Page 28 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期

22 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷

（DNS）法测定，脲酶活性采用比色法测定。 杆菌 5-1、台中类芽胞杆菌 6-6、红球菌 K4-1、酿酒酵
1.6 数据处理与分析 母菌（Saccharomyces cerevisiae）SC 组成（SC 为本课
数 据 均 采 用“ 平 均 值 ± 标 准 差 ”表 示 。 利 用 题组曹蕊筛选的能利用不同氮源、有除臭效果的酿
SPSS 20.0 对数据进行单因素方差（One-way ANO‐ 酒酵母菌株）。通过复配正交试验，最终确定复合
VA）分析及 t 检验，显著性水平为 α=0.05；使用 Ori‐ 菌剂Ⅰ最优组成为 5-1∶6-1∶6-6∶8-3=2∶3∶2∶3，复
gin、Graphpad Prism作图。 合菌剂Ⅱ最优组成为 5-1∶6-6∶K4-1∶SC=2∶2∶2∶1。
2.3 复合菌剂接种鸡粪好氧堆肥的应用效果
2 结果与分析
整个堆肥过程主要分为 4 个阶段：升温期、高温
2.1 功能菌株的筛选 期、降温期和腐熟期。温度是从表观上直接呈现堆
将实验室前期从不同堆肥和土壤样品分离的 22 肥进程的指标。如图 1A 所示，在为期 14 d 鸡粪好氧
株菌，进行菌株降解产酶活力和除 NH 3 能力分析，结 堆肥中，在第 1 天时各组温度均高于 55 ℃，进入高温
果发现，饲料类芽胞杆菌 5-1 和台中类芽胞杆菌 6-6 期阶段，第 2天时添加复合菌试剂组温度均高于空白
产淀粉酶和纤维素酶活力较高，解淀粉芽胞杆菌 对照组（CK 组）。添加复合菌剂组明显提高了堆体
（Bacillus amyloliquefaciens）6-1 和 枯 草 芽 胞 杆 菌 温度，复合菌剂Ⅰ组最高温度可达 65.8 ℃，比对照组
（Bacillus subtilis）8-3 产 蛋 白 酶 和 纤 维 素 酶 活 力 高5.8 ℃。高温期持续到第3天后进入降温期，在第8
较 高（表 1），将其作为堆肥高效降解复合菌剂Ⅰ的 天后各组温度趋于稳定，接近环境温度。
复配菌株。 pH 可以反映堆肥过程中微生物生长酸碱环境，
将各菌株制备成菌悬液后分别与烧杯中的鸡粪 适宜的 pH 有利于微生物生长，降低 pH 可抑制氨气
混合均匀，测定其 NH 3 去除能力。结果发现，饲料类 挥发。如图 1B 所示，pH 呈现先急剧上升，后逐渐略
芽胞杆菌 5-1、台中类芽胞杆菌 6-6 和红球菌 K4-1 对 微降低趋势，整体变化范围在 pH 7.0~8.5，各组 pH
鸡粪释放 NH 3 的去除能力较高，分别达到 15.76%、 差异不显著（P>0.05）。但在堆肥中期复合菌剂Ⅱ
10.87% 和 7.07%，将这些菌株用于堆肥固氮除臭复 组和复合菌剂Ⅲ组 pH 值略微低于空白对照组，低
合菌剂Ⅱ的研制。 pH 值有利于抑制氨挥发。堆肥初期，含氮有机物在
表1 功能菌株产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的透明圈直径 微生物的作用下氨化导致 pH 上升，后期硝化作用促
和菌落直径之比 进铵态氮向硝态氮转变，使 pH 略微下降最终趋于
Table 1 The ratio of transparent circle diameter to 稳定。
colony diameter of amylase，protease and 适宜的含水率有利于微生物生长，如图 1C 所
cellulase produced by functional strains 示，堆肥初期含水率为 66.4%，各组含水率均逐渐降
淀粉酶 纤维素酶 低，呈下降趋势。堆肥结束时，CK 组、复合菌剂Ⅰ
菌株 蛋白酶
Amylase Cellulase
Strains Protease 组 、复 合 菌 剂 Ⅱ 和 复 合 菌 剂 Ⅲ 组 含 水 率 分 别 为
enzyme enzyme
45.4%、42.8%、44.2% 和 44.4%，添加复合菌剂组含
饲料类芽胞杆菌5-1
5.58 0 10.69
Paenibacillus pabuli 5-1 水率均比空白对照组低，尤其是复合菌剂Ⅰ组降低
解淀粉芽胞杆菌6-1 较为明显，且达到 NY/T 3442－2019《有机肥料》中
2.64 8.67 9.44
Bacillus amyloliquefaciens 6-1
堆肥产物水分含量不超过45.0%的要求。
台中类芽胞杆菌6-6
6.82 0 9.86
Paenibacillus taichungensis 6-6 各试验组白菜种子发芽情况如图 1D 所示。种
枯草芽胞杆菌8-3 子发芽指数（GI）是判断堆肥腐熟度的生物学指标，
2.25 8.77 6.77
Bacillus subtilis 8-3
能直观反映堆肥产品腐熟程度。由图 1D 可见，堆肥
2.2 复合菌剂的研制 样品对植物毒性呈逐渐降低趋势，添加复合菌剂组
通过打孔法进行菌株间的拮抗试验，结果显示， 从第 4 天开始根长变化明显，CK 组从第 7 天开始根
选取的功能菌株间不存在拮抗作用。复合菌剂Ⅰ由 长变化明显，各试验组 GI 值呈上升趋势。与对照组
降解酶活较高的饲料类芽胞杆菌 5-1、解淀粉芽胞杆 相比，添加复合菌剂Ⅰ、复合菌剂Ⅱ和复合菌剂Ⅲ均
菌 6-1、台中类芽胞杆菌 6-6 和枯草芽胞杆菌 8-3 组 可改善 GI值，在堆肥第 7天时，添加复合菌剂 I（GI值
成；复合菌剂Ⅱ由去除 NH 3 能力较好的饲料类芽胞 为 75.12%）和复合菌剂Ⅱ组（GI 值为 75.29%）均符