不同发酵菌剂对玉米芯堆肥发酵过程中理化性质的影响

刘保伟+卜崇兴+刘慧英+李文杰

摘要：以玉米芯为发酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有机物料腐熟剂（T2）、金宝贝菌剂（T3）3种菌剂处理下玉米芯基质的理化性质变化。结果表明：发酵结束后，各处理发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）处理的电导率值最低，pH值最高且接近中性；各处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的T值最小，其次为T2、T3处理；3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理的效果最好。整体试验结果表明，添加不同发酵菌剂处理，对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中EM酵素菌的效果最优。

关键词：玉米芯；发酵；菌剂；理化性质

中图分类号：S141.4 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基质能为植株提供稳定而协调的水、气、肥，以及结构的生长介质^[1-2]，是无土育苗及无土栽培的重要组成部分。近年来，随着设施农业及穴盘育苗技术的迅猛发展，对基质的需求也急剧上升。在当前工农业生产中，各种工农业有机废弃物排放量日趋增加，给环境造成了巨大压力，而大量被抛弃或被燃烧的有机废弃物经过一定的加工处理后可作为良好的环保型无土栽培有机基质。基于环境保护和为市场提供质优价廉的本土化基质的目的，利用有机固体废弃物生产多样化、无害化的栽培基质，实现自然资源的可循环利用是栽培基质选材的方向，也是近年来研究的热点。

目前，国内外在有机废弃物的有效利用研究中，主要通过高温好氧堆肥化处理，使堆肥原料中的不稳定有机物经过一段时间生物氧化和腐熟，形成性质稳定、对农作物无害的堆肥产品^[3-4]。但堆肥速度与质量因基质种类、发酵条件（发酵微生物、基质碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌种的选择是影响堆肥速度与质量的重要因素。

玉米芯是玉米脱粒后的废弃物，开发玉米芯作为无土栽培基质，将对资源的综合利用和地方经济的发展起很大的作用。新疆是重要的玉米制种基地，每年可产生上百万吨玉米芯。因此，本试验旨在开展不同发酵菌剂对玉米芯堆肥发酵过程中理化性状的影响研究，探讨玉米芯育苗基质生物发酵生产的关键技术，为研制开发适合蔬菜育苗的优质、廉价的本土化育苗基质提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以玉米芯为试验材料。采用的3种发酵菌剂为市售，分别为EM酵素菌（河南磐龙酵素菌生物工程有限公司）、有机物料腐熟剂（北京世纪阿姆斯生物技术有限公司）、金宝贝菌剂（北京华夏康源科技有限公司）。

1.2 试验方法

试验于2011—2012年在石河子大学农学院的综合试验站进行。试验采用堆肥化腐熟处理，堆置前将玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊粪、尿素、水等配料以调节碳氮比至适宜的水平（30 ∶1）；同时应控制总物料的含水量为50%～60%，将预培养的菌剂均匀地与玉米芯基质充分混合。试验共设表1中的4个处理，以不添加发酵菌剂的处理为对照（CK）。随机区组设计，重复3次。堆体直径约 1.5 m，高0.8 m，堆体上覆盖塑料薄膜进行发酵。堆肥发酵期间，于每天14：00观察堆体温度，待堆体温度达到65 ℃左右时及时翻堆并调整水分含量在50%～60%。试验期间共取样4次，依次为发酵后0、10、20、30 d，取各处理堆体中心部位处100 g基质作为样品，使其自然风干后进行理化性质的测定。待堆体温度与环境温度基本一致、发酵物料变成深褐色、无恶臭味时结束试验。

3 结论

在发酵过程中，如果氧气充足，微生物的活动会消耗有机物、水分等，从而使得堆肥物质快速分解，并产生大量热及CO2。55 ℃的堆肥发酵温度是杀灭发酵堆肥中所含致病生物、保证基质的卫生指标达到合格的重要条件。本研究结果表明，添加不同发酵菌剂处理对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中T1的效果最优，T2、T3处理的差异并不明显。

发酵结束后，4个处理的发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，但容重偏轻，因此玉米芯属轻型基质，固持作用能力差。总孔隙度、持水孔隙在理想范围内，符合栽培基质要求；通气孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基质应适时与其他基质复配，可以形成理化性质良好的有机质基质。

本研究表明，随着发酵时间的延长，各个处理pH值呈下降趋势，电导率呈上升趋势。4个处理的发酵基质pH值均呈现微酸性，在理想范围内；但电导率偏大，高于理想值。其中，以T1处理的电导率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是检验物料腐熟度的一个重要指标。部分研究者认为，当堆肥碳氮比减少到20以下时，堆肥达到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等认为，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要条件，建议采用T=终点碳氮比/初始碳氮比来评价更为合适，并认为当T值小于0.6时堆肥才算腐熟完全^[6]。3种添加发酵菌剂的处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的值最小，其次为T3、T2处理；而对照的碳氮比最大，且T值为0.66，说明未添加发酵菌剂的处理发酵还未完成。3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理效果最好 。

综上所述，添加3种不同微生物菌剂可有效加速玉米芯的发酵腐熟，缩短发酵时间。其中，添加EM酵素菌的玉米芯发酵效果最佳。

参考文献：

[1]连兆煌，李式军. 无土栽培原理与技术[M]. 北京：中国农业出版社，1994.

[2]郭世荣. 无土栽培学[M]. 北京：中国农业出版社，2003.

[3]李承强，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究进展[J]. 环境科学进展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 无土栽培技术研究的历史、现状与进展[J]. 农业系统科学与综合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黄华波，王祯丽，王连镇，等. 棉花秸杆理化性状的测定及分析[J]. 农业工程学报，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黄玉明，张志国. PT法-基质理化性质的快速测定方法[J]. 北方园艺，2003（1）：41.

[10]李谦盛，郭世荣，李式军. 基质EC值与作物生长的关系及其测定方法比较[J]. 中国蔬菜，2004（1）：70-71.endprint

摘要：以玉米芯为发酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有机物料腐熟剂（T2）、金宝贝菌剂（T3）3种菌剂处理下玉米芯基质的理化性质变化。结果表明：发酵结束后，各处理发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）处理的电导率值最低，pH值最高且接近中性；各处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的T值最小，其次为T2、T3处理；3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理的效果最好。整体试验结果表明，添加不同发酵菌剂处理，对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中EM酵素菌的效果最优。

关键词：玉米芯；发酵；菌剂；理化性质

中图分类号：S141.4 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基质能为植株提供稳定而协调的水、气、肥，以及结构的生长介质^[1-2]，是无土育苗及无土栽培的重要组成部分。近年来，随着设施农业及穴盘育苗技术的迅猛发展，对基质的需求也急剧上升。在当前工农业生产中，各种工农业有机废弃物排放量日趋增加，给环境造成了巨大压力，而大量被抛弃或被燃烧的有机废弃物经过一定的加工处理后可作为良好的环保型无土栽培有机基质。基于环境保护和为市场提供质优价廉的本土化基质的目的，利用有机固体废弃物生产多样化、无害化的栽培基质，实现自然资源的可循环利用是栽培基质选材的方向，也是近年来研究的热点。

目前，国内外在有机废弃物的有效利用研究中，主要通过高温好氧堆肥化处理，使堆肥原料中的不稳定有机物经过一段时间生物氧化和腐熟，形成性质稳定、对农作物无害的堆肥产品^[3-4]。但堆肥速度与质量因基质种类、发酵条件（发酵微生物、基质碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌种的选择是影响堆肥速度与质量的重要因素。

玉米芯是玉米脱粒后的废弃物，开发玉米芯作为无土栽培基质，将对资源的综合利用和地方经济的发展起很大的作用。新疆是重要的玉米制种基地，每年可产生上百万吨玉米芯。因此，本试验旨在开展不同发酵菌剂对玉米芯堆肥发酵过程中理化性状的影响研究，探讨玉米芯育苗基质生物发酵生产的关键技术，为研制开发适合蔬菜育苗的优质、廉价的本土化育苗基质提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以玉米芯为试验材料。采用的3种发酵菌剂为市售，分别为EM酵素菌（河南磐龙酵素菌生物工程有限公司）、有机物料腐熟剂（北京世纪阿姆斯生物技术有限公司）、金宝贝菌剂（北京华夏康源科技有限公司）。

1.2 试验方法

试验于2011—2012年在石河子大学农学院的综合试验站进行。试验采用堆肥化腐熟处理，堆置前将玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊粪、尿素、水等配料以调节碳氮比至适宜的水平（30 ∶1）；同时应控制总物料的含水量为50%～60%，将预培养的菌剂均匀地与玉米芯基质充分混合。试验共设表1中的4个处理，以不添加发酵菌剂的处理为对照（CK）。随机区组设计，重复3次。堆体直径约 1.5 m，高0.8 m，堆体上覆盖塑料薄膜进行发酵。堆肥发酵期间，于每天14：00观察堆体温度，待堆体温度达到65 ℃左右时及时翻堆并调整水分含量在50%～60%。试验期间共取样4次，依次为发酵后0、10、20、30 d，取各处理堆体中心部位处100 g基质作为样品，使其自然风干后进行理化性质的测定。待堆体温度与环境温度基本一致、发酵物料变成深褐色、无恶臭味时结束试验。

3 结论

在发酵过程中，如果氧气充足，微生物的活动会消耗有机物、水分等，从而使得堆肥物质快速分解，并产生大量热及CO2。55 ℃的堆肥发酵温度是杀灭发酵堆肥中所含致病生物、保证基质的卫生指标达到合格的重要条件。本研究结果表明，添加不同发酵菌剂处理对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中T1的效果最优，T2、T3处理的差异并不明显。

发酵结束后，4个处理的发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，但容重偏轻，因此玉米芯属轻型基质，固持作用能力差。总孔隙度、持水孔隙在理想范围内，符合栽培基质要求；通气孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基质应适时与其他基质复配，可以形成理化性质良好的有机质基质。

本研究表明，随着发酵时间的延长，各个处理pH值呈下降趋势，电导率呈上升趋势。4个处理的发酵基质pH值均呈现微酸性，在理想范围内；但电导率偏大，高于理想值。其中，以T1处理的电导率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是检验物料腐熟度的一个重要指标。部分研究者认为，当堆肥碳氮比减少到20以下时，堆肥达到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等认为，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要条件，建议采用T=终点碳氮比/初始碳氮比来评价更为合适，并认为当T值小于0.6时堆肥才算腐熟完全^[6]。3种添加发酵菌剂的处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的值最小，其次为T3、T2处理；而对照的碳氮比最大，且T值为0.66，说明未添加发酵菌剂的处理发酵还未完成。3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理效果最好 。

综上所述，添加3种不同微生物菌剂可有效加速玉米芯的发酵腐熟，缩短发酵时间。其中，添加EM酵素菌的玉米芯发酵效果最佳。

参考文献：

[1]连兆煌，李式军. 无土栽培原理与技术[M]. 北京：中国农业出版社，1994.

[2]郭世荣. 无土栽培学[M]. 北京：中国农业出版社，2003.

[3]李承强，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究进展[J]. 环境科学进展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 无土栽培技术研究的历史、现状与进展[J]. 农业系统科学与综合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黄华波，王祯丽，王连镇，等. 棉花秸杆理化性状的测定及分析[J]. 农业工程学报，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黄玉明，张志国. PT法-基质理化性质的快速测定方法[J]. 北方园艺，2003（1）：41.

[10]李谦盛，郭世荣，李式军. 基质EC值与作物生长的关系及其测定方法比较[J]. 中国蔬菜，2004（1）：70-71.endprint

摘要：以玉米芯为发酵原料，研究EM酵素菌（T1）、有机物料腐熟剂（T2）、金宝贝菌剂（T3）3种菌剂处理下玉米芯基质的理化性质变化。结果表明：发酵结束后，各处理发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，其中以T1（添加EM酵素菌）处理的电导率值最低，pH值最高且接近中性；各处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的T值最小，其次为T2、T3处理；3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理的效果最好。整体试验结果表明，添加不同发酵菌剂处理，对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中EM酵素菌的效果最优。

关键词：玉米芯；发酵；菌剂；理化性质

中图分类号：S141.4 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2014）08-0334-03

育苗及栽培基质能为植株提供稳定而协调的水、气、肥，以及结构的生长介质^[1-2]，是无土育苗及无土栽培的重要组成部分。近年来，随着设施农业及穴盘育苗技术的迅猛发展，对基质的需求也急剧上升。在当前工农业生产中，各种工农业有机废弃物排放量日趋增加，给环境造成了巨大压力，而大量被抛弃或被燃烧的有机废弃物经过一定的加工处理后可作为良好的环保型无土栽培有机基质。基于环境保护和为市场提供质优价廉的本土化基质的目的，利用有机固体废弃物生产多样化、无害化的栽培基质，实现自然资源的可循环利用是栽培基质选材的方向，也是近年来研究的热点。

目前，国内外在有机废弃物的有效利用研究中，主要通过高温好氧堆肥化处理，使堆肥原料中的不稳定有机物经过一段时间生物氧化和腐熟，形成性质稳定、对农作物无害的堆肥产品^[3-4]。但堆肥速度与质量因基质种类、发酵条件（发酵微生物、基质碳氮比、含水量、含氧量等）而不同^[4-6]，其中微生物菌种的选择是影响堆肥速度与质量的重要因素。

玉米芯是玉米脱粒后的废弃物，开发玉米芯作为无土栽培基质，将对资源的综合利用和地方经济的发展起很大的作用。新疆是重要的玉米制种基地，每年可产生上百万吨玉米芯。因此，本试验旨在开展不同发酵菌剂对玉米芯堆肥发酵过程中理化性状的影响研究，探讨玉米芯育苗基质生物发酵生产的关键技术，为研制开发适合蔬菜育苗的优质、廉价的本土化育苗基质提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以玉米芯为试验材料。采用的3种发酵菌剂为市售，分别为EM酵素菌（河南磐龙酵素菌生物工程有限公司）、有机物料腐熟剂（北京世纪阿姆斯生物技术有限公司）、金宝贝菌剂（北京华夏康源科技有限公司）。

1.2 试验方法

试验于2011—2012年在石河子大学农学院的综合试验站进行。试验采用堆肥化腐熟处理，堆置前将玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，并在玉米芯中添加羊粪、尿素、水等配料以调节碳氮比至适宜的水平（30 ∶1）；同时应控制总物料的含水量为50%～60%，将预培养的菌剂均匀地与玉米芯基质充分混合。试验共设表1中的4个处理，以不添加发酵菌剂的处理为对照（CK）。随机区组设计，重复3次。堆体直径约 1.5 m，高0.8 m，堆体上覆盖塑料薄膜进行发酵。堆肥发酵期间，于每天14：00观察堆体温度，待堆体温度达到65 ℃左右时及时翻堆并调整水分含量在50%～60%。试验期间共取样4次，依次为发酵后0、10、20、30 d，取各处理堆体中心部位处100 g基质作为样品，使其自然风干后进行理化性质的测定。待堆体温度与环境温度基本一致、发酵物料变成深褐色、无恶臭味时结束试验。

3 结论

在发酵过程中，如果氧气充足，微生物的活动会消耗有机物、水分等，从而使得堆肥物质快速分解，并产生大量热及CO2。55 ℃的堆肥发酵温度是杀灭发酵堆肥中所含致病生物、保证基质的卫生指标达到合格的重要条件。本研究结果表明，添加不同发酵菌剂处理对提高发酵过程中的温度有一定帮助，其中T1的效果最优，T2、T3处理的差异并不明显。

发酵结束后，4个处理的发酵基质的物理性质均接近栽培基质的要求，但容重偏轻，因此玉米芯属轻型基质，固持作用能力差。总孔隙度、持水孔隙在理想范围内，符合栽培基质要求；通气孔隙和大小孔隙比偏小。因此玉米芯基质应适时与其他基质复配，可以形成理化性质良好的有机质基质。

本研究表明，随着发酵时间的延长，各个处理pH值呈下降趋势，电导率呈上升趋势。4个处理的发酵基质pH值均呈现微酸性，在理想范围内；但电导率偏大，高于理想值。其中，以T1处理的电导率值最低，pH值最高，接近中性。

碳氮比是检验物料腐熟度的一个重要指标。部分研究者认为，当堆肥碳氮比减少到20以下时，堆肥达到腐熟^[4-5]，可以直接施用。而Morel等认为，碳氮比小于20只是堆肥腐熟的必要条件，建议采用T=终点碳氮比/初始碳氮比来评价更为合适，并认为当T值小于0.6时堆肥才算腐熟完全^[6]。3种添加发酵菌剂的处理的T值均低于0.6，其中以T1处理的值最小，其次为T3、T2处理；而对照的碳氮比最大，且T值为0.66，说明未添加发酵菌剂的处理发酵还未完成。3种发酵菌剂均能不同程度缩短发酵时间，其中以T1处理效果最好 。

综上所述，添加3种不同微生物菌剂可有效加速玉米芯的发酵腐熟，缩短发酵时间。其中，添加EM酵素菌的玉米芯发酵效果最佳。

参考文献：

[1]连兆煌，李式军. 无土栽培原理与技术[M]. 北京：中国农业出版社，1994.

[2]郭世荣. 无土栽培学[M]. 北京：中国农业出版社，2003.

[3]李承强，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究进展[J]. 环境科学进展，1999，7（6）：1-12.

[4]Golueke C G. Principles of biological resource recovery[J]. BioCycle，1981，22：36-40.

[5]Iglesias J E，Perez G V. Evaluation of city refuse compost maturity：a review[J]. Biological Wastes，1989，27（2）：115-142.

[6]Morel J L，Colin F，Germon J C，et al. Methods for the evaluation of the maturity of municipal refuse compost[C]//Gasser J K R. Composting of agricultural and other wastes. London & New York：Elsevier Applied Science Publishers，1985：56-72.

[7]李富恒. 无土栽培技术研究的历史、现状与进展[J]. 农业系统科学与综合研究，1999，15（4）：313-314.

[8]黄华波，王祯丽，王连镇，等. 棉花秸杆理化性状的测定及分析[J]. 农业工程学报，2002，18（增刊）：207-208.

[9]王清奎，黄玉明，张志国. PT法-基质理化性质的快速测定方法[J]. 北方园艺，2003（1）：41.

[10]李谦盛，郭世荣，李式军. 基质EC值与作物生长的关系及其测定方法比较[J]. 中国蔬菜，2004（1）：70-71.endprint