不同時(shí)期接種黃孢原毛平革菌對(duì)稻殼和雞糞堆肥腐殖化的影響*

馬麗婷, 徐 智, 趙 兵, 陳 妍, 鄧亞琴, 王宇蘊(yùn)

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 昆明 650201)

堆肥是目前實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物和畜禽糞便資源化利用較為有效的方法之一。然而, 一些植物來(lái)源的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物(如玉米秸稈、稻殼等)中的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 不易降解。這阻礙了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的資源化利用。然而, 木質(zhì)纖維素降解產(chǎn)生的酚類(lèi)、醌類(lèi)等是形成腐殖質(zhì)的重要前體物質(zhì),較高含量的木質(zhì)纖維素及其降解對(duì)腐殖質(zhì)的形成和穩(wěn)定具有積極作用。而木質(zhì)纖維素的降解需要大量的水解酶來(lái)催化木質(zhì)纖維素底物的水解。因此,有必要探究一種方法來(lái)促進(jìn)木質(zhì)纖維素降解酶的產(chǎn)生, 以強(qiáng)化堆肥腐殖化。

堆肥的本質(zhì)是有機(jī)物在微生物和相應(yīng)酶的作用下轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、復(fù)雜的腐殖酸大分子的過(guò)程, 酶在有機(jī)廢棄物降解過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用, 驅(qū)動(dòng)著生物降解過(guò)程的礦化和腐殖化過(guò)程。木質(zhì)纖維素降解酶的產(chǎn)生可能是由真菌和細(xì)菌共同作用的結(jié)果,真菌和細(xì)菌產(chǎn)生木質(zhì)纖維素降解酶的反應(yīng)與其自身的特性和環(huán)境變化有關(guān)。真菌能夠分泌大量對(duì)木質(zhì)纖維素底物具有催化活性的胞外酶和胞內(nèi)酶, 且在堆肥過(guò)程中木質(zhì)素等難降解物質(zhì)主要由真菌在堆肥成熟階段進(jìn)行降解。有學(xué)者認(rèn)為, 在堆肥原料中接種微生物是促進(jìn)酶活性、提高堆肥質(zhì)量的一種有效方法, 且酶活性的提高可能受特定功能菌群的影響。黃孢原毛平革菌 (Phanerochaete chrysosporium)是白腐菌中降解木質(zhì)素最活躍的有效菌種之一,對(duì)木質(zhì)素的降解獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。白腐菌的木質(zhì)素降解酶系(包括木質(zhì)素過(guò)氧化物酶、錳過(guò)氧化物酶和漆酶)是木質(zhì)素降解系統(tǒng)中的主導(dǎo)酶系。在白腐菌對(duì)木質(zhì)纖維素的降解機(jī)制中, 木質(zhì)素過(guò)氧化物酶主要氧化木質(zhì)素中的非酚型結(jié)構(gòu), 錳過(guò)氧化物酶和漆酶則氧化酚型結(jié)構(gòu), 各種酶協(xié)同作用, 完成對(duì)木質(zhì)素的降解。大量堆肥試驗(yàn)表明, 在堆肥過(guò)程中接種黃孢原毛平革菌促進(jìn)了酶活性, 從而提高了堆肥物料降解效率和堆肥品質(zhì)。由于黃孢原毛平革菌適宜的培養(yǎng)溫度為35 ℃, 在堆肥不同時(shí)期接種可能會(huì)影響木質(zhì)纖維素降解酶的產(chǎn)生, 進(jìn)而影響木質(zhì)素的深度降解。Chen等報(bào)道了黃孢原毛平革菌在玉米秸稈和油枯堆肥中的應(yīng)用, 而黃孢原毛平革菌在畜禽糞便和作物秸稈堆肥不同時(shí)期接種對(duì)堆肥腐殖化進(jìn)程的作用尚少清晰報(bào)道。

綜上所述, 本研究結(jié)合黃孢原毛平革菌的耐溫特性, 在稻殼雞糞不同堆肥時(shí)期接種黃孢原毛平革菌, 探討堆肥過(guò)程中的酶活性和木質(zhì)纖維素含量的變化特征, 以期明確堆肥不同時(shí)期接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥腐殖化進(jìn)程的影響。為生物強(qiáng)化高木質(zhì)素農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥處理, 促進(jìn)堆肥腐殖化過(guò)程, 提升堆肥產(chǎn)品質(zhì)量提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 堆肥材料

試驗(yàn)于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院土壤肥料實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。雞糞取自云南農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)雞場(chǎng), 風(fēng)干粉碎后備用。稻殼購(gòu)買(mǎi)于云南省昆明市晉寧科貿(mào)有限公司。試驗(yàn)選用的菌種為黃孢原毛平革菌, 用土豆培養(yǎng)基富集活化培養(yǎng)用于后續(xù)試驗(yàn), 菌懸液含有的黃孢原毛平革菌數(shù)量約為10cfu?mL。堆肥原料的基本理化性狀如表1。

表1 堆肥原料的基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physicochemical properties of the compost raw materials

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理: 不接種(T1)、堆肥降溫期(第18天)接種黃孢原毛平革菌(T2)、堆肥初期(第0天)接種黃孢原毛平革菌(T3) 3個(gè)處理, 每個(gè)處理3次重復(fù)。T1處理將風(fēng)干的稻殼和雞糞按1∶1.27的比例混合, 控制C/N為25, 調(diào)節(jié)含水量為52%。T2和T3處理分別于不同時(shí)期在T1的基礎(chǔ)上添加黃孢原毛平革菌(菌液添加重量為總有機(jī)物料干重的0.5%)。試驗(yàn)采用堆肥式反應(yīng)器(100 L)堆肥, 每個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)組成一套曝氣系統(tǒng), 每個(gè)堆肥反應(yīng)器通氣速率為6 L?min, 每小時(shí)通氣3次, 每次2 min。試驗(yàn)發(fā)酵時(shí)間為36 d, 堆肥前6 d每3 d翻堆一次, 第6～36 天則每6 d翻堆一次。

分別在堆肥0 d、3 d、6 d、12 d、18 d、24 d、

30 d和36 d采用五點(diǎn)采樣法在堆體內(nèi)部均勻取樣。每次采樣時(shí), 各重復(fù)均采集9個(gè)樣品, 其中3個(gè)樣品風(fēng)干粉碎用來(lái)測(cè)定C/N、木質(zhì)素含量、纖維素含量,3個(gè)樣品保存于4 ℃冰箱中用于測(cè)定pH、種子發(fā)芽率和腐殖質(zhì)組分相關(guān)指標(biāo), 最后3個(gè)樣品保存于—80 ℃冰箱中用來(lái)測(cè)定酶活性。

1.3 分析方法

每天上午9: 00用水銀溫度計(jì)測(cè)定堆體中心溫度, 同時(shí)測(cè)定環(huán)境溫度并記錄; pH、C/N根據(jù)文獻(xiàn)[7]測(cè)定; 種子發(fā)芽指數(shù)(GI)用水芹(Oenanthe javanica)種子根據(jù)文獻(xiàn)[11]測(cè)定, 計(jì)算種子發(fā)芽指數(shù)的公式如下:

木質(zhì)過(guò)氧化物酶(LiP)和錳過(guò)氧化物酶(MnP)活性按文獻(xiàn)[12]測(cè)定, 纖維素含量(CC)、木質(zhì)素含量(LC)的測(cè)定參考文獻(xiàn)[13], 降解率(DR)的測(cè)定參考文獻(xiàn)[14]。

腐殖酸含量(HS)、富里酸含量(FA)和胡敏酸含量(HA)按文獻(xiàn)[15]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算及處理

式中: HA-C為胡敏酸碳含量, FA-C為富里酸碳含量,HS-C為腐殖質(zhì)碳含量, TOC為總有機(jī)碳含量。

采用SPSS 19 統(tǒng)計(jì)軟件和Office excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析, RDA 分析利用 Canoco 5.0 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥進(jìn)程的影響

2.1.1 堆肥溫度、pH、C/N和種子發(fā)芽指數(shù)(GI)的變化

堆體內(nèi)部溫度是表征好氧堆肥發(fā)酵過(guò)程中微生物活性與有機(jī)物料腐熟進(jìn)程的主要指標(biāo), 也是整個(gè)堆肥工藝中的關(guān)鍵因素之一。如圖1a所示, T1、T2和T3處理均在堆肥第2天進(jìn)入高溫期, 持續(xù)高溫(≥50 ℃) 時(shí)間分別為10 d、12 d和10 d, 均滿(mǎn)足高溫堆肥的無(wú)害化處理標(biāo)準(zhǔn)要求; T2處理在堆肥降溫期接種外源黃孢原毛平革菌后, 溫度呈先上升后下降趨勢(shì), 最高溫度達(dá)到50.5 ℃。原因可能與降溫期的溫度是黃孢原毛平革菌繁殖代謝的適宜溫度,保證其有效活性, 促進(jìn)堆體再次發(fā)酵有關(guān); 與T1處理相比, T3處理高溫持續(xù)時(shí)間沒(méi)有明顯差異, 說(shuō)明黃孢原毛平革菌在堆肥初期接種效果不佳。

圖1 不同時(shí)間接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥過(guò)程中堆肥物料理化性質(zhì)的影響Fig.1 Changes of physicochemical properties of compost materials during composting with inoculation of Phanerochaete chrysosporium in different times

pH是影響微生物活動(dòng)的重要因素, 是直接反映堆肥內(nèi)部酸堿程度的重要指標(biāo)。如圖1b所示, 堆肥pH變化范圍為6.0～9.0, 整個(gè)堆肥過(guò)程是一個(gè)趨堿的過(guò)程。T1、T2和T3處理的pH均在前12 d呈上升趨勢(shì), 在12 d時(shí)分別為8.98、8.96和8.56。原因可能與高溫期(圖1a)堆肥能夠釋放大量的氨有關(guān)。隨著堆肥進(jìn)程的持續(xù), T1、T2和T3處理的pH呈逐漸下降趨勢(shì), 堆肥結(jié)束時(shí), 各處理的pH分別為8.30、8.10和7.59, 這與Chen等的研究結(jié)果一致。

C/N比通常用來(lái)反映堆肥物料的營(yíng)養(yǎng)平衡狀況,同時(shí)也是評(píng)價(jià)堆肥腐熟程度的重要指標(biāo)之一。如圖1c所示, 在整個(gè)堆肥過(guò)程中, 堆肥處理C/N比均呈下降趨勢(shì), 這與Chen等的研究結(jié)果一致。堆肥結(jié)束時(shí), T1、T2和T3處理的C/N比分別為15.36、14.54和14.67, T2和T3處理較T1處理差異顯著(P＜0.05)。依據(jù)堆肥腐熟要求(C/N＜15), 堆肥結(jié)束后,T2和T3處理能夠滿(mǎn)足要求, 且T2處理最低, 原因是降溫期外源接種黃孢原毛平革菌以后, 一定程度上促進(jìn)了堆體再次發(fā)酵(圖1a), 使得微生物再次消耗碳源, 降低堆肥C/N值。

種子發(fā)芽指數(shù)(GI)一直被認(rèn)為是反映堆肥產(chǎn)品腐熟程度和無(wú)害化最可靠、最敏感、最有效的重要指標(biāo)。當(dāng)GI＞50%時(shí), 堆料毒性較低; 當(dāng)GI＞80%,堆料完全腐熟不會(huì)影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育。如圖1d所示, 堆肥結(jié)束時(shí), T1、T2和T3處理的GI值分別為81.24%、95.46%和83.18%。按照腐熟標(biāo)準(zhǔn)GI＞80%要求, 所有處理均能在堆肥結(jié)束時(shí)達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。其中T2處理的GI值高于T1和T3處理, 并呈顯著差異(P＜0.05), 進(jìn)一步說(shuō)明降溫期外源接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥進(jìn)程的強(qiáng)化作用。

2.1.2 堆肥過(guò)程中酶活性的變化

圖2a表明, 木質(zhì)素過(guò)氧化物酶(LiP)的活性呈先升后降趨勢(shì), 接種菌劑的T2和T3處理的峰值均高于對(duì)照T1處理。堆肥結(jié)束時(shí), T1、T2和T3處理Lip活性分別為7.60 U?L、29.68 U?L和9.96 U?L;T2處理Lip活性顯著(P＜0.05)高于T1和T3處理。由圖2b可知, 錳過(guò)氧化物酶(MnP)活性呈波動(dòng)上升趨勢(shì); T1和T3處理均在堆肥12 d達(dá)到峰值, 分別為61.42 U?L和80.51 U?L; T2處理在堆肥36 d達(dá)到峰值(92.56 U?L); 3個(gè)處理峰值間差異顯著(P＜0.05)。與T1和T3處理相比, 在堆肥降溫期接種黃孢原毛平革菌顯著促進(jìn)了其后堆肥的LiP和MnP的活性。這些結(jié)果與Chen等、Zeng等的研究結(jié)果一致。

圖2 不同時(shí)間接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥過(guò)程中堆肥物料酶活性的影響Fig.2 Changes of enzymes activities of compost materials during composting with inoculation of Phanerochaete chrysosporium in different times

2.1.3 堆肥纖維素、木質(zhì)素及有機(jī)物料降解的變化

在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中, 纖維素、木質(zhì)素含量整體均呈下降趨勢(shì)(圖3a, 3b)。就纖維素含量而言, T1、T2和T3處理分別從初始的0.29 g?g、0.30 g?g和0.28 g?g下 降 至0.19 g?g、0.09 g?g和0.15 g?g(圖3a); 木質(zhì)素含量分別從初始堆肥時(shí)的0.23 g?g、0.24 g?g和0.24 g?g下降到0.14 g?g、0.03 g?g和0.07 g?g(圖3b)。堆肥結(jié)束時(shí), 與T1和T3相比, T2處理木質(zhì)素含量分別降低78.57%和57.14%, 纖維素含量分別降低52.63%和40.00%, 差異顯著(P＜0.05)。有機(jī)物料累計(jì)降解率在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中呈上升趨勢(shì)(圖3c)。堆肥結(jié)束時(shí), T1、T2和T3處理的累計(jì)降解率分別為17.09%、30.15%和20.25%; 其中T2處理較T1和T3處理顯著增加76.41%和48.89% (P＜0.05),進(jìn)一步印證了在降溫期接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥進(jìn)程的促進(jìn)作用。

圖3 不同時(shí)間接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥過(guò)程中堆肥物料纖維素含量、木質(zhì)素含量和有機(jī)物料降解率的影響Fig.3 Changes of cellulose content, lignin content and organic material degradation rate of compost materials during composting with inoculation of Phanerochaete chrysosporium in different times

2.2 接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥腐殖化的影響

2.2.1 腐殖質(zhì)(HS)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的變化

腐殖質(zhì)(HS)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的變化反映了稻殼雞糞堆肥的腐殖化過(guò)程。堆肥HS含量變化如圖4a所示, 在堆肥前期(0～17 d), T3處理HS含量高于其他處理; 而堆肥降溫期和腐熟期(18～36 d), T2處理HS含量顯著增加, 從36.51 g?g(第18天)持續(xù)增加至76.30 g?g(第36天); 堆肥結(jié)束時(shí), T2處理HS含量顯著高于T1和T3處理(P＜0.05)。

FA是腐殖質(zhì)中分子量較小、組成簡(jiǎn)單、活性較高的組分。堆肥過(guò)程中FA含量變化如圖4b所示, FA含量呈先升高再下降的趨勢(shì)。堆肥前期(0～17 d), 各處理FA含量呈上升趨勢(shì), T3處理FA含量顯著(P＜0.05)高于其他處理, 可能與堆肥第0天接種黃孢原毛平革菌有直接關(guān)系。在堆肥后期(18～36 d),FA含量總體呈下降的趨勢(shì), FA含量的持續(xù)降低過(guò)程與HS穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)過(guò)程相印證, 這可能是因?yàn)樵谖⑸锏淖饔孟翭A轉(zhuǎn)化形成結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的HA。T2處理的FA含量從第30天開(kāi)始下降, 比T1和T3推遲12 d (圖4b), 且第36 天FA含量顯著高于T1和T2處理(P＜0.05)。這與第18天接種黃孢原毛平革菌促進(jìn)了木質(zhì)素和纖維素的降解(圖3a, 3b), 產(chǎn)生了新的FA有直接關(guān)系。

作為HS的主要成分, 在堆肥過(guò)程中, HA含量變化趨勢(shì)與HS含量變化一致(圖4c)。T1、T2和T3處理HA含量從堆肥初期的7.75 g?kg、7.75 g?kg和7.52 g?kg分別上升至堆肥結(jié)束時(shí)的29.50 g?kg、55.93 g?kg和32.75 g?kg。與T1和T3處理相比,T2處理的HA含量顯著增加(P＜0.05)。進(jìn)一步驗(yàn)證了降溫期外源接種黃孢原毛平革菌有助于深化纖維素、木質(zhì)素的降解, 促進(jìn)HA的形成。

圖4 不同時(shí)間接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥過(guò)程中堆肥物料腐殖質(zhì)組分和腐熟指標(biāo)的影響Fig.4 Changes of humus components contents and maturity indexes of compost materials during composting with inoculation of Phanerochaete chrysosporium in different times

2.2.2 腐殖化率(HR)、胡富比(HA/FA)和胡敏酸百分比(PHA)的變化

堆肥腐殖化率(HR)是評(píng)價(jià)堆肥腐殖化程度的重要指標(biāo), HR的增加說(shuō)明堆肥過(guò)程中可溶性有機(jī)碳含量增加。如圖4d所示, 堆肥過(guò)程中HR呈上升趨勢(shì); 堆肥結(jié)束時(shí), T1、T2和T3處理的HR值分別為25.06%、36.45%和30.43%, 且T2處理的HR顯著高于T1和T3處理(P＜0.05)。表明在稻殼和雞糞堆肥降溫期外源接種黃孢原毛平革菌可提升堆肥腐殖化程度。

胡富比(HA/FA)和胡敏酸百分比(PHA)是表征堆肥腐殖質(zhì)品質(zhì)的重要指標(biāo), HA/FA在腐殖化過(guò)程中增加說(shuō)明堆肥過(guò)程中小分子的FA轉(zhuǎn)化成了大分子的HA, 增加了腐殖質(zhì)的復(fù)雜程度; PHA在腐殖化過(guò)程中增加則表明HS結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增強(qiáng)。堆肥結(jié)束時(shí), T2處理HA/FA和PHA分別為2.72和73.39%(圖4e, 4f), 顯著高于T1和T3處理(P＜0.05)。

2.3 接種黃孢原毛平革菌對(duì)堆肥腐殖化的促進(jìn)作用

腐殖質(zhì)的形成與木質(zhì)素和纖維素的降解密切相關(guān), 而木質(zhì)素和纖維素的降解與木質(zhì)纖維素降解酶的活性密切相關(guān)。LiP和MnP都屬于木質(zhì)素降解酶系, LiP主要氧化木質(zhì)素中的非酚型結(jié)構(gòu), MnP則主要氧化酚型結(jié)構(gòu), 各種酶協(xié)同作用, 以HO或O作為電子受體, 能夠使木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的連接鍵斷裂,使芳香烴結(jié)構(gòu)去甲基化, 從而實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的降解。本研究結(jié)果表明, 木質(zhì)素(LC)和纖維素(CC)含量與木質(zhì)纖維素降解酶(LiP、MnP)的活性呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05, P＜0.01) (圖5a), 這一結(jié)果支持了LiP和MnP促進(jìn)木質(zhì)素和纖維素降解的觀點(diǎn)。另外, 冗余分析(RDA)結(jié)果表明, 降解率(DR, 解釋度=88.2%,P=0.002)、纖維素含量(CC, 解釋度=74.3%, P=0.002)和木質(zhì)素含量(LC, 解釋度=72.5%, P=0.002)對(duì)腐熟指標(biāo)的影響最為顯著(圖5b)。這一結(jié)果支持了木質(zhì)素和纖維素的降解促進(jìn)HS形成的觀點(diǎn), 木質(zhì)素和纖維素的深度降解促進(jìn)了HS結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性, 使HS結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

圖5 木質(zhì)纖維素含量與木質(zhì)纖維素降解酶活性之間的相關(guān)性(a)及堆肥腐熟程度和理化參數(shù)之間的冗余分析(b)Fig.5 Correlation between lignocellulose content and lignocellulose-degrading enzymes activities (a), and redundancy analysis between compost maturity indexes and compost physicochemical parameters (b)

結(jié)合之前的描述, 在稻殼和雞糞堆肥的降溫期接種黃孢原毛平革菌顯著提高了LiP和MnP的活性, 促進(jìn)了木質(zhì)素和纖維素的降解, 表明在稻殼和雞糞堆肥的降溫期接種黃孢原毛平革菌通過(guò)提高木質(zhì)纖維素降解酶(LiP、MnP)的活性, 促進(jìn)了木質(zhì)素和纖維素的降解, 從而強(qiáng)化堆肥腐殖化。

3 討論

本研究在雞糞和稻殼堆肥的不同階段接種黃孢原毛平革菌, 以探究其對(duì)堆肥腐殖化進(jìn)程的影響。3個(gè)處理的溫度變化表明在不同階段進(jìn)行的微生物接種增強(qiáng)了堆肥中的生物活性, 說(shuō)明外源添加黃孢原毛平革菌促進(jìn)了有機(jī)化合物降解和增加微生物活性。同時(shí)在降溫期接種微生物后, 溫度明顯二次升高, 與Chen等報(bào)道的結(jié)果相似, 表明降溫期接種可以延長(zhǎng)堆肥的嗜熱階段, 促進(jìn)有機(jī)物的再次降解。

就酶活性而言, T2處理在降溫期接種黃孢原毛平革菌后, LiP和MnP的活性均顯著提高(P＜0.05),這些結(jié)果與Chen等、Zeng等的研究結(jié)果一致。此外, T2處理木質(zhì)素和纖維素含量較T1和T3相比顯著降低(P＜0.05); 從有機(jī)物料累積降解率來(lái)看, T2處理較T1和T3處理顯著增加76.41%和48.89%(P＜0.05)。這些結(jié)果可能與T2處理中酶活性的變化有關(guān), 因?yàn)樵诙逊式禍仄诮臃N黃孢原毛平革菌避免了高溫, 菌種生長(zhǎng)良好, 產(chǎn)生了更高的酶活性, 促進(jìn)了對(duì)木質(zhì)素和纖維素等難降解物質(zhì)的降解, 與Zeng等的研究結(jié)果相似。

T2處理腐殖質(zhì)、胡敏酸和富里酸含量也顯著高于T1和T3處理。原因可能是在以稻殼為主要原料的木質(zhì)素廢棄物堆肥過(guò)程中, 黃孢原毛平革菌在降溫期接種, 由于適宜的溫度有效保持其活性的同時(shí),增強(qiáng)微生物繁殖代謝能力, 分泌了大量關(guān)鍵降解酶(圖2), 促進(jìn)了纖維素和木質(zhì)素的深度降解(圖3), 大量的微生物利用難降解的纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)作為碳源, 纖維素和木質(zhì)素被降解產(chǎn)生酚類(lèi)、醌類(lèi)等HS的重要前體物質(zhì)使腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜和穩(wěn)定,加快堆肥腐熟的同時(shí)強(qiáng)化了腐殖化進(jìn)程, 并提高了堆肥產(chǎn)物品質(zhì)。這些結(jié)果表明, 在堆肥降溫期外源接種黃孢原毛平革菌可以通過(guò)提高木質(zhì)纖維素降解酶活性, 促進(jìn)木質(zhì)纖維素降解, 強(qiáng)化堆肥的腐殖化過(guò)程。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明, 降溫期接種黃孢原毛平革菌有利于木質(zhì)素降解酶LiP、MnP活性提高, 促進(jìn)木質(zhì)素和纖維素的深度降解和堆肥的腐殖化程度。 堆肥結(jié)束時(shí), 與不接種的堆肥相比, 降溫期接種黃孢原毛平革菌的堆肥木質(zhì)素和纖維素含量降低了78.57%和52.63%, 與堆肥第0天接種相比, 木質(zhì)素和纖維素含量降低了57.14%和40.00%; 腐殖質(zhì)含量分別比不接種和堆肥第0天接種高67.84%和52.33%。在堆肥降溫期外源接種黃孢原毛平革菌通過(guò)提高木質(zhì)纖維素降解酶活性, 促進(jìn)木質(zhì)纖維素降解, 有利于堆肥的熟化和質(zhì)量提高。