆肥的作用及其应用441高温好氧堆肥工艺是固体废弃物资源化处理常用的技术，由于堆肥化是一种生物学工艺过程，一般情况下，在工艺过程中所要控制的各种参数就是那些对微生物有影响的因素，因为它们决定微生物活动的程度，进而影响堆肥的速度与质量[1,2]。传统堆肥法一般都是采用增加营养和改善环境条件的方法，利用堆制原料中的土著微生物来降解有机污染物，但传统堆肥法存在发酵时间长、产生

3、臭味且肥效低等问题[3]。高温堆肥方法是集无害化处理和资源再生利用于一体的生物学处理方法，具有较强的物质转化能力及易被人为控制等优点[4]。其过程从初始堆肥的原料阶段，先后经历升温阶段、高温阶段、降温阶段、熟化稳定阶段，最后达到腐熟。在堆肥过程的不同阶段对有机物的降解起关键作用的微生物种群不同。国内外许多学者试图在堆肥中通过人为接种菌剂来加速腐熟和改善堆肥产品质量。但接种微生物对堆肥进程及堆肥产物的质量效果历来众说纷纭[5]。本文就国内外学者对接种菌剂在堆肥过程中的作用和应用效果的研究结果作一综述。1接种菌剂对堆肥的作用尽管有些学者认为堆肥过程中没有必要接种菌剂[5

4、]，但多数人认为在人工条件下通过接种可提高堆肥微生物数量，加速堆肥反应进程[3]。早在40年代，美国就通过接种细菌使堆肥时间缩短1~3d[6]。许多研究结果对堆肥过程中接种菌剂的促进作用还是充分肯定的，不少学者已致力于研究堆肥不同阶段起关键作用的微生物，并在自然界进行优质高效菌群的筛选和接种技术的探讨。1.1接种菌剂可以提高堆肥的腐熟速度Ichida等[7]认为土著微生物种群可以降解畜禽废物，但是用羽毛降解菌可以加快降解进程，电镜扫描结果表明，接种细菌比不接种细菌的处理角蛋白降解更完全，生物被膜形成的更早。Ohtake等[8]在实验室控制台式堆肥反应器条件下研究温度

5、和接种菌剂的类型对PCL的生物降解能力，结果表明，PCL的最适宜的降解温度是50℃，两种菌剂的降解能力显著不同。近年来，我国学者广泛进行了接种效应研究[9~20]。其中李国学等[10]用鸡粪、稻壳和猪粪堆肥，添加质量分数为0.5%的快速发酵菌剂，能加速稻壳堆肥腐熟，显著缩短发酵时间，一般堆制14~21d即达到要求。庞金华等[13]在猪粪堆肥制作时，加入两种微生物制剂，这两种制剂可以快速提高堆肥温度，促进发酵腐熟，缩短堆制时间。席北斗等[15]将高效复合微生物菌群应用在生活垃圾和污泥混合堆肥中，复合微生物菌群各菌种之间相互协同作用，生成抗氧化物质，形成复杂而稳定的生态

6、系统，增加堆肥过程中细菌总数，接种质量分数为2%、3%、5%的处理，与灭活菌的对照组比较，垃圾堆肥腐熟时间分别缩短6d、12d、18d。可见，在不同堆肥原料下，接种微生物能提高堆肥腐熟速度，是加速固体废弃物资源化的一条有效途径。1.2接种菌剂可以提高堆肥的腐熟质量Marcello等[21]用3种菌株来降解烟草废弃物中尼古丁的含量，发现Pseudomonasputida效果显著，表明用生物技术方法降解尼古丁毒性的可行性。高温堆肥处理对毒性有机物的降解有显著效果。据研究[22,23]，在城市污泥堆肥过程中，微生物类群的数量变化与毒性有机物的含量呈正相关关系。石春芝等[9

7、]和蒲一涛等[24]在生活垃圾中接种固氮菌，堆肥的含氮量有一定提高。沈根祥等[12]报道了Hsp菌剂能迅速提高牛粪堆肥的发酵温度，有效杀灭粪中所含的杂草种子和虫卵病菌，具有快速堆肥腐熟和无害化的功效。庞金华等[14]和顾希贤等[16]分别用菌剂堆肥成品进行肥效试验，结果证明施接菌堆肥比施不接菌堆肥增产显著。席北斗等[15]接种高效复合微生物菌群生产的堆肥成品中含有大量生物活性的微生物，是一种良好的生物活性有机肥料。赵京音等[19]在鸡粪中添加微生物制剂EM，显著提高堆肥中有机物质的和氮素的保留率，减少氮的气态损失。1.3接种菌剂对堆肥除臭效果显著在堆肥过程中产生