摘要：為了破解低溫條件下玉米秸稈堆肥處理時(shí)升溫難及堆肥成品腐熟度低的難題，本試驗(yàn)在10℃條件下從常年堆積玉米秸稈場(chǎng)所下的土壤與玉米秸稈混合樣品中，篩選出3株菌株制成冷適應(yīng)性菌劑，與已有的超高溫菌劑（≥50℃）聯(lián)合用于低溫條件下玉米秸稈的堆肥，探究?jī)深惥鷦┰诙逊蔬^程中的作用，最終確立一種低溫條件下冷適應(yīng)性菌劑與超高溫菌劑聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行堆肥的方法。結(jié)果表明：未添加菌劑（CK）、單接種冷適應(yīng)性菌劑（T1）、單接種超高溫菌劑（T2）3組堆肥升溫效果不佳，最高僅能達(dá)到50℃左右；而在第0天加入冷適應(yīng)性菌劑，分別在堆肥開始第0天（T3）、第2天（T4）、第4天（T5）加入超高溫菌劑的3組，不僅在堆肥初期升溫迅速，且能使堆體溫度在第5、6、7天時(shí)分別達(dá)到79.0、80.3、78.6℃，此外T3、T4、T5組的總有機(jī)碳降解率、種子發(fā)芽率也均高于CK、T1、T2組；與T5組相比，T3組升溫更順利，這與超高溫微生物在堆體中的適應(yīng)過程有關(guān)。研究表明，在低溫條件下，冷適應(yīng)性菌劑和超高溫菌劑聯(lián)合應(yīng)用使堆肥效果提升顯著，25 d即可完成堆肥，且在堆肥開始時(shí)加入冷適應(yīng)性菌劑的前提下，超高溫菌劑加入時(shí)間越早，其在堆體中發(fā)揮作用越順利，堆肥效果越好．

關(guān)鍵詞：低溫；冷適應(yīng)性菌劑；超高溫菌劑；玉米秸稈；好氧堆肥

中圖分類號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）09-2117-09 doi：10.11654/jaes.2023 -1017

東北地區(qū)是我國(guó)玉米主要產(chǎn)地之一，玉米種植面積大，玉米秸稈是當(dāng)前該地區(qū)最主要的農(nóng)業(yè)廢棄物之一。好氧堆肥處理后進(jìn)行肥料化利用是秸稈最為安全的利用途徑之一，好氧堆肥對(duì)溫度和菌種有較高的要求。我國(guó)東北地區(qū)秋季時(shí)間較短，而進(jìn)入冬季后，氣溫下降使得自然微生物的活性顯著減弱，導(dǎo)致發(fā)酵周期延長(zhǎng)，甚至無法完成堆肥。

在堆肥中添加低溫菌劑是應(yīng)對(duì)低溫條件下堆肥初期升溫難的常用方法之一。張書敏等將篩選出來的低溫復(fù)合菌劑在8℃環(huán)境下用于玉米秸稈和牛糞堆肥，研究發(fā)現(xiàn)添加菌劑可使堆體快速升溫到50℃左右。雖然低溫菌劑可在低溫條件下幫助堆肥成功啟動(dòng)，使在寒冷地區(qū)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行大規(guī)模好氧堆肥處理成為可能，但絕大部分低溫微生物在中高溫環(huán)境中，生存會(huì)受到威脅，使得低溫菌劑促進(jìn)堆體繼續(xù)升溫的效果有限，甚至無法達(dá)到無害化處理要求。

添加超高溫菌劑能進(jìn)一步提高堆肥效果，超高溫堆肥技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是發(fā)酵溫度高（≥80℃），最高溫度可達(dá)93.4℃，其中的高溫微生物在高于50℃的環(huán)境可迅速增殖，同時(shí)大量產(chǎn)熱有效殺滅病原菌及雜草種子，促進(jìn)堆肥清潔生產(chǎn)。崔鵬等研究發(fā)現(xiàn)超高溫微生物群落可使堆體中微生物群落更迅速地代謝有機(jī)物，產(chǎn)生更多熱量。這充分說明了超高溫菌劑在中高溫環(huán)境中可促進(jìn)堆體大幅升溫，并能提高秸稈中有機(jī)物質(zhì)降解率，同時(shí)可有效縮短堆肥周期，但其在低溫條件下無法發(fā)揮作用。

由于在低溫條件下單獨(dú)使用低溫菌劑或超高溫菌劑應(yīng)用效果都不甚理想，本研究利用篩選出的冷適應(yīng)性菌株制成的菌劑與已有的超高溫菌劑聯(lián)合，對(duì)玉米秸稈進(jìn)行堆肥處理，以期解決東北地區(qū)秋收后玉米秸稈需要快速堆腐的問題，為大批量玉米秸稈的肥料化利用提供有效可行的方法。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 培養(yǎng)基

細(xì)菌培養(yǎng)采用LB培養(yǎng)基，真菌培養(yǎng)采用PDA培養(yǎng)基，復(fù)篩的鑒別培養(yǎng)基采用纖維素剛果紅培養(yǎng)基。

1.1.2 超高溫菌劑

供試超高溫菌劑是由河南省沃寶生物科技有限公司提供的商品菌劑，主要菌種為芽孢桿菌、放線菌、嗜熱菌等，有效活菌數(shù)≥1×1010個(gè)·g-1。

1.1.3 堆肥物料來源及基本性質(zhì)

供試玉米秸稈取自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田，經(jīng)自然風(fēng)干處理后通過機(jī)械粉碎為長(zhǎng)3-5 cm的堆肥物料；供試雞糞取自長(zhǎng)春某養(yǎng)殖場(chǎng)。各堆肥物料基本性質(zhì)見表1。

1.2 冷適應(yīng)性菌劑的制備方法

1.2.1 冷適應(yīng)性菌株的初篩

篩選冷適應(yīng)性菌株的樣品為常年堆積玉米秸稈場(chǎng)所下的土壤與玉米秸稈混合樣品，取自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田，取樣后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物篩選及培養(yǎng)。

在無菌環(huán)境下，取上述10 g樣品至滅菌后的150 mL三角瓶?jī)?nèi)，加入90 mL無菌水，將三角瓶振蕩30 min使其充分分散，靜置，吸取1 mL上清液至裝有9 mL無菌水的10 mL 比色管內(nèi)，充分搖勻后獲得10-1濃度稀釋液，根據(jù)以上步驟反復(fù)稀釋制得10-2-10-4濃度稀釋液，分別吸取0.1 mL各稀釋液涂布至LB培養(yǎng)基和PDA培養(yǎng)基上，分別在10℃條件下倒置培養(yǎng)細(xì)菌和真菌，每個(gè)梯度做3個(gè)平行，每天檢查1次。當(dāng)培養(yǎng)基上長(zhǎng)出清晰的菌落后，分別挑取形態(tài)不同的菌落至對(duì)應(yīng)的新培養(yǎng)基進(jìn)行分離純化，成功后進(jìn)行復(fù)篩。

1.2.2 冷適應(yīng)性菌株的復(fù)篩

將純化成功后的各菌株用接種環(huán)點(diǎn)接在纖維素剛果紅培養(yǎng)基中心，在10℃條件下倒置培養(yǎng)，培養(yǎng)基上透明圈直徑（D）與菌落直徑（d）比值較大者即為具有較強(qiáng)纖維素分解能力的菌株。

1.2.3 菌株鑒定

對(duì)復(fù)篩出的菌株進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定，采用16SrDNA序列分析（菌株總DNA的提取、PCR擴(kuò)增、PCR擴(kuò)增的純化及測(cè)序）。

在無菌條件下，將3株菌株分別接種在LB固體培養(yǎng)基試管的斜面上，用甘油密封放置于4℃冰箱保存，用于后續(xù)試驗(yàn)。

1.2.4 冷適應(yīng)性菌劑的制備

將上一步篩選、鑒定后的3株功能菌株分別接種到液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)至渾濁，在超凈工作臺(tái)中與滅菌后冷卻的載體（玉米秸稈粉：高嶺土=1：1）按1：10的比例混合，在超凈工作臺(tái)中風(fēng)干后充分研磨至顆粒狀，過2 mm篩后收集備用。

1.3 堆肥試驗(yàn)

1.3.1 堆肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

堆肥試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田中進(jìn)行，將地面輕微壓實(shí)并使場(chǎng)地平整無坡度，鋪設(shè)塑料布防止?jié)B濾液滲入土壤，在場(chǎng)地四周及上方用塑料布搭建簡(jiǎn)易大棚遮擋風(fēng)雨。堆肥原料為玉米秸稈，輔料為雞糞，質(zhì)量比為秸稈：雞糞=3：7（干質(zhì)量），每個(gè)堆體質(zhì)量為100 kg，原料混勻后在堆肥場(chǎng)地中自然堆積成圓錐形，混料后堆體C/N為31.18，含水率為60.29％。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)將堆肥周期設(shè)為30 d，采用人工翻堆的方式控制通氣狀況，在堆肥開始后第1、2、3、4、5、7、9、12、15、18、22、26天進(jìn)行翻堆及取樣。冷適應(yīng)性菌劑與超高溫菌劑的添加量均為堆體干質(zhì)量的0.1％，以不加菌劑為對(duì)照組（CK），分別設(shè)置5個(gè)試驗(yàn)組，具體如表2所示。

1.3.2 堆肥樣品采集

每次翻堆前對(duì)堆肥樣品進(jìn)行取樣，從堆體的上、中、下部分分別取樣后混勻作為供試樣品，其中一部分直接用于測(cè)定pH、電導(dǎo)率、種子發(fā)芽指數(shù)，其余部分風(fēng)干磨碎過0.85 mm篩后用于測(cè)定總有機(jī)碳、總氮、有效磷、速效鉀、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的含量。

1.4 堆肥指標(biāo)的測(cè)定方法

每天14：00分別對(duì)堆體上、中、下層分別測(cè)溫，取平均值作為當(dāng)天的堆體溫度。

取10 g鮮樣與去離子水按1：10的比例混合，160 r·min-1振蕩th，取下后靜置30 min，過濾得到清液分別進(jìn)行pH和電導(dǎo)率的測(cè)定。

總有機(jī)碳采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，總氮采用凱氏定氮法測(cè)定。

硝態(tài)氮（NO-3-N）采用鹽酸浸提—紫外分光光度法測(cè)定。銨態(tài)氮（NH+4-N）采用蒸餾后直接滴定法測(cè)定。

有效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨提取-火焰光度法測(cè)定。

堆肥樣品毒性評(píng)價(jià)用種子發(fā)芽指數(shù)表示：用堆肥樣品浸提液浸透濾紙放入培養(yǎng)皿中，放置10顆大小均勻、飽滿的小白菜種子，以蒸餾水培養(yǎng)結(jié)果為對(duì)照，在25℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)72 h，得到堆肥樣品的種子發(fā)芽指數(shù)（CI）。

GI=堆肥浸提液培養(yǎng)種子發(fā)芽數(shù)×根長(zhǎng)／（去離子水培養(yǎng)種子發(fā)芽數(shù)×根長(zhǎng)）

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

堆肥試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2019、Origin Pr0 2021軟件進(jìn)行分析、繪圖，顯著性分析利用SPSS 26軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷適應(yīng)性菌劑的制備

2.1.1 冷適應(yīng)性菌株的篩選

在10℃條件下，從樣品浸提稀釋液中培養(yǎng)純化出的菌株共27株，其中細(xì)菌16株（L1-L16）、真菌11株（P1-P11），均可在低溫條件下生長(zhǎng)。將驗(yàn)證純化后的菌株接種到纖維素剛果紅培養(yǎng)基后，篩選出有透明圈的菌株5株，其中細(xì)菌4株（L2、L3、L4、L9）、真菌1株（P5），各菌株的透明圈數(shù)值見表3。

從表3可以看出，菌株L3、L4、L9的D／d值較大，說明其對(duì)纖維素的總體降解能力較強(qiáng)，因此選擇菌株L3、L4、L9用于后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.2 菌株鑒定

對(duì)菌株L3、LA和L9進(jìn)行PCR擴(kuò)增和序列（16SrDNA）的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果與National Library of Medicine數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果顯示3株菌株均屬細(xì)菌界：菌株L3與芽孢桿菌屬菌[Bacillus subtilis DSM/O（NR 027552.1）]相似度最高，為99.93%，屬于厚壁菌門桿菌綱芽孢桿菌目芽孢桿菌科芽孢桿菌屬的一種枯草芽孢桿菌；菌株L4與假節(jié)桿菌屬菌[Pseudar-throbacter chlorophenolicus A6（NR 0745 18.1）]相似性達(dá)到99.13%，屬于放線菌門放線菌綱微球菌目微球菌科假節(jié)桿菌屬的一種氯酚假節(jié)桿菌；菌株L9與普里斯特氏菌屬菌[Priestia aryabhattai B8W22 （NR115953.1）]親緣關(guān)系最近（相似性為99.93%），分類學(xué)上屬于厚壁菌門桿菌綱芽孢桿菌目芽孢桿菌科普里斯特氏菌屬的一種巨大普里斯特氏菌。

2.2 冷適應(yīng)性菌劑與超高溫菌劑聯(lián)合應(yīng)用的堆肥效果評(píng)價(jià)

2.2.1 堆體溫度變化規(guī)律

溫度能直接反映出堆肥的進(jìn)程及其腐熟程度，通過不同堆體間的溫度差異能清晰直觀地認(rèn)識(shí)到其內(nèi)部的變化。堆肥整體進(jìn)程可分為起爆期、高溫期及腐熟期，起爆期為微生物在堆體中的適應(yīng)期，有機(jī)物質(zhì)的降解主要發(fā)生在高溫期，高溫期過后堆體內(nèi)部在腐熟期中逐漸趨向穩(wěn)定。如圖1所示，CK、T1、T2組的最高溫度分別達(dá)到47.5、55.3、46.6℃，3組差異不大，均未能達(dá)到《生物質(zhì)廢物堆肥污染控制技術(shù)規(guī)范》（HJ 1266-2022）中對(duì)發(fā)酵溫度及持續(xù)時(shí)間的要求。

而T3、T4、T5組均添加了冷適應(yīng)性菌劑及超高溫菌劑，堆體升溫迅速。3組分別在堆肥開始第3、3、5天進(jìn)入高溫期，分別在第5、6、7天達(dá)到最高溫度79.0、80.3、78.6℃。高溫期≥55℃的時(shí)間均達(dá)到了9 d以上；≥65℃的時(shí)間均達(dá)到了7 d，達(dá)到了Ⅲ1266-2022的要求。T5組溫度在第4天有下降趨勢(shì)，在添加超高溫菌劑后溫度迅速上升。

2.2.2 堆肥過程中pH及電導(dǎo)率變化規(guī)律

pH能體現(xiàn)出堆肥過程中酸堿物質(zhì)等的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，同時(shí)也能表示堆體中微生物的生存環(huán)境是否適宜。如圖2a所示，整個(gè)堆肥過程中pH變化規(guī)律為先上升后下降，在堆肥結(jié)束時(shí)處于8.16-8.34范圍內(nèi)。CK、T1、T2組pH在第7天升高到8.33左右；而T3、T4、T5組分別在第4、4、5天達(dá)到8.62左右，更偏堿性。其中T3、T4組變化趨勢(shì)一致，T5組前4d的變化趨勢(shì)與T1組高度相似，但第4天加入超高溫菌劑后，T5組pH上升的趨勢(shì)明顯高于T1組。這說明在高溫期會(huì)產(chǎn)生大量氨氣導(dǎo)致堆體pH上升，但這也會(huì)增加堆體氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)。

電導(dǎo)率代表堆體中可溶性鹽的含量，能反映堆體中有機(jī)物質(zhì)的礦化及降解情況，同時(shí)成品物料的電導(dǎo)率也能表明其安全程度，根據(jù)《綠化用有機(jī)基質(zhì)》（GB／T 33891-2017），用于土壤改良的堆肥成品電導(dǎo)率應(yīng)在0.5-3.5 mS·cm-1范圍內(nèi)，如果電導(dǎo)率過高會(huì)形成反滲透壓使植物脫水枯萎。如圖2b所示，6組整體上呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，但CK、T1、T2組的變化幅度較T3、T4、T5組小得多，且后期上升幅度較大，超過了標(biāo)準(zhǔn)的安全限值，堆肥結(jié)束時(shí)只有T3組的電導(dǎo)率未超過3.5 mS·cm-1，處于安全施用范圍內(nèi)，而T4、T5組的電導(dǎo)率分別為3.70、3.59，略超過標(biāo)準(zhǔn)限值，可稀釋后施用。

2.2.3 堆肥過程中C/N變化規(guī)律

堆體總有機(jī)碳的變化可以代表堆肥過程中有機(jī)質(zhì)的變化，6組總有機(jī)碳均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖3a）。高溫期結(jié)束時(shí)，添加兩類菌劑的T3、T4、T5組的總有機(jī)碳降解率分別為31.4%、28.70%、33.2%。堆肥結(jié)束時(shí)6組的總有機(jī)碳降解率表現(xiàn)為T3 （45.3%）＞T4（36.3%）＞T5 （36.1%）＞T1（24.6%）＞T2 （19.9%）＞CK（19.0%）。

從圖3b可以看出，6組的總氮含量在整個(gè)堆肥過程中變化幅度均不大，在10-20 g·kg-1范圍內(nèi)，均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在高溫期，T3、T4、T5組總氮上升幅度明顯高于CK、T1、T2組。堆肥結(jié)束時(shí)各組總氮含量在12 g·kg-1左右，各組差異不顯著。

堆肥過程中，C/N是影響微生物生長(zhǎng)進(jìn)而影響堆體升溫和有機(jī)物質(zhì)降解的重要因素之一，微生物利用有機(jī)物質(zhì)的最佳C/N為25-35，隨著堆肥進(jìn)行C/N不斷下降。從圖4可以看出，堆肥結(jié)束時(shí)CK、T1、T2組的C/N分別為25.43、22.05、23.62，而T3、T4、T5組的C/N分別降到了18.80、20.84、19.89，與前3組差異顯著。

2.2.4 堆肥過程中銨態(tài)氮及硝態(tài)氮變化規(guī)律

堆肥過程中，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的變化是堆肥腐熟度評(píng)價(jià)的常用指標(biāo)之一。銨態(tài)氮是通過微生物將有機(jī)氮化物礦化分解轉(zhuǎn)化而來的，該過程主要發(fā)生在高溫期。如圖5a所示，由于CK、T1、T2組在堆肥中期溫度低而使得銨態(tài)氮含量上升幅度有限，最高分別為511.0、544.5、518.1 mg·kg-1；而T3、T4、T5組微生物活動(dòng)劇烈，分別在第2、3、4天達(dá)到拐點(diǎn)649.3、631.6、613.2 mg·kg-1。這說明高溫期產(chǎn)生了大量銨根離子，但隨著溫度及pH上升，發(fā)生中和反應(yīng)造成氮元素?fù)]發(fā)，加上后期銨態(tài)氮成為硝化作用的原料，其含量開始下降，最終分別下降到208.5、204.9、210.3、143.1、150.9、152.0 mg·kg-1，這也是氮損失的主要途徑之一。

通過亞硝化作用及硝化作用，硝化細(xì)菌將含氮化合物轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，硝態(tài)氮含量上升也標(biāo)志著堆體逐漸趨向腐熟。從圖5b中可以看出T1、T3、T4、T5組由于加入了冷適應(yīng)性菌劑，堆體升溫快，硝態(tài)氮含量在堆肥第2天達(dá)到最大值。隨后T3、T4、T5組進(jìn)入高溫期，硝化細(xì)菌受溫度限制導(dǎo)致硝態(tài)氮含量開始下降，腐熟期溫度下降硝態(tài)氮含量又開始回升。堆肥結(jié)束時(shí)T3、T4、T5組的硝態(tài)氮含量顯著高于CK、T1、T2組，達(dá)到510 mg·kg-1左右，說明腐熟程度高于前3組。

2.2.5 堆肥過程中有效磷及速效鉀變化規(guī)律

隨著堆肥的進(jìn)行，6組的有效磷及速效鉀含量均在上升（圖6）。從圖6a中可以看到，對(duì)于CK、T1、T2組來說，隨著堆肥進(jìn)行，堆體有效磷含量始終在平穩(wěn)增長(zhǎng)，堆肥結(jié)束時(shí)增長(zhǎng)了437.3%、448.0%、350.0%；T3、T4組在第1-4天屬于快速增長(zhǎng)階段，分別增長(zhǎng)了248.8%、294.5%，第5-15天增長(zhǎng)變得緩慢，腐熟階段又再次增長(zhǎng)，最終增長(zhǎng)了662.9%、604.5%；而T5組由于超高溫菌劑加入較晚，其增長(zhǎng)最快的階段為第2-5天，增長(zhǎng)了197.9%，隨后的積累規(guī)律與T3、T4組相同，第30天時(shí)增長(zhǎng)了497.3%。

如圖6b所示，速效鉀含量在堆肥過程中不斷上升，堆肥結(jié)束時(shí)CK及T1-T5組的速效磷增長(zhǎng)率分別為501.4%、818.5%、774.1%、1 204.2%、1 174.6%、981.4%，T3、T4、T5組與CK、T1、T2組差異顯著。

2.2.6 堆肥產(chǎn)品的毒性評(píng)價(jià)

種子發(fā)芽指數(shù)是評(píng)價(jià)堆肥成品毒性最直觀的指標(biāo)，同時(shí)也能揭示堆肥過程中堆體的腐熟程度變化。從圖7可以看出，6組的種子發(fā)芽指數(shù)均處于上升狀態(tài)，在堆肥結(jié)束時(shí)均≥70%，符合《有機(jī)肥料》（NYIT525-2021）的要求。其中T3、T4、T5組的種子發(fā)芽指數(shù)為118.6%、112.3%、108.7%，與CK、T1、T2組的90.5%、90.3%、95.4%差異顯著；T3組與T5組的種子發(fā)芽指數(shù)之間有著顯著性差異，但這兩組與T4組的差異均未達(dá)到顯著水平。

3 討論

堆肥是有機(jī)物料在微生物作用下發(fā)生的有機(jī)物質(zhì)分解及腐殖質(zhì)形成的生化過程，堆肥的整體進(jìn)程伴隨著溫度、C/N等理化參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。微生物通過自身生物氧化作用代謝營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生大量能量，這些能量一部分被微生物利用，另一部分轉(zhuǎn)化為熱能，促使堆肥發(fā)酵物升溫。

從溫度來看，與CK組相比，單加冷適應(yīng)性菌劑的T1組能使堆體度過起爆期，但無法進(jìn)入高溫期，而T2組因?yàn)槌邷鼐鷦]有發(fā)揮作用，溫度變化與CK組相似。在此前提下，設(shè)置冷適應(yīng)性及超高溫兩類菌劑聯(lián)合加入堆體，與T1組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，T3、T4、T5組在度過起爆期后溫度并沒有下降，而是在超高溫菌劑的作用下繼續(xù)升溫，使得堆體溫度達(dá)到80℃左右，高溫期（≥65℃）持續(xù)7d。

總有機(jī)碳、C/N、種子發(fā)芽率等指標(biāo)也能從側(cè)面證明微生物在整個(gè)堆肥過程中的作用，也能表明堆體何時(shí)趨向成熟。T3、T4、T5組的總有機(jī)碳降解率顯著高于CK、T1、T2組，其中最高的T3組比CK組高26.35%；而總氮含量雖然整體變化不大，但由于堆肥完成時(shí)堆體總質(zhì)量下降，說明存在氮素?fù)p失；當(dāng)C/N下降到15-20時(shí)一般可認(rèn)為有機(jī)肥料腐熟完成，品質(zhì)逐漸趨于穩(wěn)定，T3組C/N下降幅度最大，腐熟度較高，且在第26天時(shí)就已經(jīng)降到20以下。T3、T4、T5組的種子發(fā)芽指數(shù)及其增長(zhǎng)速度顯著高于CK、T1、T2組。從上述結(jié)果分析，T3、T4、T5組整體腐熟程度較高，成品較穩(wěn)定，這充分說明在低溫條件下，起爆期需要有冷適應(yīng)性菌劑來幫助堆體溫度快速升高，才能為超高溫菌劑在高溫期快速分解有機(jī)物質(zhì)提供良好的環(huán)境，而超高溫菌劑能使堆體腐熟度大幅提升，25 d即可完成堆肥。

T3、T4、T5組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，T3組的各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)都很穩(wěn)定。T3、T4組在經(jīng)過起爆期后都順利進(jìn)入高溫期，在超高溫菌劑的作用下對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行快速分解；T5組在前4d的溫度變化與T1組一致，第4天有下降趨勢(shì)，加入超高溫菌劑后，第5天開始迅速升溫，但其堆肥效果不如T3組，可能是由于超高溫微生物適應(yīng)環(huán)境時(shí)間短導(dǎo)致的。在實(shí)際應(yīng)用中，如果超高溫菌劑加入不及時(shí)，可能會(huì)使兩類菌劑的銜接出現(xiàn)問題，導(dǎo)致堆肥無法完成。從總體來看，超高溫菌劑加入時(shí)間越早，其適應(yīng)環(huán)境的時(shí)間越短，堆體升溫越順利，堆肥進(jìn)程越穩(wěn)定。

4 結(jié)論

（1）從常年堆積玉米秸稈場(chǎng)所下的土壤與玉米秸稈混合樣品中，篩選出3株能在10℃的環(huán)境下快速生長(zhǎng)繁殖且能分泌纖維素酶的菌株，分別是枯草芽孢桿菌、氯酚假節(jié)桿菌、巨大普里斯特氏菌，將其制成冷適應(yīng)性菌劑后有助于堆體在低溫條件下升溫。

（2）在低溫條件下，僅使用冷適應(yīng)性菌劑或超高溫菌劑堆肥結(jié)果均不甚理想，而冷適應(yīng)性菌劑和超高溫菌劑聯(lián)合應(yīng)用堆肥效果提升顯著。在10-15℃的環(huán)境下，堆體可在第3天進(jìn)入高溫期，最長(zhǎng)持續(xù)11d，最高溫度達(dá)到80℃左右，總有機(jī)碳降解率最高達(dá)到45.3%，有效磷含量提升662.9%，速效鉀含量提升1 204.2%，種子發(fā)芽指數(shù)提升至118.6%，且在25 d內(nèi)即可完成堆肥。

（3）在堆肥第0天加入冷適應(yīng)性菌劑的前提下，超高溫菌劑加入時(shí)間越靠前，堆肥效果越好。

（責(zé)任編輯：李丹）

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD1500805）；吉林省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20220101175JC）