高效纖維素分解菌群及鋸末對動物糞便降解纖維素酶活與除臭效果的影響

黃旺洲，張生偉，滾雙寶*，姚　拓，朱建勛

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州730070）

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高效纖維素分解菌群及鋸末對動物糞便降解纖維素酶活與除臭效果的影響

黃旺洲1，張生偉1，滾雙寶1*，姚拓2，朱建勛1

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州730070）

摘要：以自主培養(yǎng)的高效纖維素分解菌群和動物糞便為材料，設(shè)定鋸末和菌群兩個因素，以動物糞便中不加鋸末和菌群為對照，?用2×4兩因子試驗設(shè)計，運用DNS法和硼酸、鋅銨絡(luò)鹽吸收法，通過測定添加高效纖維分解菌（5％）對豬糞和牛糞降解過程中含水率、pH的變化，及添加菌群與添加不同比例鋸末（0、5％、10％、15％）降解過程中酶活力和NH3、H2S的釋放量，研究高效纖維素分解菌群對動物糞便降解效果的影響。結(jié)果表明：接種菌群的處理能夠使不加鋸末豬糞與牛糞的處理組含水率迅速下降，有效降低pH，并能使CMC（羧甲基纖維素）酶活力保持較高水平，且能明顯降低NH3與H2S的釋放量；鋸末降低了CMC酶活力；添加菌群及10％鋸末的豬糞與牛糞降解過程中，CMC酶活力升高，最大時分別達到2.54、2.33 mg.mL-1，且減少了NH3與H2S的釋放。

關(guān)鍵詞：纖維素分解菌群；鋸末；動物糞便

黃旺洲，張生偉，滾雙寶，等.高效纖維素分解菌群及鋸末對動物糞便降解纖維素酶活與除臭效果的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2016，35（1）：186-194.

HUANG Wang-zhou，ZHANG Sheng-wej，GUN Shuang-bao，et a1. Effects of ce11u1ose-decomposjng mjcrobes and sawdust on ce11u1ose enzyme actjvjty and odor durjng anjma1 waste degradatjon[J]. Journal of Agro-Environment Science，2016，35（1）：186-194.

我國是世界上畜禽糞便產(chǎn)出量最大的國家[1]，且以豬糞、牛糞和雞糞為主[2]。盡管部分規(guī)?；B(yǎng)殖場通過物理法、化學(xué)法、生物法（堆漚、沼氣發(fā)酵）等方式對畜禽糞便進行處理，利用其中的有機質(zhì)（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等）及氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素生產(chǎn)飼料、能源、肥料等[3]，但也有相當一部分畜禽養(yǎng)殖場對糞污的綜合利用和治理尚未達到國家排放標準，不僅使土壤、空氣、水等受到嚴重污染[4]，也使得畜禽糞便廢棄物成為沒有得到充分利用的生物質(zhì)資源庫[5]。怎樣有效處理畜禽糞便，減少其對環(huán)境的污染，最大限度提高資源利用率是當下急需解決的重大問題。

國內(nèi)外學(xué)者在生物發(fā)酵處理糞污方面做了大量的研究工作。吳銀寶等[7]研究發(fā)現(xiàn)，當生態(tài)養(yǎng)豬的墊料含水量為50％～65％時，菌種活動最為活躍；降低堆肥的pH值、增加微生物對NH+4-N的固定等是控制臭氣的有效措施。王道澤等[8]在雞糞堆肥中接種微生物菌劑發(fā)現(xiàn)，微生物菌劑脫水快，且能一定程度控制pH的升高而使氮釋放量減少。Shen等[9]認為，堆肥過程中會因有機氮發(fā)生強烈的礦化分解產(chǎn)生大量NH3，從而引起堆肥pH值的顯著升高，加之堆肥持續(xù)高溫，pH值亦保持在較高值。Nakasakj等[10]研究表明，堆肥過程中pH值會影響微生物增長和蛋白質(zhì)及葡萄糖分解速率，pH值為7～8時微生物增長和蛋白質(zhì)分解速率最佳，pH值為6～9時葡萄糖分解速率最高。也有研究表明，畜禽糞便堆放過程中加入稻草、秸稈和鋸末等調(diào)理劑能夠降低有害物質(zhì)（NH3和H2S）的釋放，并且對物料的化學(xué)成分、C/N比、含水率、物理結(jié)構(gòu)等起到調(diào)節(jié)作用[11]。Vuorjnen[12]通過研究麥秸和泥炭與豬糞和牛糞混合物的堆肥結(jié)果表明，調(diào)理劑的種類對物料的降解影響很明顯。Kjrchmann等[13]在研究新鮮豬糞堆肥過程中發(fā)現(xiàn)，加入燕麥稈能夠有效降低NH3的揮發(fā)，但所需的用量較大（為30％）。Ljang等[14]研究表明，以紙類為調(diào)理劑的堆肥，其NH3釋放量明顯高于秸稈、木屑。Lopez Zava1a等[15]以鋸末為調(diào)理劑對人糞渣進行堆肥試驗發(fā)現(xiàn)，混合物料的含水率被調(diào)節(jié)至65％時，有機物降解速率最大。席北斗等[16]研究表明，鋸末能夠有效吸收物料中的水分，比樹葉和秸稈更有利于實現(xiàn)廚余垃圾的高效快速降解。周文兵等[17]按豬糞與鋸末重量比為（9～10）∶1進行堆肥，取得了較好的效果。

以上研究反映出：添加發(fā)酵菌和調(diào)節(jié)劑是?善畜禽糞便發(fā)酵效果的重要途?；由于不同區(qū)域飼料及環(huán)境件不同，畜禽糞便物理結(jié)構(gòu)及其所含的有機物質(zhì)和微生物不同，從而使不同種類及添加量的發(fā)酵菌和調(diào)節(jié)劑對畜禽糞便發(fā)酵效果的影響存在較大差異。因此，在生產(chǎn)中不能完全照搬推廣已有研究成果，有必要結(jié)合當?shù)貙嶋H進一步開展相關(guān)研究。本課題組立足當?shù)貧夂蚣百Y源件，前期篩選出了一種纖維分解菌群，并對其特性進行了初步研究。研究表明，該菌群具有較強的纖維素分解及酸堿調(diào)節(jié)能力，并能夠利用畜禽糞便分解纖維素，并具有抗外來雜菌性強的特點[18-19]。本研究以不同比例的鋸末為調(diào)節(jié)劑，研究添加該菌種對當?shù)刎i糞與牛糞降解效果的影響，以便為提高本地區(qū)動物糞便的資源化利用效率和減少動物糞便對環(huán)境的污染提供參考。

1　材料及方法

1.1材料

供試材料性質(zhì)見表1。高效纖維素分解菌劑為本項目自主培養(yǎng)，豬糞取自蘭州寶鑫養(yǎng)殖公司，牛糞來源于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)牛場。

PCS培養(yǎng)基參考文獻[19]和[20]的方法配制：將蛋白胨5 g、酵母膏5 g、纖維素（雙圈牌濾紙）5 g、NaC1 5 g、CaCO32 g、K2HPO41 g、MgSO4.7H2O 0.5 g、FeSO4. 7H2O 0.5 mg、MnSO4.H2O 0.16 mg、ZnSO4.7H2O 0.16 mg、CoC120.2 mg與1000 mL蒸餾水混合，其pH7.0，?121℃滅菌26 mjn。

表1　供試材料的基本性質(zhì)Tab1e 1 Propertjes of materja1s used

1.2方法

1.2.1試驗設(shè)計

?用2×4兩因子試驗設(shè)計，2個因子分別為不同比例鋸末（0、5％、10％、15％）和接種高效纖維分解菌（0、5％），每種糞便構(gòu)成4個處理，每個處理3個重復(fù)。即將5 kg豬糞（P）或牛糞（C）分別與0（CK因子）、5％、10％、15％的鋸末（為豬糞的鮮重比）混合均勻裝入高30 cm、直徑30 cm的圓桶，每個處理裝6桶，3桶中接種高效纖維素分解菌群（Y因子），3桶作為對照不接菌（N因子），在對照組中加入與接種量等量的滅菌水，調(diào)節(jié)含水率為60％～65％。CKN-P表示不添加鋸末不接菌的豬糞，CKY-P表示不添加鋸末接菌的豬糞，其他處理用同樣的方法表示。每5 d取樣一次進行相應(yīng)指標的測定，共計5次。

1.2.2菌群的活化及擴大培養(yǎng)

1.2.3指標測定

（1）含水率、pH測定：將樣品放入105℃烘箱內(nèi)烘干稱量，恒重，計算出含水率。同樣取少量樣品于小燒杯中，加入適量的去離子水，攪拌均勻，靜置1 h后用pH計測定酸堿度。

（2）羧甲基纖維素酶活力（CMC酶活力）測定：? 用DNS法[21-23]。首?準確稱取1 g分析純葡萄糖（干燥至恒重），用蒸餾水溶解并定容至1000 mL，即1 mg. mL-1葡萄糖標準溶液，再分別取標準液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mL，依次加入20 mL刻度試管中，用蒸餾水補加到2 mL，再加入DNS（3，5-二硝基水楊酸）試劑1.5 mL，于沸水中煮沸5 mjn，冷卻后定容至20 mL搖勻，在490 nm波長處比色，以葡萄糖量為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線，如圖1。取3 g待測樣品加入適量的0.1 mo1.L-1醋酸緩沖液混勻，于30℃水浴浸提60 mjn，5000 r.mjn-1低溫離心15 mjn，上?液即為粗酶液。吸取0.5 mL粗酶液，加入羧甲基纖維素鈉緩沖液1.5 mL混勻，在50℃恒溫水浴中糖化30 mjn，取出后加入DNS試劑1.5 mL搖勻，在沸水浴中加熱5 mjn，取出于冷水浴中冷卻到室溫?？瞻讓φ杖∨c處理相同的稀釋酶液0.5 mL，于沸水浴中煮沸5 mjn，鈍化纖維素酶，其余處理與酶液處理相同。將處理好的酶液及空白對照在分光光度計490 nm波長比色，記錄OD值，根據(jù)葡萄糖標準曲線，求出溶液中的葡萄糖含量，計算酶活力。

圖1　葡萄糖標準曲線Fjgure 1 Ca1jbratjon curve for g1ucose

式中：葡萄糖量為從標準曲線上查得的葡萄糖值，mg；原酶液含量為1 mL待測液中原酶液的含量，為1/4 mL。

（3）NH3、H2S測定：在圓桶中放入盛有30 mL 2％硼酸溶液的無菌小燒杯，用于吸收NH3，用保鮮膜密封后蓋上桶蓋，每個處理3個重復(fù)，每5 d參照文獻[23]的方法用硼酸吸收凱氏法測定NH3的釋放量。放入盛有30 mL鋅胺絡(luò)鹽溶液的無菌小燒杯，用于吸收H2S，每個處理3個重復(fù)，每5 d參照文獻[24]的方法用鋅胺絡(luò)鹽吸收比色法測定H2S的釋放量。測定周期均為25 d。

1.3數(shù)據(jù)分析

?用Mjcrosoft Exce1 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，?用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果分析

2.1菌群對含水率的影響

由圖2可知，試驗期間各處理組都處于密封狀態(tài)，水分含量總體變化不大。前5 d各試驗組水分含量略有增加，隨后開始下降，但各處理組下降速度不同，CKN-P組下降速度最慢，含水率下降5.63％，降幅顯著低于CKY-P組（P<0.05），而CKN-C組和CKY-C組之間含水率下降速度差異不顯著（P> 0.05），第20 d之后各組含水率保持在相對穩(wěn)定的水平。

圖2　菌群對含水率的影響Fjgure 2 Effect of mjcrobja1 addjtjon on mojsture content of anjma1 wastes durjng compostjng

2.2菌群對pH的影響

由圖3可知，在第5～10 d各組pH值均上升，隨后CKY-C和CKY-P保持相對穩(wěn)定的pH值至試驗期的第20 d左右，而CKN-P和CKN-C組的pH值在第15 d分別下降0.54和0.25，幅度顯著高于CKY-P 和CKY-C（P<0.05）。試驗第15 d后各組pH值均逐步上升，第25 d時，各組pH均顯著高于試驗初始值（P<0.05），且集中在8.32～8.38之間。

圖3　菌群對pH的影響Fjgure 3 Effect of mjcrobja1 addjtjon on pH jn anjma1 wastes durjng compostjng

2.3CMC酶活力的變化

2.3.1菌群對CMC酶活力的影響

由圖4可知，接入纖維素分解菌群后，第5、10、15、20、25 d測得的CMC酶活力（以下簡稱酶活力）均高于不接菌組。CKN-P組、CKY-P組的酶活力在前15 d均逐步增強，第15 d都達到最高，分別為2.17、2.45 mg.mL-1，兩者差異顯著（P<0.05），隨后逐漸降低。CKN-C組的酶活力在第5 d最大（2.41 mg.mL-1），CKY-C組的酶活力在第15 d最低（2.21 mg.mL-1），其他階段酶活力較穩(wěn)定，除第25 d外，兩組差異均不顯著（P>0.05）。

圖4　菌群對CMC酶活力的影響Fjgure 4 Effect of mjcrobja1 addjtjon on CMC enzyme actjvjty

2.3.2不同鋸末添加量對CMC酶活力的影響

由圖5可知，不接菌的反應(yīng)中，對于豬糞的降解，CKN-P組在各階段的酶活力均高于添加鋸末各組的酶活力，第15、20 d酶活力顯著高于（P<0.05）其他各組，且在第15 d最大。5％N組與10％N-P組的酶活力處于較平穩(wěn)的狀態(tài)。在牛糞降解過程中，各組在前20 d為?下降后上升趨勢，且CKN-C組的酶活力均大于添加鋸末的處理組。15％N-C組的酶活力在第15 d（1.82 mg.mL-1）顯著低于其他各組（P<0.05），之后迅速上升，第25 d時酶活力達到2.55 mg.mL-1，明顯高于其他各組，而CKN-C組的酶活力降到最低（2.02 mg. mL-1）。

接菌處理的反應(yīng)中，對于降解豬糞而言，CKY-P 與10％Y-P組在前15 d酶活力均上升，在第15 d都達到了最大值，分別為2.45、2.54 mg.mL-1，且10％Y-P組酶活力顯著（P<0.05）高于5％Y-P與15％Y-P組。CKY-P及5％Y-P、10％Y-P組在第20 d后的酶活力下降，其中10％Y-P組降幅為0.52，但15％Y-P組的酶活力在第10 d后一直處于上升狀態(tài)，第25 d最大（2.55 mg.mL-1），明顯高于其他各組。對于牛糞，總體酶活力變化趨勢較為平緩，各組在前10 d酶活力一直下降，而10％Y-C與15％Y-C組在第10 d后上升，在此過程中CMC酶活力達到最大（2.33 mg.mL-1），較其他各組差異不明顯。

2.4NH3及H2S釋放量

2.4.1接菌對NH3及H2S釋放量的影響

由圖6可知，高效纖維素分解菌群在豬糞降解過程中對NH3和H2S的釋放有抑制作用。在第5、10、15、25 d NH3的減少率在18.0％以上，最高的達到30％，在第20 d時，氨氣的釋放量較不接菌組略有增加；而H2S的釋放量在第5、15、25 d減少率較低，在第10 d減少率達到76.6％。

由圖7可知，加入高效纖維素分解菌群后，各階段一定程度上都抑制了牛糞降解時NH3和H2S的釋放，NH3和H2S釋放的減少率都在第5 d最大，分別為56％、64％。

2.4.2不同鋸末添加量對NH3及H2S釋放量的影響

由表2可知，CKN-P、5％N-P、5％Y-P組在前15 d NH3釋放量呈增長趨勢，10％Y-P、15％N-P、15％ Y-P組在第5～10 d NH3釋放量最低，分別為425.0、119.5、129.2 mg，之后上升，15％Y-P組NH3釋放總量最?。? 833.5 mg），極顯著低于CKN-P、CKY-P、5％ N-P、5％Y-P組。CKN-P、CKY-P、5％N-P、5％Y-P組H2S釋放的增加期在前15 d，而10％N-P、10％Y-P、15％Y-P組則在前10 d。CKN-P、15％N-P組H2S的釋放總量極顯著高于其他各組，分別為354.3、366.2 μg，10％N-P、10％Y-P則顯著低于除15％Y-P組以外的其他各組。

圖5　不同鋸末添加量對豬糞、牛糞降解過程中CMC酶活力的影響Fjgure 5 Effects of sawdust rates on CMC enzyme actjvjty durjng pjg and cow manure compostjng

圖6　豬糞?菌后對NH3、H2S釋放的減少率Fjgure 6 Reductjon of NH3and H2S re1ease by bacterja1 jnocu1atjon to pjg manure

由表3可知，CKN-C、5％N-C、5％Y-C組NH3釋放量在前5 d最大，分別為537.4、549.1、324.4 mg，之后逐漸下降；10％Y-C組在5～10 d NH3釋放量最?。?7.8 mg），與15％Y-C組NH3釋放總量極顯著的小于其他各組。CKN-C、CKY-C、5％N-C、15％N-C組H2S釋放量在第10～15 d最大，分別為88.4、73.9、78.2、57.3 μg，而5％Y-C、10％N-C、10％Y-C組H2S釋放的增加期在前10 d，其中10％N-C、10％Y-C組H2S釋放總量極顯著小于其他各組。

圖7　牛糞?菌后對NH3、H2S釋放的減少率Fjgure 7 Reductjon of NH3and H2S re1ease by bacterja1 jnocu1atjon to cow manure

表2　不同鋸末添加量在豬糞降解過程中NH3和H2S釋放量Tab1e 2 Amount of NH3and H2S re1eases durjng pjg manure compostjng wjth sawdust addjtjons

表3　不同鋸末添加量在牛糞降解過程中NH3和H2S釋放量Tab1e 3 Amount of NH3and H2S re1eases durjng cow manure compostjng wjth sawdust addjtjons

3　討論

3.1菌群對含水率及pH的影響

為了加速豬糞、牛糞中纖維素的分解，接種具有特定功能的菌劑是目前基于生態(tài)養(yǎng)殖及環(huán)保?用的生物處理措施。特定菌劑的添加可增加畜禽糞便降解時反應(yīng)中的微生物數(shù)量，提高微生物活性，加快糞便中纖維素的降解，從而使發(fā)酵加速。含水率、pH等將會影響微生物的生長。大量研究[7，25]表明，若含水量過高，就會擠走墊料基質(zhì)中的氧氣，造成菌種單一性厭氧發(fā)酵，在發(fā)酵效率降低的同時產(chǎn)生惡臭；當含水量過低時，菌種的活性降低，發(fā)酵過程則會被抑制。本試驗在密封狀態(tài)下進行，水分散失較少，在接種高效纖維素分解菌群后，豬糞與牛糞在降解過程中，含水率呈下降趨勢，但均保持在50％以上，適合微生物的生長繁殖。隨著降解的進行，微生物的生長活動需要水，同時動物糞便的降解和細胞內(nèi)源呼吸會產(chǎn)生水，因此可在最后階段保持含水率平穩(wěn)。若pH偏低，該平衡轉(zhuǎn)向銨根離子方向，NH3的揮發(fā)減少，但此時功能菌群的發(fā)酵效率較弱，致使糞便的降解速率幾乎為0；若pH偏高，則導(dǎo)致NH3的大量揮發(fā)，也不利于畜禽糞便的充分發(fā)酵分解[25-26]。含水率與pH都能夠直接影響臭氣的揮發(fā)，但兩者并無直接關(guān)系，在此試驗中材料及通風(fēng)件對pH有影響，而含水率與溫度及通氣件有關(guān)[7]。Wu等[27]認為，pH在6～8的范圍內(nèi)穩(wěn)定增大，與畜禽糞便中腐植酸的分解有關(guān)。王得武等[19]研究表明該高效纖維素分解菌群具有較強的適應(yīng)及調(diào)節(jié)pH能力，pH最終穩(wěn)定在7.8～8.6。本試驗中高效纖維素分解菌群降低了反應(yīng)環(huán)境的pH，在前25 d均集中在8.32～8.38之間，與張學(xué)峰等[28]的研究接近。pH均集中在8.0左右，說明該菌種在降解糞便的過程中穩(wěn)定生長，可有效調(diào)節(jié)酸堿度。第15 d的pH下降，可能是因為有機質(zhì)降解為有機酸或無機酸所致，之后在微生物作用下有機酸的分解和氨化產(chǎn)生的NH3不能揮發(fā)，而CKN-P在第15～25 d pH上升迅速，也可能因為豬糞中微生物對反應(yīng)pH的調(diào)節(jié)能力較此菌群差，導(dǎo)致pH升高。

3.2CMC酶活力的變化

酶活性是反映環(huán)境中微生物數(shù)量及活動強度變化的重要參數(shù)之一。酶活力受到很多因素（含水率、溫度、pH等）的影響，并且纖維素的降解需要多種微生物的共同作用[7]。戴芳等[29]認為，豬糞在生態(tài)養(yǎng)豬墊料中降解的一切生物化學(xué)過程也都是在酶的參與下進行的，因此墊料中酶活性的大小可以反映墊料環(huán)境降解豬糞的能力。樸哲等[30]研究表明，纖維素酶活性的變化可以反映環(huán)境中碳素物質(zhì)的降解情況。本試驗中，高效纖維素分解菌群對豬糞降解時CMC酶活力有明顯的提高作用，而對牛糞降解過程中的CMC酶活力影響不明顯，可能由于新鮮的牛糞中含有大量的微生物，對該菌種有一定的影響，對此有待進一步研究。豬糞降解過程中CMC酶活力在pH為7.5～8.0范圍內(nèi)最大，符合堆肥時pH在8.0左右能獲得最大堆肥速率的件[4]；牛糞降解時，CMC酶活力?降低后升高，與Kjm等[31]研究一致。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是牛糞中還有大量的瘤胃微生物，其也具有較強的纖維素分解能力，與添加的外源菌群有一定的競爭作用，之后通過微生物的調(diào)節(jié)作用，達到較適宜的環(huán)境件，酶活力迅速上升。pH在8.0以上時CMC酶活力最大。

添加鋸末幾乎都使畜禽糞便降解過程中的CMC酶活力減弱。在前15 d添加鋸末量越多，酶活力越低，可能是由于鋸末的木質(zhì)化程度較高，而木質(zhì)素最不容易降解，使得鋸末的加入降低了微生物與纖維素的接觸面積。添加10％鋸末的豬糞與牛糞接種菌群后，降解過程中酶活力最大，分別為2.54、2.33 mg. mL-1，雖比不接菌群有明顯的提高，但與國內(nèi)外已報道的高酶活菌群相比仍較低[32-33]。酶的活性受很多因素的制約，所以在微生物菌群產(chǎn)酶件的優(yōu)化、微生物量及種類方面有待開展進一步的研究。

3.3NH3和H2S的釋放量

惡臭氣體有很多種，Takuya[34]將其分為五大類：一是含硫的化合物，如硫化氫、硫醚類、硫醇類等；二是含氮的化合物，如氨、胺類、酰胺、吲哚類等；三是鹵素及其衍生物，如氯氣、鹵代烴等；四是烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；五是含氧官能團組成的化合物，如低級醇、醛、酮、脂肪酸。而臭氣產(chǎn)生的主要形式是NH3和H2S[7]。王巖等[35]在以牛糞為原料、鋸末為添加劑的堆肥保氮試驗中發(fā)現(xiàn)，牛糞與鋸末的處理在發(fā)酵504 h后累計揮發(fā)氮量為1.0 g.kg-1，顯著高于本試驗接菌后NH3揮發(fā)量。本試驗接菌后有效抑制了NH3和H2S的釋放，在前15 d NH3釋放量減少率占試驗總減少率的82.7％（豬糞）、62％（牛糞），H2S達到60.4％（豬糞）、70％（牛糞），之后由于pH的上升導(dǎo)致臭氣的釋放量增加。在第20 d時CKN-P組比CKY-P組釋放的NH3少，是因為CKY-P組微生物的礦化作用，在較高pH件下，致使NH3的釋放量增加。吳銀寶等[7]和Stevens等[36]認為，降低堆肥pH值是減少NH3揮發(fā)損失的有效措施。

由于鋸末是一種優(yōu)質(zhì)的調(diào)理劑，添加不同比例鋸末后，都有效降低了NH3和H2S的釋放量，倪娒娣等[37]的研究也表明，豬糞加木屑堆肥體系在堆制后期總氮呈增加趨勢，有利于氮素的保存。但接入菌群后，對豬糞中NH3和H2S的釋放抑制不顯著，牛糞中NH3釋放量顯著下降，H2S釋放量下降不明顯。Kojvu1a等[38]在研究中發(fā)現(xiàn)，提高堆體的O2濃度和pH值，能有效地減少臭氣的釋放，尤其是H2S的揮發(fā)。本試驗在密封件下進行，使得O2濃度較低，從而H2S釋放較多。?過多重比較分析可知，接入菌群使添加10％鋸末的豬糞與牛糞在降解過程中顯著（P<0.05）抑制了H2S的釋放，添加15％鋸末的牛糞在降解過程中極顯著抑制了NH3的釋放（P<0.01），是因為鋸末對NH3有很強的吸附能力，故減少氮的損失。由于各處理組H2S的釋放量在第10～15 d處于增長期，可以在這一階段?取相應(yīng)的方法控制H2S的釋放。

4　結(jié)論

（1）接種高效纖維素分解菌群后，使不添加鋸末的處理組含水率迅速下降，有效降低pH，提高CMC酶活力，且能明顯降低NH3與H2S的釋放量；添加鋸末降低了CMC酶活力，但抑制了NH3及H2S的釋放。該高效纖維素分解菌群對牛糞降解時纖維素酶活力促進作用不明顯。

（2）接種高效纖維素分解菌群使添加10％鋸末的處理組在降解過程中CMC酶活力升高，很大程度上抑制了NH3的釋放（P<0.01），且H2S的釋放量顯著（P<0.05）小于其他各組。該高效纖維素分解菌群可在動物糞便的資源化利用和減少動物糞便污染的發(fā)酵工藝中應(yīng)用。

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Effects of cellulose-decomposing microbes and sawdust on cellulose enzyme activity and odor during animal waste degradation

HUANG Wang-zhou1，ZHANG Sheng-wej1，GUN Shuang-bao1*，YAO Tuo2，ZHU Jjan-xun1
（1.Co11ege of Anjma1 Scjence and Techno1ogy of Gansu Agrjcu1tura1 Unjversjty，Lanzhou 730070，Chjna；2.Pratacu1tura1 Co11ege of Gansu A-grjcu1tura1 Unjversjty，Lanzhou 730070，Chjna）

Abstract：Nowadays，djsposjng and utj1jzjng reca1cjtrant materja1s jn anjma1 waste have drawn wjde attentjon because of 1ow resource utj-1jzatjon and serjous envjronmenta1 po11utjon jn Chjna. Recent research has showed that addjng mjcrobja1 jnocu1a and bu1kjng agents can jmprove utj1jzatjon of anjma1 wastes and maxjmjze resource recyc1jng. In thjs study，effects of ce11u1ose-decomposjng mjcrobes on anjma1 wastes was studjed by usjng“2×4 experjmenta1 desjgn“wjth sawdust and mjcrobe addjtjons as two factors，and anjma1 waste a1one as a contro1. Carboxymethy1 ce11u1ose（CMC）actjvjty and NH3and H2S re1eases were measured by DNS，borjc acjd，and zjnc amjne comp1ex sa1t absorptjon methods，respectjve1y. Resu1ts showed that CMC enzyme actjvjty was reduced by sawdust a1one，but was jncreased by the treatment wjth 5％ ce11u1ose-decomposjng bacterja and 10％ sawdust，wjth the maxjmum CMC enzyme actjvjty of 2.54 mg.mL-1and 2.33 mg. mL-1for pjg manure and cow manure，respectjve1y. Amount of NH3and H2S re1eases was decreased.

Keywords：ce11u1ose mjcrobja1 communjty；sawdust；anjma1 waste

*通信作者：滾雙寶E-maj1：gunsb@gsau.edu.cn

作者簡介：黃旺洲（1989—），男，甘肅白銀人，在讀碩士，研究方向為動物生產(chǎn)。E-maj1：1192207756@qq.com

基金項目：科技部支撐計劃（2012BAD14B10）；甘肅省科技創(chuàng)新項目（GNCX-2009-13）；甘肅省科技創(chuàng)新項目（GNCX-2012-45）；蘭州市人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科技計劃項目（2014-RC-83）

收稿日期：2015-07-23

中圖分類號：X172

文獻標志碼：A

文章編號：1672-2043（2016）01-0186-09doj：10.11654/jaes.2016.01.025