酵母漿在秸稈堆肥中的效果及作用機(jī)制研究

方華舟 胡麗蘋(píng) 莫莎莎 黃小美 龔宇杰 夏子悅

摘要： 為了探索酵母培養(yǎng)物在有機(jī)肥生產(chǎn)中的作用及效果，以尿素為對(duì)照，以酵母漿代替尿素為氮源，以不同碳氮比分別進(jìn)行作物秸稈堆肥實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，以酵母漿為氮源的碳氮比為10：1、20：1、30：1、40：1的各實(shí)驗(yàn)處理升溫發(fā)酵、主要養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量、種子發(fā)芽率等不同程度高于以尿素為氮源的各對(duì)照處理，其中以酵母漿為氮源的碳氮比20：1、30：1的實(shí)驗(yàn)處理明顯依次較高且前者表現(xiàn)出升溫及高溫性能更好、后者種子發(fā)芽率更高等特點(diǎn)。說(shuō)明以酵母漿代替尿素用于秸稈堆肥等有機(jī)肥生產(chǎn)的效果更佳，且以碳氮比30：1～20：1為宜。

關(guān)鍵詞：酵母漿；作物秸稈；好氧堆肥；氮源

中圖分類號(hào)：S141.4 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1008-4657（2023）04-0001-07

0 ? ? ? ?引言

有機(jī)肥是我國(guó)歷史上的重要肥料［ 1 ］。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)化學(xué)肥料的迅速發(fā)展，有機(jī)肥逐漸被化肥取代。然而，隨著重化肥輕有機(jī)肥導(dǎo)致的土壤板結(jié)、結(jié)構(gòu)破壞、地力下降、肥力難持續(xù)等弊端凸顯，有機(jī)肥受到人們空前重視［ 2 ］。堆肥是有機(jī)肥生產(chǎn)的主要方式，農(nóng)作物秸稈等經(jīng)堆肥腐熟，是廣大農(nóng)村來(lái)源十分廣泛的有機(jī)肥料［ 3 ］。然而，由于有機(jī)肥氮素等主要元素養(yǎng)分含量過(guò)低等原因?qū)е碌氖┓柿烤薮?、施肥成本高、施肥不便，成為有機(jī)肥施用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸［ 4 ］。盡管人們采取加入尿素等氮源以提高堆肥氮素養(yǎng)分，然而尿素氮易揮發(fā)、形成腐殖質(zhì)效率低、品質(zhì)不高等原因，難以大力推廣［ 5 ］。近年來(lái)，我國(guó)一些酵母企業(yè)根據(jù)酵母細(xì)胞易于培養(yǎng)、生長(zhǎng)迅速、蛋白質(zhì)及肽類豐富、氨基酸種類齊全、富含多種酶及小分子活性物質(zhì)等特點(diǎn)，大量生產(chǎn)酵母細(xì)胞培養(yǎng)物，應(yīng)用于食品、飼料等行業(yè)，效果顯著［ 6 ］。通常酵母細(xì)胞培養(yǎng)物需要進(jìn)行烘干，廢水巨大且污染環(huán)境。酵母漿是不進(jìn)行烘干的酵母細(xì)胞培養(yǎng)物，其細(xì)胞類固形物約占60-70%，生產(chǎn)快、成本低，利用其氮素高且主要為蛋白質(zhì)等有機(jī)態(tài)氮、堆肥需要一定水、酵母漿是人工培養(yǎng)的天然生命物質(zhì)等特性，使其代替尿素作為氮源生產(chǎn)有機(jī)肥，不僅可以提高有機(jī)肥的氮素養(yǎng)分，更可提高有機(jī)肥品質(zhì)，成為天然生態(tài)型有機(jī)肥之一，然而相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道。本研究擬以酵母漿替代尿素，進(jìn)行酵母漿生產(chǎn)有機(jī)肥的實(shí)踐探索，進(jìn)而分析總結(jié)酵母漿在有機(jī)肥生產(chǎn)中的應(yīng)用效果、作用機(jī)制及規(guī)律，為規(guī)?；a(chǎn)相關(guān)有機(jī)肥提供借鑒及技術(shù)參數(shù)。

1 ? ? ? 材料與方法

1.1 ? ? ? 實(shí)驗(yàn)原料

水稻秸稈、小麥秸稈、油菜秸稈、玉米秸稈由課題組從荊門市郊區(qū)農(nóng)戶處購(gòu)買并進(jìn)行晾曬干燥、粉碎至0.2～0.3mm的粉末狀；酵母漿，安琪酵母股份有限公司生產(chǎn)，經(jīng)測(cè)定含有機(jī)質(zhì)33.7%、含氮（N，下同）3.2%、磷（P2O5，下同）0.62%、鉀（K2O，下同）0.84%，含水61.4%，pH值5.47；尿素，湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，附近農(nóng)資市場(chǎng)購(gòu)買，含氮46%。試驗(yàn)時(shí)，上述多種作物秸稈進(jìn)行等比例混合，并經(jīng)測(cè)定其有機(jī)質(zhì)含量為87.2%，氮磷鉀及水分含量分別為0.87%、0.56%、1.7%、5.6%。

1.2 ? ? ? 實(shí)驗(yàn)方法

分別以上述秸稈1000 kg及相應(yīng)氮源作為堆肥原料在水泥地面建堆，堆體底部3 m×1.5 m，高約1.5～1.6 m的梯形。建堆時(shí)，參照一般堆肥對(duì)碳氮比的要求，分別設(shè)置10：1（處理1）、20：1（處理2）、30：1（處理3）、40：1（處理4）四個(gè)碳氮比處理［ 7-8 ］，分別確定和加入相應(yīng)數(shù)量的酵母漿或尿素作氮源，然后進(jìn)行混勻建堆。實(shí)驗(yàn)以加入酵母漿的堆體為實(shí)驗(yàn)組，以加入尿素的堆體為對(duì)照組，各實(shí)驗(yàn)組及相應(yīng)的對(duì)照組氮素等量。各處理均3次重復(fù)，同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵及堆肥試驗(yàn)。具體各處理及各堆體的酵母漿或尿素加入量見(jiàn)表1。

各堆體在加入酵母漿或尿素時(shí)，攪拌均勻，調(diào)節(jié)含水量至65%［ 9 ］。堆體建成后，每間隔30 cm用直徑約3 cm木棍從堆體頂端向堆體底部及從堆體四周向堆體中央打孔，滿足堆體發(fā)酵時(shí)對(duì)氧氣的需求。堆體建成后，四周覆蓋塑料薄膜以利堆體保溫。堆體自然發(fā)酵腐熟。發(fā)酵過(guò)程中，每日測(cè)量堆體溫度，并在測(cè)溫時(shí)完全掀開(kāi)塑料薄膜半小時(shí)進(jìn)行透氣，以滿足有機(jī)肥發(fā)酵過(guò)程中對(duì)氧氣的需求。每天記錄各堆體的發(fā)酵溫度等情況，并以發(fā)酵溫度為主要指標(biāo)，比較觀察各處理及各堆體的升溫期、高溫期等的發(fā)酵溫度、時(shí)間長(zhǎng)短等情況，分析探討酵母漿對(duì)各堆體發(fā)酵腐熟進(jìn)程的影響情況及規(guī)律；其中，堆體高溫期以文獻(xiàn)［ 9-10 ］為參照，以發(fā)酵溫度達(dá)到約55℃為進(jìn)入發(fā)酵高溫期，以堆體發(fā)酵溫度接近環(huán)境溫度、堆體黑褐色、無(wú)惡臭并繼續(xù)自然堆放10 d、具有特殊清香味為堆肥腐熟。各堆體腐熟后，分別測(cè)定各處理及各堆體的種子發(fā)芽率，以種子發(fā)芽率為主要指標(biāo)，比較總結(jié)酵母漿等各處理對(duì)堆肥腐熟程度的影響情況及規(guī)律［ 9-10 ］；分別測(cè)定各處理及各堆體的氮、磷、鉀等主要養(yǎng)分含量以及有機(jī)質(zhì)含量等情況，比較分析酵母漿各處理對(duì)堆肥氮、磷、鉀等主要養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量的影響情況及規(guī)律。進(jìn)一步分別測(cè)定各處理及各堆體的堆肥原料及腐熟后的堆肥有機(jī)質(zhì)及氮素含量情況，比較分析各處理發(fā)酵微生物對(duì)原料有機(jī)質(zhì)的利用、生長(zhǎng)繁殖、呼吸消耗、代謝、轉(zhuǎn)化及氮素?fù)p失等情況，總結(jié)探討酵母漿等各處理對(duì)堆肥原料的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化、腐殖質(zhì)形成、有機(jī)質(zhì)及氮素?fù)p失等的影響途徑及規(guī)律，進(jìn)而全面探索和總結(jié)酵母漿對(duì)堆肥進(jìn)程、腐熟程度、肥力狀況、堆肥品質(zhì)等的影響情況、作用機(jī)制及規(guī)律，確定酵母漿適宜加入量及比例。

1.3 ? ?測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法

各堆體發(fā)酵溫度的測(cè)定于每日上午9至11時(shí)，以溫度計(jì)插入堆體內(nèi)約30 cm處進(jìn)行測(cè)定［ 10 ］。堆肥前各原料及堆肥腐熟后，測(cè)定其有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀主要養(yǎng)分含量分別以標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525-2021［ 11 ］、NY/T 2541-2014［ 12 ］、NY/T 2540-2014［ 13 ］所述方法進(jìn)行；堆肥導(dǎo)致的有機(jī)質(zhì)及氮素?fù)p失量，以堆肥前后的有機(jī)質(zhì)或氮素的質(zhì)量差值，經(jīng)過(guò)計(jì)算換算為百分比確定。其中，堆肥前的有機(jī)質(zhì)及氮素質(zhì)量，以各原料有機(jī)質(zhì)或氮素含量乘以各原料質(zhì)量確定，腐熟后的堆肥有機(jī)質(zhì)及氮素質(zhì)量以測(cè)定的堆肥有機(jī)質(zhì)或氮素含量乘以堆肥質(zhì)量確定。測(cè)定堆肥種子發(fā)芽率，以標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525-2021所述方法，以1：10堆肥水浸液，于25℃萌發(fā)蘿卜種子進(jìn)行測(cè)定［ 11 ］。取各處理的數(shù)據(jù)平均值，進(jìn)行比較和分析，以總結(jié)和探索酵母漿替代尿素進(jìn)行有機(jī)肥生產(chǎn)的情況及規(guī)律。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?酵母漿對(duì)堆肥發(fā)酵進(jìn)程的影響

酵母漿各處理及尿素各處理對(duì)堆肥發(fā)酵進(jìn)程的影響見(jiàn)表2。

從表2可以看出，不同碳氮比的酵母漿處理及尿素處理均表現(xiàn)出較明顯差異，但總體表現(xiàn)出酵母漿各處理的升溫期天數(shù)、高溫期天數(shù)、發(fā)酵最高溫度等發(fā)酵進(jìn)程的各項(xiàng)指標(biāo)明顯或較明顯優(yōu)于相應(yīng)尿素對(duì)照處理。其中，酵母漿處理2及處理3的升溫期天數(shù)、高溫期天數(shù)、最高溫度明顯較好，說(shuō)明在碳氮比20：1及30：1的酵母漿加入量依次表現(xiàn)出了良好的促進(jìn)發(fā)酵升溫及高溫發(fā)酵等性能，并明顯優(yōu)于尿素。這顯然是由于酵母漿氮素主要是蛋白質(zhì)、氨基酸類有機(jī)物質(zhì)，易于細(xì)菌、放線菌、霉菌等各類微生物利用，并在一定碳氮比條件下有利于發(fā)酵微生物平衡吸收、利用和代謝［ 14 ］，以及尿素氮微生物吸收利用復(fù)雜、不易于微生物迅速利用、易生成氨氣可抑制微生物生長(zhǎng)［ 15-16 ］等所致。其中酵母漿處理2的氮素較高于處理3，增加了一定量的蛋白質(zhì)類氮素供給，促進(jìn)了易利用蛋白類物質(zhì)的細(xì)菌等菌系生長(zhǎng)，相關(guān)發(fā)酵微生物生長(zhǎng)繁殖、代謝及產(chǎn)熱更旺盛，使其高溫性能增強(qiáng)［ 16 ］。尿素處理3、處理2、處理1的尿素量依次增加，抑制作用增強(qiáng)，高溫性能減弱，說(shuō)明尿素氮過(guò)多不利于發(fā)酵進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)中處理1發(fā)酵高溫性能明顯較弱，說(shuō)明碳氮比過(guò)低、氮素過(guò)多不利于發(fā)酵進(jìn)程。其酵母漿處理1發(fā)酵升溫性能明顯好于對(duì)照處理1，可能是大量酵母漿蛋白質(zhì)類物質(zhì)適合于細(xì)菌等喜蛋白質(zhì)類微生物生長(zhǎng)所致［ 17 ］。

2.2 ? ?酵母漿對(duì)堆肥氮素?fù)p失及有機(jī)質(zhì)損失的影響

酵母漿各處理及尿素各處理在堆肥前后的氮素質(zhì)量及在堆肥過(guò)程中的氮素?fù)p失情況見(jiàn)圖1。

氮素是堆肥主要養(yǎng)分元素之一。從圖1可以看出，酵母漿處理及尿素處理均可造成堆肥氮素?fù)p失且不同處理差異明顯（除酵母漿處理2、處理3外，其它各處理差異顯著，P ＜ 0.05），但酵母漿各處理的氮素?fù)p失均顯著低于各尿素處理（P ＜ 0.05），并明顯表現(xiàn)出盡管碳氮比降低、酵母漿加入量增加但氮素?fù)p失較尿素明顯減少的特點(diǎn)。其處理1、處理2、處理3、處理4的氮素?fù)p失率僅為相應(yīng)尿素處理的49.28%、55.78%、64.93%、72.92%，顯然是由于酵母漿有機(jī)氮更易于被發(fā)酵微生物利用并進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，而尿素氮更易于生成氨氣而揮發(fā)損失，尤其尿素氮在碳氮比較低、尿素較多、尿素氮不能被發(fā)酵微生物充分迅速利用并轉(zhuǎn)化而更易揮發(fā)所致［ 18-21 ］。尿素處理1、處理2乃至處理3尿素較多，及發(fā)酵產(chǎn)熱加快尿素氮揮發(fā)，其氮素?fù)p失高達(dá)72.49～42.57%，而相應(yīng)的酵母漿處理氮素?fù)p失僅約為35.72～27.64%。說(shuō)明以酵母漿作為氮源提高了氮素利用率，提高了氮源效率。

同時(shí)，酵母漿各處理及尿素各處理在堆肥過(guò)程中因微生物呼吸等原因造成有機(jī)質(zhì)損失，各處理的有機(jī)質(zhì)損失及損失率情況見(jiàn)圖2。

從圖2可以明顯看出，不同酵母漿處理及尿素處理均對(duì)堆肥有機(jī)質(zhì)損耗造成較大影響，其處理2、處理3有機(jī)質(zhì)損耗均明顯較多；同時(shí)除處理4外，酵母漿各處理的有機(jī)質(zhì)損耗均大于或略大于尿素處理。顯然是由于酵母漿氮素更易于被發(fā)酵微生物利用，其相關(guān)微生物活動(dòng)更旺盛從而促進(jìn)了堆肥發(fā)酵及物質(zhì)轉(zhuǎn)化所致。一定碳氮比有利于堆肥腐殖質(zhì)的形成，碳氮比過(guò)高或過(guò)低可影響發(fā)酵微生物菌系的形成和組成、生長(zhǎng)、呼吸等物質(zhì)與能量代謝［ 16-18 ］。酵母漿處理4碳氮比高、碳素較多，但酵母漿易于微生物利用和形成腐殖質(zhì)，因而碳素等有機(jī)質(zhì)較尿素處理能更多形成腐殖質(zhì)，代謝消耗相對(duì)較少，物質(zhì)轉(zhuǎn)化更充分［ 14 ］；處理1碳氮比較低，氮素不能大量參與形成腐殖質(zhì)而形成胺類等物質(zhì)，降低堆肥品質(zhì)［ 19-22 ］，以及尿素大量生成氨氣等原因，酵母漿處理1尤其是尿素處理1腐熟度明顯較低。說(shuō)明酵母漿作為氮源，加快了發(fā)酵微生物生命活動(dòng)及對(duì)堆肥物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，提高了堆肥質(zhì)量及品質(zhì)。

2.3 ? ?酵母漿對(duì)堆肥腐熟程度的影響

種子發(fā)芽率是堆肥物質(zhì)轉(zhuǎn)化及腐熟程度的重要指標(biāo)。酵母漿各處理及尿素各處理堆肥的種子發(fā)芽率情況見(jiàn)圖3。

從圖3可看出，酵母漿不同處理及尿素不同處理均對(duì)堆肥的種子發(fā)芽率造成明顯影響，以碳氮比約30 ∶ 1為最優(yōu)，其它碳氮比處理差異明顯。酵母漿各處理，以處理3最高為91.6%，處理2、處理4次之，處理1最低僅為73.1%，但均高于各尿素處理。說(shuō)明以酵母漿作氮源對(duì)促進(jìn)堆肥物質(zhì)轉(zhuǎn)化、減少有害物質(zhì)生成的性能明顯優(yōu)于尿素。結(jié)合表2，可推測(cè)在適宜碳氮比條件下，由于酵母漿蛋白質(zhì)等成分發(fā)酵微生物容易吸收利用，因此在升溫期等堆肥早期酵母漿蛋白質(zhì)等氮素被迅速利用，激發(fā)相關(guān)微生物生長(zhǎng)及代謝，使酵母漿成分充分參與了物質(zhì)代謝和原料初步轉(zhuǎn)化，從而保證和促進(jìn)了堆肥原料在高溫期等中后期發(fā)酵階段進(jìn)行進(jìn)一步充分轉(zhuǎn)化和形成穩(wěn)定的腐熟殖，較好實(shí)現(xiàn)堆肥腐熟和無(wú)害化［ 10，18-19 ］。其中酵母漿處理2腐熟度相對(duì)較低，可能是其高溫期過(guò)長(zhǎng)、溫度較高導(dǎo)致中常溫菌受到抑制致降溫期中常溫菌數(shù)量較少及不同碳氮比形成的腐熟腐殖質(zhì)成分存在差異所致。

2.4 ? ?酵母漿對(duì)堆肥主要養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量情況的影響

酵母漿各處理及尿素各處理對(duì)堆肥氮磷鉀主要養(yǎng)分含量及有機(jī)質(zhì)含量的影響情況分別見(jiàn)圖4和圖5。從圖4可以看出，酵母漿各處理的氮磷鉀含量情況均不同程度高于相應(yīng)對(duì)照處理，尤其處理1、處理2、處理3的氮素含量明顯高于或較高于尿素對(duì)照處理（P ＜ 0.05），進(jìn)一步說(shuō)明酵母漿具有良好的補(bǔ)充氮素養(yǎng)分性能。一方面這是由于酵母漿含有較充足的氮素養(yǎng)分，同時(shí)也含有磷鉀等多種生命元素及成分，經(jīng)發(fā)酵微生物充分代謝、轉(zhuǎn)化形成堆肥腐殖質(zhì)等成分而保蓄，增加了堆肥氮磷鉀等元素的含量；另一方面，由于尿素氮易形成氨而揮發(fā)，造成氮素大量損失所致。說(shuō)明使用酵母漿代替尿素作為氮源在促進(jìn)堆體徹底腐熟及加快腐熟進(jìn)程的同時(shí)，也明顯提高了堆肥氮磷鉀等主要養(yǎng)分的含量，提高堆肥的肥力性能。

堆肥腐熟后的有機(jī)質(zhì)含量是堆肥及有機(jī)肥的重要性能指標(biāo)。從圖5可以看出，酵母漿各處理的堆肥有機(jī)質(zhì)含量均較高，其中處理2、處理3雖有一定下降，但均顯著超過(guò)有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)［ 11 ］，也由于酵母漿富含蛋白質(zhì)及易于微生物代謝等特性，提高了堆肥腐殖質(zhì)品質(zhì)，提高堆肥有機(jī)質(zhì)性能。

2.5 ? ?效果及作用機(jī)制分析

堆肥包括升溫期、高溫期、降溫期等幾個(gè)階段，實(shí)質(zhì)是堆肥發(fā)酵微生物利用堆體部分有機(jī)質(zhì)碳素、氮素等物質(zhì)進(jìn)行大量生長(zhǎng)進(jìn)而將堆體有機(jī)質(zhì)碳素、氮素等原料轉(zhuǎn)化為堆肥腐殖質(zhì)的過(guò)程［ 9-10 ］。堆體氮素原料既是發(fā)酵微生物自身生長(zhǎng)繁殖及代謝的氮源，也是堆肥腐熟后的堆肥氮素養(yǎng)分源泉。顯然適宜的碳源、氮源及其比例有利于發(fā)酵微生物生長(zhǎng)、代謝、轉(zhuǎn)化和形成堆肥腐殖質(zhì)［ 16-17 ］?？赏茰y(cè)實(shí)驗(yàn)中的處理3、處理2碳氮比較為適宜。實(shí)驗(yàn)中酵母漿各處理表現(xiàn)出發(fā)酵升溫快、高溫期較長(zhǎng)、腐熟更徹底、氮素等主要養(yǎng)分更高等特性，顯然與酵母漿的成分、性質(zhì)等有關(guān)。酵母漿是人工培養(yǎng)的天然生命物質(zhì)，主要成分為蛋白質(zhì)、氨基酸等生命物質(zhì)，易于被細(xì)菌等廣泛微生物迅速利用代謝，將酵母漿加入到堆肥原料中顯然可迅速促進(jìn)多種發(fā)酵微生物快速生長(zhǎng)，進(jìn)而大量激活和促進(jìn)堆體中細(xì)菌、放線菌、霉菌等大量利用堆體有機(jī)質(zhì)進(jìn)行充分生長(zhǎng)，更易于對(duì)堆體原料進(jìn)行代謝和轉(zhuǎn)化［ 17-19 ］，因而在各碳氮比處理中均提高了氮素性能及轉(zhuǎn)化能力，發(fā)酵及腐熟性能更優(yōu)。其中碳氮比30：1腐熟性能更好、20：1發(fā)酵高溫性能更好，可能與適當(dāng)較高氮素有利于發(fā)酵微生物生長(zhǎng)繁殖、較低氮素有利于氮素充分形成腐殖質(zhì)有關(guān)所致［ 16-17 ］。同時(shí)，由于酵母漿氮素主要是有機(jī)氮，不僅有利于參與微生物代謝及其物質(zhì)轉(zhuǎn)化，還因其一定酸性而減少氨氣形成等導(dǎo)致的氮素?fù)p失，增強(qiáng)堆肥養(yǎng)分水平［ 23-24 ］。實(shí)驗(yàn)中，酵母漿各處理盡管由于加入酵母漿物質(zhì)而呈一定酸性，但酸性并不強(qiáng)，因而未對(duì)發(fā)酵微生物生長(zhǎng)及發(fā)酵進(jìn)程產(chǎn)生明顯影響。

3 ? ?結(jié)論與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以酵母漿代替尿素作為氮源，堆肥發(fā)酵升溫快、高溫期長(zhǎng)，物質(zhì)轉(zhuǎn)化更充分迅速，腐熟更徹底，氮素?fù)p失明顯較少，氮磷鉀等主要養(yǎng)分含量明顯提高，表現(xiàn)出良好的氮源及提高堆肥品質(zhì)等性能。酵母漿氮源以碳氮比20：1、30：1進(jìn)行堆肥的發(fā)酵及腐熟性能明顯較其它碳氮比更優(yōu)，并表現(xiàn)出碳氮比較低有利于發(fā)酵升溫、較高有利于腐熟趨勢(shì)，可能與較高氮素比有利于發(fā)酵微生物生長(zhǎng)發(fā)酵、較低氮素比有利于氮素充分轉(zhuǎn)化有關(guān)［ 16-17 ］。

隨著酵母漿加入量增加，氮磷鉀等主要養(yǎng)分也可隨之較明顯增加，但氮素?fù)p失也較明顯增加，因此酵母漿加入量不宜超過(guò)碳氮比20：1。綜合發(fā)酵升溫、腐熟品質(zhì)、氮素?fù)p失、主要養(yǎng)分含量、酵母漿用量等因素考慮，酵母漿加入量以碳氮比30：1～20：1為宜，并根據(jù)情況可在適宜范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，以針對(duì)性提高有機(jī)肥肥力水平或腐熟性能。

谷思玉［ 25 ］等證實(shí)雞糞堆肥最佳碳氮比為20：1，升溫快、溫度高、高溫期長(zhǎng)，腐熟及衛(wèi)生無(wú)害化性能最佳；趙珮［ 26 ］等以尿素及果桑枝條進(jìn)行堆肥證實(shí)碳氮比為30：1腐熟效果最好、堆腐效率最高；梁天［ 27 ］等以牛糞及秸稈并加入促進(jìn)秸稈降解的菌酶制劑后進(jìn)行堆肥，證實(shí)腐熟效果以碳氮比35：1優(yōu)于30：1、25：1。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本研究結(jié)果基本一致的同時(shí)，也存在一定差異，可能為不同氮源及本實(shí)驗(yàn)對(duì)作物秸稈進(jìn)行了粉碎，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和腐熟所致。

此外，生產(chǎn)實(shí)踐中人們?yōu)榱伺μ岣叨逊实扔袡C(jī)肥產(chǎn)品中的氮素等主要養(yǎng)分含量，通常采取過(guò)量加入尿素氮源等方法，然而不僅氮素?fù)]發(fā)等損失可顯著增加，腐熟度還可能明顯下降，不利于提高有機(jī)肥產(chǎn)品性能和質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)酵母漿處理1酵母漿加入較多，但由于其酸性特性可充分減少氮素?fù)]發(fā)等氮素?fù)p失，不僅較對(duì)照組顯著提高了堆肥產(chǎn)品的氮素等養(yǎng)分含量，且腐熟度仍可達(dá)到約70%以上，符合有機(jī)肥腐熟標(biāo)準(zhǔn)，提示堆肥等有機(jī)肥生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過(guò)適當(dāng)提高酵母漿加入量以生產(chǎn)氮素養(yǎng)分等明顯提高的有機(jī)肥產(chǎn)品。

酵母漿還可能因酵母細(xì)胞濃度更高等原因?qū)е滤嵝愿鼜?qiáng)，而鈣鎂磷肥、磷礦粉等枸溶性或難溶性磷肥易溶于一定酸性物質(zhì)，本項(xiàng)目擬在堆肥加入酵母漿的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加入鈣鎂磷肥或磷礦粉，以對(duì)其堆肥性能及效果進(jìn)行進(jìn)一步研究和探索。

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Research on the Effect and Mechanism of Yeast

Pulp in Straw Composting

FANG Huazhou， HU Liping， MO Shasha， HUANG Xiaomei， GONG Yujie， XIA Ziyue

（Faculty of Bioscience Engineering， Jingchu University of Technology， Jingmen 448000， China）

Abstract：In order to study the application effect of yeast culture in the production of organic fertilizer， the crop straw composting experiments were carried out with different carbon-nitrogen （C/N） ratios， using urea as the control and yeast pulp instead of urea as the nitrogen source ， respectively. The results showed that the fermentation temperature， main nutrients and organic matter content， seed germination rate of the experiments with C/N ratio of 10：1， 20：1， 30：1， 40：1 using yeast pulp as nitrogen source were higher than those of the control using urea as nitrogen source. The experiments with C/N ratio of 20：1 and 30：1 using yeast pulp as nitrogen source were the most obvious， which the former showed better fermentation temperature， and the latter showed higher germination rate. In conclusion， the application of yeast pulp instead of urea in the production of organic fertilizer such as straw compost is more effective， and it is appropriate to take the C/N of 30∶1～20∶1.

Key words：yeast pulp；crop straw；aerobic composting；nitrogen source

［責(zé)任編輯：許立群］