废弃物静态高温堆腐过程中变化的研究

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1、万方数据第22卷第2期1382006年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV01．22No．2Feb．2006氧化还原类酶活性在农业废弃物静态高温堆腐过程中变化的研究谷洁，李生秀，秦清军，李鸣雷，高华(西北农林科技大学资源环境学院，杨凌712100)摘要：以鸡粪和麦秸为原料，在静态通气条件下，研究了堆腐过程堆体温度及氧化还原酶活性变化。结果表明，添加微生物菌剂后，堆体不同部位温度均高于CK(不加微生物菌剂)处理，且升温阶段持续时间较短。微生物菌剂处理堆料50℃以上的持续时间为14～20d，CK处理50。C以上的持续时间7．5～10

2、d；添加微生物菌剂处理的过氧化氢酶活性在第1～26d均大于CK处理；堆料中添加菌剂处理在堆腐中期的脱氢酶活性大于CK处理；添加菌剂处理在堆肥的第5～28d，多酚氧化酶活性大于CK处理的活性；说明微生物菌剂可促进有机物的降解及其降解产物的转化。添加菌剂处理在堆腐30d后E。／Ee(为胡敏酸在465nm与665nm波长下吸光值的比值)比值为1．57～1．68，CK处理为2．16～2．41，表明添加菌剂能促进腐殖质的缩合和芳构化。关键词：农业废弃物；温度；氧化还原酶活性；E。／E。值中图分类号：X71文献标识码：A文章编号：1002—6819(2006)02

3、—0138—04谷洁，李生秀，秦清军，等．氧化还原类酶活性在农业废弃物静态高温堆腐过程中变化的研究[J]．农业工程学报，2006，22(2)：138—141．GuJie，LiShengxiu，QinQingjun，eta1．Changesofoxidizationandreductionenzymesofagriculturalwastematerialsduringcompostingathightemperatureandstaticstate[J]．TransactionsoftheCSAE，2006，22(2)：138～141．(inChine

4、sewithEnglishabstract)0引言随着畜牧业集约化规模化生产不断扩大，未经处理的大量畜禽粪便对养殖区域环境造成了严重污染[1]。另一方面，畜禽粪便中含有作物生长所需的养分和有机质，是一种重要的肥料资源。畜禽粪便含水量高，散发恶臭气味，含有病原生物是制约其直接利用的主要问题[2]。进行畜禽粪便无害处理，减容增效，最大限度满足环境的可接受性及经济上的可行性是肥料资源化利用的发展方向。有机物料堆腐的研究已有很长历史，但过去的工作都是在人工翻堆和未添加复合微生物菌剂的条件下进行的，所得结果仅适于这类情况。人工翻堆固然可以加速腐熟过程，但费工费时

5、，会使大量有机物质损耗，也难以满足有机肥大规模生产的要求，而且人工翻堆还会造成生物气溶胶(细菌、真菌、放线菌、节肢动物、原生动物以及微生物代谢过程中的一些产物，如酶、内毒素、真菌毒素等)在空气中扩散并影响人体健康[3]。因而静态堆腐并添加外源复合微生物菌剂堆肥已成为研究和应用的热点。目前人们对堆腐的研究主要集中在条件的控制(如温度、氧气、C／N比、pH值等)[4-6]和工艺参数的选择方面[7’8]，而对堆腐过程酶活性变化涉及不多。由于堆腐过程是在微生物及其分泌的酶作用下进行的[9]，研究收稿日期：2005—04—14修订日期2005—08—25基金项目

6、：科技部“农转资金项目”(02EFN216101195，03EFN21100230)；陕西省“农业科技攻关项目”(2003K02一G13—01)作者简介：谷洁(1963一)，男，汉族，陕西周至人，副教授，博士研究生，主要从事农业废弃物资源化利用研究。杨凌西北农林科技大学资源环境学院，712100。Email：gujoyer@sina．com．ca酶活性的变化可以进一步推断腐解进程和机理。氧化还原酶是参与堆腐过程生物化学反应的一类重要酶，研究氧化还原酶活性的变化，可以推断堆腐过程腐殖质化进程和强度。胡敏酸E；／E。值(E。、E。分别为胡敏酸在465nm和

7、665am波长下吸光值)是分析胡敏酸结构的重要参数[I⋯，分析E。／E。值的变化可推断腐殖质的缩合度和芳构化程度。本文从这一方面出发，研究了过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢活性变化，温度变化，以及E。／E。值的变化。1材料与方法1．1堆肥材料本试验所用农业废弃物为鸡粪和小麦秸秆，其养分含量见表1。表1鸡粪和小麦秸秆养分含量(烘干样)Table]NutrientcontentsinthechickeneXcrementandwheatstraw(0yen—driedbase)1．2试验方法试验于2004年7月20至9月1日在西北农林科技大学资源环境学院网室进

8、行。首先将麦秸切成3～5cm小段，与鸡粪(含水率72．3％)混合，调节鸡粪与麦秸的混合比例为0