食用菌菌糠堆肥化發(fā)酵特性及腐熟進(jìn)程

徐瑞蔓 李 茜 孫 宇 陳 迪 趙洪顏 袁旭峰 樸仁哲*

(1.延邊大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，北京 100193)

食用菌是我國(guó)的五大種植產(chǎn)業(yè)之一[1-2]。每年食用菌的栽培量都非常大，但食用菌栽培后菌糠的利用率僅為33%左右[3-4]。食用菌的栽培區(qū)域廣泛，各地栽培原料不同。東北地區(qū)的菌糠主要以農(nóng)作物秸稈為原料，由于東北地區(qū)氣溫低，菌糠量大，無法靠天然快速分解，菌糠被隨意堆放造成環(huán)境污染，資源被浪費(fèi)。目前堆肥處理是處理廢棄菌糠最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

菌糠有機(jī)肥能夠改良土壤使作物增產(chǎn)并且改善作物品質(zhì)[5-6]。雷琬瑩等[7]研究發(fā)現(xiàn)按m(黑木耳菌糠)∶m(牛糞)按7∶3的比例堆制有機(jī)肥，腐熟后有機(jī)肥中氮素與P2O5的含量均有所增加，大大提高了種子發(fā)芽指數(shù)?？梢酝ㄟ^施用菌糠有機(jī)肥進(jìn)行改良鹽堿土壤，施用木耳菌糠與雞糞混合堆制后的有機(jī)肥可以顯著提高鹽堿地中蒜苗的生長(zhǎng)水平[8]。堆肥過程中產(chǎn)生豐富的微生物菌系和生物酶，對(duì)許多化學(xué)成分都有降解作用[9-10],還可以脫色污水[11]。菌糠中含有大量蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪和許多活性物質(zhì)[12]，可以為作物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)源，通過制成有機(jī)肥還可以改善貧瘠的土壤。食用菌菌糠中含有大量難以降解的木質(zhì)纖維素，主要包括纖維素、半纖維素與木質(zhì)素,該三者之間差異較大，但緊密結(jié)合，各自對(duì)應(yīng)的降解酶也不同，因此，單一的微生物并不能將菌糠分解。Zang等[13]研究發(fā)現(xiàn)在牛糞-水稻稻草堆肥時(shí)添加纖維素分解菌DN-1來調(diào)控β-葡萄糖酶的活性，可以顯著提高牛糞-水稻稻草堆肥中纖維素的分解效率。此外，王偉東等[14]將微生物復(fù)合菌WSC-6接種到稻稈上，3 d時(shí)稻稈的分解效率就達(dá)到了81.3%，說明添加外源微生物菌劑可以加速木質(zhì)纖維素的分解。

雖然已有對(duì)木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系在木質(zhì)纖維素類廢棄物堆肥化過程中應(yīng)用的大量研究，但在食用菌菌糠堆肥化利用方面的研究尚少。食用菌菌糠是木質(zhì)纖維素含量較高的廢棄物，提高食用菌菌糠的分解效率十分必要。因此，本研究擬將食用菌菌糠與豬糞混合堆制，以未添加木質(zhì)纖維分解菌的堆肥為對(duì)照，探討外源木質(zhì)纖維分解菌復(fù)合系對(duì)食用菌菌糠堆肥的影響，比較添加外源微生物分解菌復(fù)合系的與否對(duì)菌糠堆肥中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素降解效率的影響，以期為添加微生物分解菌復(fù)合系來加速菌糠堆肥進(jìn)程，提高堆肥品質(zhì)提供參照依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 堆制材料及堆制方法

試驗(yàn)地點(diǎn)為延邊大學(xué)實(shí)踐基地，試驗(yàn)材料為食用菌菌糠和新鮮豬糞，原料的理化指標(biāo)見表1。首先按m(食用菌菌糠)∶m(豬糞)=3∶1的比例混合，再用氮源添加劑調(diào)整碳氮比為25左右。待氮源添加劑被充分吸收，將試驗(yàn)材料混拌均勻，分成體積相同的2個(gè)堆體，堆體的體積為5 m3，高度為1.3 m。其中一個(gè)堆體添加木質(zhì)纖維素分解菌并攪拌均勻?yàn)樵囼?yàn)組，未添加的堆體為對(duì)照。木質(zhì)纖維素分解菌(MC1)由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)崔宗均課題組提供，詳見參考文獻(xiàn)[15]。2019年10月21日準(zhǔn)備完成后在延邊大學(xué)溫室進(jìn)行自然發(fā)酵。自然發(fā)酵過程采用人工翻堆的方式：當(dāng)堆體溫度上升到50 ℃開始翻堆，每隔2 d翻堆一次；溫度下降到35 ℃以后每5 d翻堆一次。試驗(yàn)共堆制66 d，將開始堆制的第一天作為第0 d，每隔2 d取一次樣，分別在距堆體頂部30、80和100 cm深處，各層采用對(duì)角線五點(diǎn)取樣法取樣后混合均勻，測(cè)定樣品中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量，其余樣品風(fēng)干磨碎后過70目篩，作為測(cè)定理化指標(biāo)的待測(cè)樣品。

表1 原料的理化指標(biāo)Table 1 Physical and chemical indicators of raw materials

1.2 發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定

采用多路溫度記錄儀記錄堆體的溫度及室溫。

pH和EC的測(cè)定參照程斐等[16]的方法，待測(cè)樣品按照V(水)∶m(樣品)=5∶1浸提。取風(fēng)干樣品 10 g，加入蒸餾水50 mL，劇烈震蕩5 min，靜止30 min 以后過濾得到澄清液，pH使用SX-620 pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定讀取數(shù)值，電導(dǎo)率使用DDSJ-308A電導(dǎo)率儀進(jìn)行測(cè)定讀取數(shù)值。

堆肥的理化指標(biāo)測(cè)定主要參照鮑士旦[17]編著的《土壤農(nóng)化分析》。

將風(fēng)干的樣品過1 mm的篩子，通過ANKOM200纖維素分析儀進(jìn)行中性洗滌和酸洗，測(cè)定樣品中半纖維素的含量，然后用72%的濃硫酸洗滌，并在馬弗爐中灰化，測(cè)定樣品中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量，計(jì)算公式如下：

半纖維素含量=
[(m2-m3)-(C0-C1)]/m1×100%
纖維素含量=
[(m3-m4)-(C0-C2)]/m1×100%
木質(zhì)素含量=
[(m4+m5-m6)-(C0+C3-C4)]/m1×100%

式中：m1為待測(cè)樣品質(zhì)量，g；m2為中性溶液洗滌后待測(cè)樣品與濾袋的總質(zhì)量，g；m3為酸性溶液洗滌后待測(cè)樣品與濾袋的總質(zhì)量，g；m4為硫酸洗滌后待測(cè)樣品與濾袋的總質(zhì)量，g；m5為空坩堝的質(zhì)量，g；m6為馬弗爐灰化后的坩堝質(zhì)量，g；C0為空白濾袋的質(zhì)量，g；C1為酸性溶液洗滌后空白濾袋的質(zhì)量，g；C2為硫酸溶液洗滌后空白濾袋的質(zhì)量，g；C3為空白濾袋的坩堝質(zhì)量，g；C4為空白濾袋灰化后的坩堝質(zhì)量，g。

稱量10 g樣品，加入50 mL蒸餾水，搖床震蕩30 min，離心10 min獲得清液。將濾紙放入無菌的9 cm培養(yǎng)皿中，20粒蘿卜種子均勻地放入培養(yǎng)皿中加入5 mL提取液，以蒸餾水為對(duì)照，在25 ℃恒溫培養(yǎng)室培養(yǎng)48 h，測(cè)定發(fā)芽率和根長(zhǎng)，發(fā)芽指數(shù)GI(%)=(處理平均發(fā)芽率×處理平均根長(zhǎng))/(對(duì)照平均發(fā)芽率×對(duì)照平均根長(zhǎng))×100。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel 2010與SPSS 17對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 MC1處理對(duì)堆肥溫度的影響

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體的溫度見圖1。與對(duì)照堆體相比，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體溫度上升的速率更快；在第3天添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體就已經(jīng)進(jìn)入了高溫分解期(>50 ℃)并且一直持續(xù)到堆制的第45天，在第21天溫度達(dá)到最高63 ℃，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系延長(zhǎng)了堆肥嗜熱階段，有利于底物的有效生物轉(zhuǎn)化，徹底殺死病原體和昆蟲卵。對(duì)照堆體在第6天才進(jìn)入高溫分解期，第54天開始進(jìn)入降溫階段，而添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體從第45天溫度就開始下降，進(jìn)入降溫期。相比于對(duì)照堆體，說明添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系使堆體中的物質(zhì)更快被分解，從而縮短了堆肥的腐熟化進(jìn)程。2個(gè)堆體的高溫期持續(xù)時(shí)間都超過了10 d，符合GB 7959—2012《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)堆肥的衛(wèi)生要求[18]。

圖1 添加及未添加木質(zhì)纖維素分解菌處理在堆肥過程中溫度的變化Fig.1 Temperature changes in lignocellulose-degrading bacteria added and not added treatments during composting

2.2 MC1處理對(duì)堆肥理化指標(biāo)的影響

2.2.1MC1處理對(duì)堆肥過程中pH與電導(dǎo)率的影響

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體及未添加對(duì)照堆體pH的變化見圖2。由圖2可以看出，不同處理的pH都呈先上升然后平穩(wěn)的趨勢(shì)，整個(gè)堆肥過程中的酸堿度都處于7.4～7.9，呈微堿性，有助于堆肥過程中微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。在堆肥初期，被分解的蛋白質(zhì)生成大量NH3使堆肥的pH升高。隨著NH3的揮發(fā)和有機(jī)物的降解產(chǎn)生有機(jī)酸，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體在第45～54天時(shí)pH開始下降。在堆肥結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體的pH為7.81，對(duì)照堆體為7.85，均符合腐熟堆肥一般呈弱堿性的標(biāo)準(zhǔn)[19]。

圖中數(shù)值為樣品3次重復(fù)的平均值，不同字母表示同一處理在不同時(shí)間P<0.05水平差異顯著，下圖同。The values in the figure are the average of 3 replicates of the sample, and different letters indicate has significant differences within the same treatment at different time points (P<0.05). The same below.圖2 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中pH的變化Fig.2 Changes in pH during composting after lignocellulose degrading bacteria

圖3為添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體電導(dǎo)率的變化?？梢姡?個(gè)堆體電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)相同，在堆肥初期有所上升然后下降逐漸趨于穩(wěn)定；隨著發(fā)酵的進(jìn)行2個(gè)堆體中的有機(jī)物質(zhì)被分解，生成大量有機(jī)酸和礦質(zhì)鹽，使堆體的EC值增加；隨著溫度升高，堆肥含水量下降，2個(gè)堆體EC值的增長(zhǎng)速率減緩并穩(wěn)定在較高水平；在發(fā)酵后期，由于容易分解的有機(jī)物減少、產(chǎn)生的CO2、NH3揮發(fā)，導(dǎo)致堆肥的EC值含量下降。堆肥結(jié)束后添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體及對(duì)照堆體的電導(dǎo)率分別為1 077 和901 μS/cm，皆低于4 000 μS/cm，符合土地安全應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)[20]。

圖3 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中電導(dǎo)率的變化Fig.3 Changes of conductivity during composting after lignocellulose degrading bacteria

2.2.2MC1處理對(duì)堆肥過程中有機(jī)質(zhì)及碳氮比的影響

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體有機(jī)質(zhì)含量的變化見圖4?？梢姡?個(gè)堆體有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢(shì)基本相同，在堆肥初期有機(jī)碳被快速分解成大量的水溶性有機(jī)碳使有機(jī)質(zhì)含量增加。從第6天開始，有機(jī)質(zhì)的含量總體上呈下降趨勢(shì)，相比于堆肥初期有機(jī)質(zhì)含量最高的時(shí)期到堆肥結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體和對(duì)照堆體有機(jī)質(zhì)的含量分別下降了238.47和180.38 g/kg，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的分解效率是對(duì)照堆體的1.32倍。

圖4 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中有機(jī)質(zhì)含量的變化Fig.4 Changes of organic matter content during composting after lignocellulose degrading bacteria

碳素和氮素是控制微生物生長(zhǎng)的重要元素，所以堆肥的C/N比是影響堆肥發(fā)酵進(jìn)程的重要指標(biāo)[21]。添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體的C/N比見圖5。可知：2個(gè)堆體C/N比的變化趨于一致，在初期有些升高，達(dá)到了微生物生長(zhǎng)適宜的C/N比，而后呈下降的趨勢(shì)。C/N在堆肥后期呈下降趨勢(shì)的主要原因是碳的分解效率低于氨的轉(zhuǎn)換效率，堆肥結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的C/N比為18.47；對(duì)照堆體的C/N比為16.92，均低于20，2個(gè)堆體都達(dá)到了腐熟標(biāo)準(zhǔn)[22]。

圖5 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中C/N的變化Fig.5 Changes of C/N during composting after lignocellulose degrading bacteria

2.2.3MC1處理對(duì)全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量的影響

表2為添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和未添加對(duì)照堆體全氮含量的變化?？芍?個(gè)堆體全氮的含量呈先上升后下降最后穩(wěn)定在11 g/kg的水平。前期全氮含量的增加是由于堆肥中大量有機(jī)物被分解釋放出NH3使總氮含量增加。由于氨化和礦化作用使2個(gè)堆肥中銨態(tài)氮的含量在第0—21天都處于增加的狀態(tài)(圖6)。在第9天時(shí)添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體全氮含量達(dá)到堆肥中期的最低值10.920 g/kg，此時(shí)它的銨態(tài)氮含量達(dá)到了整個(gè)堆肥過程的最大值，說明此時(shí)氨化作用占發(fā)酵過程的主導(dǎo)，由于產(chǎn)生了大量的NH3而造成了揮發(fā)損失[23]，而第9天時(shí)添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體硝態(tài)氮含量也處于較低值(圖7)從而導(dǎo)致添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的全氮含量在第9天急劇下降。對(duì)照堆體堆肥中期全氮含量的最低值產(chǎn)生在第21天，這也說明了添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系加快了堆肥的發(fā)酵進(jìn)程。在堆肥結(jié)束后添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的總氮含量為11.880 g/kg；對(duì)照堆體為11.496 g/kg，比初始時(shí)總氮的含量有所上升[24]，這與楊國(guó)義等[25]的研究結(jié)果一致。

表2 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中全氮含量的變化Table 2 Changes of total nitrogen content during composting after lignocellulose degrading bacteria

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體銨態(tài)氮含量的變化見圖6?？梢娞砑幽举|(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體與對(duì)照堆體銨態(tài)氮含量的變化都呈先上升后下降逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)：堆肥前期，由于氨化作用導(dǎo)致堆肥中銨態(tài)氮含量的增加；添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體在第9天時(shí)銨態(tài)氮含量達(dá)到最大值402.16 mg/kg，隨著不斷的翻堆硝化作用成為主導(dǎo)作用，銨態(tài)氮的含量開始減少；對(duì)照堆體在第21天才達(dá)到最大值442.43 mg/kg；在第21天之后銨態(tài)氮的含量才開始減少。銨態(tài)氮含量的減少被認(rèn)為是堆肥腐熟的一種標(biāo)志，因此添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體比對(duì)照堆體更快達(dá)到腐熟。

圖6 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中銨態(tài)氮含量的變化Fig.6 Changes of ammonium nitrogen content during composting after lignocellulose degrading bacteria

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體硝態(tài)氮含量的變化見圖7?？梢娫谙鯌B(tài)氮含量方面，2個(gè)處理的變化趨勢(shì)相同，由于氨化作用前期表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，后期由于硝化細(xì)菌的作用，硝態(tài)氮的含量不斷增加，堆肥結(jié)束時(shí)添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體與對(duì)照堆體硝態(tài)氮的含量達(dá)152.48 mg/kg、128.59 mg/kg。

圖7 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中硝態(tài)氮含量的變化Fig.7 Changes of nitrate nitrogen content during composting after adding lignocellulose degrading bacteria

2.2.4MC1處理對(duì)堆肥過程中全磷、全鉀含量的影響

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體全磷、全鉀的含量見表3和4?？梢姸阎平Y(jié)束時(shí)2個(gè)堆體全磷與全鉀的含量均與堆制前存在顯著性差異：當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體及對(duì)照堆體的全磷含量為4.951±0.027 g/kg和4.098±0.019 g/kg，比最初堆制時(shí)增加了2.417 g/kg和1.595 g/kg；添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體在堆肥結(jié)束時(shí)全鉀的含量為15.600±0.040 g/kg，比堆制最初時(shí)增加了9.080 g/kg；對(duì)照堆體為13.333±0.114 g/kg，增加了7.823 g/kg。添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體全磷及全鉀增加的含量均高于對(duì)照堆體，是由于添加微生物復(fù)合菌系之后提高了堆體的代謝能力。

表3 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中全磷含量的變化Table 3 Changes of total phosphorus content during composting after lignocellulose degrading bacteria

表4 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中全鉀含量的變化Table 4 Changes of total potassium content during composting after lignocellulose degrading bacteria

2.2.5MC1處理對(duì)堆肥過程中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量的影響

圖8和9分別為添加木質(zhì)纖維素分解菌后纖維素和半纖維素含量的變化。可見隨著堆肥進(jìn)程的不斷推進(jìn)，纖維素和半纖維素的含量也在不斷減少：堆制結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的纖維素含量為15.93%，對(duì)照堆體為17.48%，分別比堆制前減少了17.33%和16.03%，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體纖維素的降解率為對(duì)照堆體的1.08倍；添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的半纖維素含量為3.81%，對(duì)照堆體為6.37%，分別比堆制前減少了7.26%和4.64%，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體對(duì)于半纖維素的降解率是對(duì)照堆體的1.56倍。因此，添加木質(zhì)纖維素分解菌可以使微生物菌系中的微生物在堆肥中快速定殖，從而提高堆肥中纖維素及半纖維素的降解速度。

圖8 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中纖維素含量的變化Fig.8 Changes of cellulose content during composting after lignocellulose degrading bacteria

圖9 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中半纖維素含量的變化Fig.9 Changes of hemicellulose content during composting after lignocellulose degrading bacteria

木質(zhì)素由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、分子量大及其不溶性而很難被分解[26]。添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體在堆肥過程中木質(zhì)素含量的變化見圖10?？梢姡憾逊手械哪举|(zhì)素分解效率很緩慢，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的木質(zhì)素經(jīng)過發(fā)酵從41.83%減少到29.81%，減少了12.02%；對(duì)照堆體的木質(zhì)素經(jīng)過發(fā)酵從41.73%減少到33.40%，僅減少了8.33%。

圖10 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中木質(zhì)素含量的變化Fig.10 Changes of lignin content during composting after lignocellulose degrading bacteria

2.3 MC1處理對(duì)堆肥過程中蘿卜發(fā)芽指數(shù)的影響

添加木質(zhì)纖維素分解菌堆體和對(duì)照堆體的發(fā)芽指數(shù)見圖11。可見2個(gè)堆體的GI都呈先短暫上升然后下降最后上升的趨勢(shì)：起始時(shí)由于有機(jī)物分解的少所以產(chǎn)生的有毒物質(zhì)少，但是隨著堆肥進(jìn)程的推進(jìn)，分解出的有毒物質(zhì)對(duì)蘿卜種子產(chǎn)生了毒害作用，并且在第6—21天時(shí)對(duì)照堆體的GI高于添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體。原因時(shí)由于添加微生物復(fù)合菌系加快了堆體中有機(jī)物的分解，產(chǎn)生了更多的有毒物質(zhì)，這與孫旭等[27]的研究結(jié)果一致。在堆肥結(jié)束時(shí)，添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體的GI為91%，對(duì)照堆體的GI為81%，各個(gè)處理的發(fā)芽指數(shù)都超過了80%，說明堆肥已經(jīng)腐熟，對(duì)植物安全[28]。

圖11 添加木質(zhì)纖維素分解菌處理堆肥過程中發(fā)芽指數(shù)的變化Fig.11 Changes of germination index during composting after lignocellulose degrading bacteria

3 討 論

堆肥處理可以合理利用菌糠資源，腐熟后的有機(jī)肥施入地里，可有效增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，從而提高地力。但由于菌糠堆肥普遍存在發(fā)酵時(shí)間慢的問題，通過添加外源菌劑來提高堆肥的腐熟進(jìn)程，可進(jìn)一步提高菌糠的利用率。

本研究發(fā)現(xiàn)，后期2個(gè)堆體的有機(jī)質(zhì)含量都有所上升，可能是堆肥中的固氮菌進(jìn)行了固氮作用，從而使有機(jī)質(zhì)的含量增加[29]。添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系處理的堆體中，在堆制的第6天堆肥中全磷的含量增加，可能是由于堆體的原料被不斷分解，造成添加微生物復(fù)合系堆體的相對(duì)體積變的更小，造成全磷含量的增加。并且添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體比對(duì)照堆體分解的量更多、速度更快，所以添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系堆體全磷的含量比對(duì)照堆體全磷的含量高。堆制結(jié)束后2個(gè)堆體的全磷及全鉀的含量都有所增加，與李昌寧等[30]的研究結(jié)果一致。

纖維素、半纖維素和木質(zhì)素是食用菌菌糠中的主要物質(zhì)，其相互結(jié)合后很難被一種微生物快速降解[31]，該試驗(yàn)中對(duì)照堆體中木質(zhì)素的降解率僅為8.33%，而接種的外源木質(zhì)纖維素分解菌在堆肥中快速定殖，增加了微生物的種類，在高溫階段微生物群體之間共同協(xié)作，降低產(chǎn)物之間的反饋抑制作用提高菌糠堆肥中木質(zhì)纖維素的降解率。添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體比對(duì)照堆體的分解率更大，說明在高溫期微生物的分解能力最大，這與許從峰等[32]研究結(jié)果一致。

在正常條件下，堆肥需要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)酵才能腐熟，可通過向堆肥中添加外源微生物菌劑來縮短堆肥發(fā)酵的周期。鄭世仲等[33]向廢棄茶渣堆肥中添加以白地霉和嗜熱芽孢桿菌為主要菌種的微生物菌劑，加快茶渣快速分解使發(fā)酵周期縮短了33 d。MC1復(fù)合菌中的地衣芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis)就屬于嗜熱芽孢桿菌[34]，隨著堆肥中有機(jī)物的逐漸降解和堆體溫度的升高，地衣芽孢桿菌的數(shù)量逐漸增加。此時(shí)，由于堆肥中有機(jī)碳的減少，堆體中總磷的含量增加，便促進(jìn)了假單胞菌的生長(zhǎng)，所以北城假單胞菌(Pseudomonasboreopoles)在堆肥的高溫階段活性增強(qiáng)，這與吳正松等[35]的研究結(jié)果一致。說明在堆肥腐熟過程中地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)會(huì)促進(jìn)北城假單胞菌(P.boreopoles)的生長(zhǎng)，從而在高溫期提高堆肥中有機(jī)物的降解。此外，芽孢桿菌屬的細(xì)菌還可以產(chǎn)生生物表面劑來促進(jìn)木質(zhì)纖維素的降解，所以芽孢桿菌屬也是腐熟期的主要菌株[36]。李杰等[37]將復(fù)合菌劑添加到牛糞-秸稈堆肥中，可以使牛糞-秸稈堆肥提前20 d達(dá)到腐熟。由于菌糠堆肥中木質(zhì)纖維素的含量遠(yuǎn)高于茶渣及畜禽糞便堆肥，更加難以降解，所以本試驗(yàn)中添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系的堆體比對(duì)照堆體提前了10 d達(dá)到腐熟。

4 結(jié) 論

1)添加木質(zhì)纖維素復(fù)合菌系與對(duì)照相比較，進(jìn)入高溫期較快，且持續(xù)時(shí)間縮短8 d；

2)通過C/N、pH、有機(jī)質(zhì)含量、發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，添加木質(zhì)纖維復(fù)合菌系食用菌菌糠腐熟時(shí)間為56 d，而對(duì)照為66 d，堆肥腐熟進(jìn)程縮短10 d；

3)堆肥中添加木質(zhì)纖維素分解菌復(fù)合系可以有效降解半纖維素、纖維素和木質(zhì)素。分解率分別為7.26%、17.33%和12.02%，分別為對(duì)照堆體的1.56、1.08和1.44倍；

4)添加木質(zhì)纖維復(fù)合菌系與對(duì)照相比較，有利于全磷含量的有效化。