3.3.7 提高堆肥產(chǎn)品的附加值

除了用作常規的有機肥料，在發(fā)酵好的堆肥產(chǎn)品中添加特定功能(固氮、溶磷、溶鉀等)的微生物，經(jīng)過(guò)短期好氧發(fā)酵或不進(jìn)行發(fā)酵，就可將堆肥產(chǎn)品轉變成功能性生物有機肥或微生物肥。以沼渣、堆肥產(chǎn)品以及磷礦粉為原料，先后添加溶磷菌芽孢桿菌(Bacillus)MWT-14 和固氮螺菌(Azospirillum)進(jìn)行短期好氧發(fā)酵制成生物有機肥，該生物有機肥可以顯著(zhù)提高土壤肥力，提高小麥產(chǎn)量，而將該肥料與溶磷菌一同施入土壤效果更加明顯。將牛糞堆肥產(chǎn)品、生物炭、γ-聚谷氨酸以及能夠降解阿特拉津(Atrazine)的節桿菌(Arthrobacter sp.) DNS10 混合在一起，經(jīng) 24 h 風(fēng)干后制成生物有機肥，該生物有機肥可以有效減少土壤中殘留的阿特拉津，減輕阿特拉津對大豆生長(cháng)的脅迫，促進(jìn)大豆生長(cháng)。將堆肥產(chǎn)品與功能微生物混合后施入土壤，一方面可以發(fā)揮堆肥作為肥料的作用，另一方面也能降低或消除功能微生物單獨施用的不利因素，更好地發(fā)揮功能微生物的效果，實(shí)現堆肥產(chǎn)品的高附加值應用。生物有機肥發(fā)揮作用的前提是功能微生物與堆肥產(chǎn)品高效結合在一起，提升功能微生物與堆肥產(chǎn)品的兼容性是下一步的工作重點(diǎn)。

3.4 抗真菌微生物在好氧堆肥過(guò)程中的應用

自然界存在許多能夠抑制植物病原真菌生長(cháng)的微生物，將這類(lèi)微生物引入土壤可以起到防治植物病害的效果。然而在實(shí)際應用中，單獨接種至土壤中的外源抗真菌微生物由于營(yíng)養和環(huán)境因素等影響，多數無(wú)法在土壤中定殖或存活，導致防治效果不理想甚至沒(méi)有防效。研究表明，在受辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)感染的土壤中施加木霉菌(Trichodermar sp.) TW2、園林廢棄物堆肥產(chǎn)品以及兩者混合后的產(chǎn)品，均可顯著(zhù)降低土壤中辣椒疫霉病菌的豐度，而且在連續兩年的田間試驗后，施加混合產(chǎn)品組西葫蘆疫病的病情指數顯著(zhù)低于單獨施加 TW2 組。以豬糞堆肥產(chǎn)品以及氨基酸肥料為原料，添加植物根際促生菌解淀粉芽孢桿菌(B. amyloliquefaciens) NJPRHSDAQ-1，經(jīng) 6 d 的二次發(fā)酵后制成生物有機肥，盆栽和大田試驗表明，使用該生物有機肥可以顯著(zhù)降低生姜根腐病的發(fā)病率，促進(jìn)植株生長(cháng)，調節土壤微生物群落，提高生姜產(chǎn)量。將雞糞堆肥產(chǎn)品和稻草混合并滅菌，接種解淀粉芽孢桿菌(B. amyloliquefaciens) Ljx101和枯草芽孢桿菌(B. subtilis) Lja002，經(jīng)過(guò) 4 d 固體發(fā)酵后制成生物有機肥，盆栽和田間實(shí)驗表明，該生物有機肥不僅能夠防治辣椒枯萎病，而且能夠促進(jìn)辣椒生長(cháng)和提高辣椒產(chǎn)量。上述研究表明，將抗真菌微生物與堆肥產(chǎn)品相結合后施入土壤，能夠同時(shí)發(fā)揮抗真菌微生物防治植物病害的效果以及堆肥產(chǎn)品的促生效果，可以作為一種防控植物病害的新策略，具有良好的應用前景。

以上的研究主要是通過(guò)在腐熟好的堆肥產(chǎn)品中添加抗真菌微生物進(jìn)行短期好氧發(fā)酵或不進(jìn)行發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)生物有機肥，發(fā)揮防控植物病害的效果，該方法存在微生物菌劑用量多、微生物與堆肥產(chǎn)品兼容性差等問(wèn)題。我們最近建立了一種通過(guò)向一次發(fā)酵后的堆肥中添加抗真菌微生物進(jìn)行二次發(fā)酵來(lái)提高堆肥產(chǎn)品抗真菌“藥效”和品質(zhì)的新方法。我們從畜禽養殖廢棄物的二次堆肥過(guò)程中分離具有抗真菌活性的微生物，并對 4 株抗菌譜廣的微生物通過(guò)堆肥添加實(shí)驗評價(jià)其在堆肥二次發(fā)酵過(guò)程中的功效，結果顯示，莫海威芽孢桿菌(B.mojavensis) B282 和解淀粉芽孢桿菌(B. amyloliquefaciens) B4216 可以在二次發(fā)酵堆體內通過(guò)10~20 d 的發(fā)酵實(shí)現 10~100 倍的增殖。這種方法以堆肥后期的堆體為基質(zhì)進(jìn)行有益微生物的發(fā)酵與增殖，解決了傳統生物有機肥制作中的微生物菌劑添加量大和兼容性差等不足，值得在生產(chǎn)中推廣應用。

4 結語(yǔ)與展望

好氧堆肥是實(shí)現有機廢棄物資源化利用經(jīng)濟有效的方法，微生物在堆肥腐熟過(guò)程發(fā)揮了主導作用，加深對不同堆肥物料在堆肥不同時(shí)期微生物組的動(dòng)態(tài)變化和功能研究，對于提高堆肥的效率和堆肥產(chǎn)品品質(zhì)以及減少堆肥過(guò)程中惡臭與溫室氣體排放具有重要意義。傳統的好氧堆肥存在發(fā)酵周期長(cháng)、養分損失多、惡臭和溫室氣體排放量大、肥效較低等問(wèn)題，制約了好氧堆肥的應用。在堆肥中添加微生物可以起到加快腐熟、提高肥效、減少氣體排放、提高安全性、提高堆肥產(chǎn)品附加值等多方面效果，具有良好的應用前景。
然而，部分微生物添加劑在應用時(shí)也存在效果不佳甚至無(wú)效果、適用范圍窄等問(wèn)題，主要原因在于添加的微生物對堆肥環(huán)境適應性較差以及堆肥中土著(zhù)微生物與添加微生物之間存在競爭。要解決這些問(wèn)題，一方面要研究如何提高添加微生物在堆肥中的存活力和活性，主要包括：

(1) 調節堆肥過(guò)程中的 pH、C/N 比、含水率、通氧量等參數，使之有利于添加微生物的生長(cháng)和繁殖；

(2) 使用從堆肥中所分離的具有較高活性的土著(zhù)微生物，從而提高添加微生物的適生性；

(3) 在堆肥降溫或腐熟階段添加微生物，避免高溫等不利條件對添加的微生物產(chǎn)生不良影響；

(4) 分階段多次添加微生物，保持微生物在堆體中的數量和活性；

(5) 將微生物與起爆劑(如糖蜜、紅糖和淀粉等)或其他材料(如生物炭等)結合后添加，這些材料可以為微生物提供最初的營(yíng)養底物或良好的生長(cháng)繁殖場(chǎng)所，抵御外界不良環(huán)境，快速啟動(dòng)發(fā)酵進(jìn)程。另一方面，對于不同原料的堆肥在堆肥過(guò)程中土著(zhù)微生物群落組成、演替以及功能仍缺乏全面深入的認識?；诂F代生學(xué)技術(shù)，深入了解土著(zhù)微生物類(lèi)群的組成、演替規律與功能，不僅有助于堆肥用微生物添加劑的研發(fā)，而且有助于形成科學(xué)控制堆肥過(guò)程的理論與方法。

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