95 / 2023-10-19 20:14:53

兼性堆肥过程中腐殖化、病原菌和细菌群落的时间演替和空间异质性

兼性堆肥、细菌演替、空间异质性、病原菌、腐殖化

我国70%以上的畜禽粪便（典型为猪粪和羊粪）因其易操作、投资要求低而采用兼性堆肥进行资源化利用，特别是在土地面积充足、经济相对落后的地区。由于空气扩散限制，静态兼性堆肥堆体氧气含量随深度逐渐降低。由于氧气分布不均，堆肥上层为好氧层，中层为兼性厌氧层，底层为厌氧层。目前没有关于兼性堆肥的系统研究，很少有研究关注兼性堆堆肥中涉及的无害化、腐殖化和细菌动态。因此，本研究对兼性堆肥过程中腐殖化、病原菌和细菌群落的时间演替和空间异质性进行了研究。本研究在不通风、不翻堆的条件下，将猪粪单独或与玉米秸秆混合堆肥90天。由于兼性堆肥过程中空气扩散的差异，不同堆肥层表现出腐熟度和细菌群落的差异。从堆体的上层到下层，两个处理的腐熟度从80.60%下降到0%，Shannon指数从4.09下降到2.08。秸秆调控显著提高了堆肥腐熟度和腐殖化程度，显著改善了细菌多样性和协同作用，并通过增强孔隙度和氧气扩散加速了厌氧菌向好氧菌的转化。添加玉米秸秆会减缓病原菌灭活速度，但灭活效果更彻底。结构方程模型揭示了氧气含量、温度和细菌群落主要影响病原菌灭活，而影响腐殖化的关键影响因素是溶解性有机碳和细菌群落。本研究结果对静态兼性堆肥有机肥的农田安全利用具有重要意义。