农作物秸秆高温堆肥生产有机肥及肥效研究

张 亮， 林 宁， 杜 茜， 李 飞

(1.南京师范大学泰州学院 化学与生物工程学院，江苏泰州 225300; 2. 泰州机电高等职业技术学校，江苏泰州 225300)



农作物秸秆高温堆肥生产有机肥及肥效研究

张 亮1， 林 宁2， 杜 茜1， 李 飞1

(1.南京师范大学泰州学院 化学与生物工程学院，江苏泰州 225300; 2. 泰州机电高等职业技术学校，江苏泰州 225300)

为实现农业废弃物无害化处理和资源化利用，将3种常见的谷物秸秆(小麦、水稻和玉米)均匀混合，接种高温纤维素分解菌和高温木质素分解菌，添加适量氮素和保氮剂，高温腐熟生产的秸秆有机肥配施化肥进行水稻肥效研究。结果表明：接种菌剂的处理A(秸秆+菌剂+尿素+硫酸镁)和处理B(秸秆+菌剂)比处理C(自然堆肥)升温快，降温慢，高温期持续时间长；微生物数量在高温期时处理A最高，但种群均是初期最高，高温期最低，后期略有增加。经过40 d的堆积发酵，处理A的腐熟效果最好，外观呈现黑色粉末状，水分低于30%，pH为6.21，有机质含量大于45%，氮磷钾总养分达4.22%。肥效试验表明，秸秆有机肥配施化肥可以显著提高稻谷的产量，以处理T1(75%化肥+25%秸秆有机肥)的产量最高，达9.59 t/hm2，比单施化肥(CK)提高6.8%，并改善其品质。说明，农作物秸秆高温堆肥生成有机肥的方式，既能快速解决农业废弃物的堆积、污染和浪费问题，又能实现资源的回收利用。

农作物秸秆； 高温堆肥； 发酵； 有机肥

2014年中国粮食播种面积达1.13×108hm2，其中谷物(主要有小麦、玉米、稻谷和大麦等)播种面积为9.46×107hm2。收获之后，将产生非常丰富的农作物秸秆资源[1]。目前，这些秸秆仅有少量被用作动物饲料和食用菌栽培等原料[2]。其余大部分资源被农民就地焚烧、四处堆放，不仅造成了生物资源的极大浪费，而且严重破坏了生态环境[3]。另一方面，由于我国广大农民在耕种过程中大量施用化肥和农药，造成土壤的通透性差、疏松性降低，土壤严重板结，不利于农作物的正常生长。因此，在农业生产中大力推广施用有机肥，尽量少施或不施化肥，将有力促进农业的可持续发展[4]。

农作物秸秆中富含纤维素、半纤维素、木质素和矿质元素等。近年来，国内外有关部门对农作物秸秆的无害化处理和资源化利用进行了不断探索，包括直接还田、养畜过腹还田技术、秸秆发电和生产乙醇等，但均不能有效利用和处理农作物秸秆，且工序复杂、降解速度慢、成本较高，甚至造成更为严重的环境污染[5-6]。因此，如何快速有效的处理和利用农作物秸秆成为一大难题。目前，较为有效的方法是利用沼气发酵技术使之降解，既能利用秸秆的有机质，又能较好地解决环境污染等问题[7]。但是，生产沼气的原料以人、畜、禽的粪便为主，秸秆仅作为辅料，且降解速率慢，难以广泛应用[8]。

由于农作物秸秆中含有氮、磷、钾、有机质等植物生长所需要的营养元素，同时具有改良土壤的能力[9-10]。利用农作物秸秆高温堆肥生产有机肥，可实现农业资源再利用和缓解环境压力的双重效果。研究表明，有机质高温腐熟的效果与接种的微生物种类、原料性质(包括水分、pH、碳氮比等)和发酵条件有关[11]。同时，秸秆中含有大量难降解的纤维素、半纤维素和木质素，故在堆肥过程中，必须使其有效分解[12]。为此，笔者以自主分离筛选的高温纤维分解菌和高温木质素分解菌制作菌剂，研究农作物秸秆高温发酵，脱水腐熟生产有机肥的工艺流程，将生产的有机肥用于水稻生产，研究其对产量和品质的影响，为实现农业废弃物的无害化处理和资源化利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 农作物秸秆和接种菌剂

试验于2014年3月6日至2014年4月15日在南京师范大学泰州学院大棚中进行。水稻、小麦和玉米秸秆均来源于泰州市海陵区周边农村，三者各取1/3，混合均匀并取样分析。其中，秸秆含水量6.78%，N、P2O5、K2O、有机质质量分数依次为0.71%、0.38%、1.67%和78.15%(干基)。

接种菌剂包括高温纤维素分解菌(巨大芽孢杆菌，Bacillus megaterium)和高温木质素分解菌(绿脓杆菌，Pseudomonas aeruginosa)，由南京师范大学泰州学院微生物实验室从马粪中分离获取，已进行16S rDNA测序并鉴定。巨大芽孢杆菌的最高生长温度约为75℃，最适生长和产酶温度约为52～55℃，在55℃培养条件下，用50 mL赫奇逊液体培养基培养3 d，取适量菌液在10 000 r/min离心培养10 min，上清液中的纤维酶活力分别为15.7 μg/(min·mL)(CMC-Na酶)、5.2 μg/(min·mL)(微晶纤维素酶)和4.7 μg/(min·mL)(滤纸酶)；绿脓杆菌的最高生长温度约为70℃，最适生长和最适产酶温度为50～55℃，在55℃培养条件下，用高温木质素培养基(组成：酵母浸出液10 g，葡萄糖20 g，木质素2.5 g，加水至1 000 mL，pH 7.0)培养7 d。取适量菌液在10 000 r/min离心培养10 min，上清液中的木质素酶活力分别为藜芦醛12.5 μg/(min·mL)(木质素过氧化物酶，LiP)、Mn3+2.9 μg/(min·mL)(锰过氧化物酶，MnP)和愈创木醛18.6 μg/(min·mL)(漆酶，Lac)。将各1 L含高温纤维分解菌和高温木质素分解菌的培养液与3 kg米糠均匀混合即为接种菌剂，待用。

1.2 试验设计

1.2.1 高温堆肥发酵试验 试验设置3个处理，首先将水稻秸秆(1/3)、小麦秸秆(1/3)和玉米秸秆(1/3)粉碎混匀。处理A：1 000 kg秸秆+10 kg菌剂+10 kg尿素+10 kg硫酸镁，具体过程：将秸秆平铺于地面，每升高20 cm时，在其表面分别撒少许菌剂、尿素(含N46%，调节碳氮比)和硫酸镁(保氮)；处理B：1 000 kg秸秆+10 kg菌剂，具体过程同上；处理C：1 000 kg秸秆(自然堆肥)。混合均匀后，调节堆肥原料的含水率至65%左右，然后将其堆成1.2 m的圆锥体，踩踏严实，表面覆盖塑料薄膜，每个处理重复3次，堆置时间为40 d左右，在整个堆置过程中，于堆置10 d、20 d、25 d、30 d和35 d后测定堆肥中心温度，翻堆，防止温度过高抑制微生物活动，促进水分尽快散失。

1.2.2 肥效试验 将生产获得的秸秆有机肥(处理A)在泰州市高新区塘湾镇农场进行肥效试验，土壤类型为潮土，种植作物为当地主栽水稻品种南粳9108，设4种施肥处理：1) 单施化肥(CK，即常规施肥)；2) 75%化肥+25%秸秆有机肥(T1)；3) 50%化肥+50%秸秆有机肥(T2)；4) 25%化肥+75%秸秆有机肥(T3)；各处理施氮量相等(180 kg/hm2)，施肥比例N∶P2O5∶K2O=2∶1∶2，分别由秸秆有机肥、尿素、过磷酸钙和氯化钾提供。其中，秸秆有机肥和磷肥全部作基肥施用，氮肥、钾肥分别按基肥∶分蘖肥∶穗肥为4∶4∶2的比例施用。常规田间管理，小区面积30 m2，设置3次重复。

1.3 测定项目与方法

在农作物秸秆高温堆肥发酵试验中，每天下午13:00测量堆肥中心温度；于0 d、10 d、20 d、30 d和40 d分别在堆体前后左右和中心五点采样，每处理3次重复，混合均匀。采用我国现行的有机肥料行业标准方法(NY525—2012)测定堆肥中的水分、pH、N、P2O5、K2O及有机质含量[13]；另外，堆肥中的可培养细菌、真菌和放线菌的数量分别采用牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏培养基和高氏1号培养基进行培养统计[14]。在水稻施用秸秆有机肥的肥效试验中，取10穴用于考种，测定有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重。各小区实收5 m2计算产量。另外，糙米率、精密率、垩白粒率、垩白度、直链淀粉和蛋白质(精米)含量的测定参照国家标准(GB/T17891—1999优质稻谷)[15]。

1.4 数据处理

用Excel 2003和SPSS 18.0对试验数据进行基本计算和统计分析，不同处理间的差异显著性用单因素方差分析进行比较，显著性水平均为p=0.05。

2 结果与分析

2.1 微生物种群和数量

在整个堆置过程中，秸秆原料中分离出的微生物种群数量表现出“初期最高，高温期降低，后期增加”的趋势。接种菌剂后，在处理A和处理B中，堆肥初期分离出12种细菌、8种真菌、4种放线菌；高温期仅分离出2种细菌(均为接种的高温纤维素分解菌和高温木质素分解菌)、1种真菌和1种放线菌；堆肥后期，分离出10种细菌、3种真菌、2种放线菌。处理C初期，分离出10种细菌、8种真菌、4种放线菌；高温期时，分离出9种细菌、6种真菌、3种放线菌；堆肥后期与初期无显著差异。

由表1可知，在整个堆肥过程中，处理A中细菌的数量呈增高-降低-增高的趋势，真菌和放线菌呈先降低后增高的趋势。其中，细菌数量在高温期显著增加，真菌和放线菌数量显著减少；处理B细菌数量呈先升后降的趋势，真菌和放线菌数量呈逐渐降低趋势，这可能与堆肥原料中的氮元素不足有关；处理C细菌、真菌和放线菌数量均呈先降低后升高的趋势。除此之外，处理A高温期细菌总数最高，达9.9×107cfu/g，可能与堆肥的腐熟效果好、速度快有直接关系。

表1 农作物秸秆堆肥过程中可培养的微生物数量

注：同列不同字母表示差异显著(p=0.05)(下同)。

Note: Different letters in the same column indicated 0.05% significant level. The same below.

2.2 秸秆堆肥温度

由图1可知，各堆肥处理组的温度变化曲线均出现升温期、高温期和降温期。其中，在升温期时，堆肥升温速率处理A最快，处理B次之，处理C最慢，堆置第6天时，处理A的温度升至67℃，处理B 63℃，处理C 36℃。当堆置至第14～17天时，各处理的堆肥温度达到最高，其中处理A(72℃)>处理B(70℃)>处理C(45℃)。高温期后，随着堆置时间的延长，堆肥的温度逐渐降低，堆置36 d后，处理B降温幅度最大，处理A次之，处理C降幅最小。此外，处理C升温慢，15 d左右达到最高温度，但是高温期并不明显，整个堆肥过程温度波动较大。并且，翻堆可显著降低堆肥温度，但1～2 d后堆肥温度回升。

图1 农作物秸秆堆肥的温度变化

Fig.1 Temperature changes in the process of crop straw producing compost

2.3 秸秆堆肥的水分含量

由图2可知，在整个堆置过程中，堆肥的含水量均呈持续下降的趋势。堆置40 d，处理A、B、C的水分含量依次为25.14%、28.67%和36.85%，比初始原料中的水分含量降低了39.31%、36.98%和28.35%。由此可见，处理A和处理B经40 d堆置，堆肥中的含水量低于30%，符合国家标准NY525-2012。

图2 农作物秸秆堆肥的含水量变化

Fig.2 Water content changes in the process of crop straw producing compost

2.4 秸秆堆肥的pH

由图3可知，在整个堆置过程中，处理A的pH变幅最大(6.21～7.51)；处理C最小(6.59～6.81)；处理B居二者之间(6.46～7.15)。在堆置开始阶段(0～20 d)，处理A和处理B的pH逐渐升高，到达峰值，分别比处理C高0.70和0.34个单位；随着堆置时间的延长，处理A的pH显著降低，处理C的pH无显著变化，处理B的pH降低程度介于两者之间；在堆肥结束时，处理A的pH为6.21，处理B为6.46，处理C为6.59。

图3 农作物秸秆堆肥的pH变化

Fig.3 pH changes in the process of crop straw producing compost

2.5 秸秆堆肥的外观

秸秆在整个堆置过程中，颜色由黄色逐渐转变为灰色、褐色、黑褐色和黑色，体积逐渐减小。堆置40 d时，处理A的农作物秸秆均变为黑色，呈小块状或粉末状，体积缩小，无臭味，完全腐熟；处理C的农作物秸秆颜色逐渐转变为灰色，堆肥表面出现灰白色的菌丝，大部分秸秆保持原有状态，有异味，腐熟不完全；处理B的农作物秸秆颜色逐渐转变为黑褐色，呈小块状，仍有少量秸秆保持原有状态，无臭味，腐熟程度介于处理A和C之间。

2.6 秸秆堆肥有机质和氮磷钾养分

由图4可知，随堆肥时间的延长，全部处理的有机质含量逐渐降低，变化规律相近。其中，处理A有机质降幅最大，处理C的降幅最小，处理B的降幅介于二者之间。堆置40 d时，处理A、B、C的有机质含量分别为50.08%、55.42%和63.45%，均大于45%，符合国家标准NY525-2012。

另外，随着堆置时间的增加，秸秆堆肥中的氮、磷、钾养分含量逐渐升高。在堆置40 d时，处理A的总养分(N+P2O5+K2O)含量最高，达4.22%；处理C的总养分含量最低，仅有3.34%；处理B的总养分含量介于二者之间，为3.57%。统计分析表明，处理C的有机质和氮、磷、钾养分含量均显著高于处理B、C，堆肥效果最好。

2.7 农作物秸秆堆肥对水稻产量和品质的影响

由表2可知，处理T1(75%化肥+25%秸秆有机肥)的产量最高，达到9.59 t/hm2，比单施化肥(CK)提高6.8%；其次是处理T2(50%化肥+50%秸秆有机肥)，比单施化肥(CK)提高4.1%；处理T3(25%化肥+75%秸秆有机肥)比单施化肥(CK)仅提高1.7%。另外，有机肥+无机肥的处理(T1，T2，T3)处理与单施化肥(CK)相比，均显著提高单位面积有效穗数、每穗粒数和结实率，而千粒重差异不明显。

图4 农作物秸秆堆肥的有机质、氮、磷和钾含量

处理Treatment有效穗数/(×104/hm2)Numberofproductiveear每穗粒数/粒Numberofgrainperear结实率/%Settingpercentage千粒重/gThousandkernelweight产量/(t/hm2)YieldCK295c129b93.22b26.31a8.94bT1312a144a95.32a26.60a9.59aT2305b138a94.23ab26.52a9.32aT3307ab139a94.66ab26.69a9.09ab

表3 施用农作物秸秆堆肥的稻米品质

从表3可知，与单施化肥相比，秸秆有机肥+无机肥的处理(T1，T2，T3)虽然对稻谷的出糙率无显著影响，但精米率和蛋白质含量均显著增加。其中，处理T3(25%化肥+75%秸秆有机肥)的精米率最高，比单施化肥提高了4.4%；处理T2(50%化肥+50%秸秆有机肥)的蛋白质含量最高，比单施化肥提高了17.9%。另外，与单施化肥相比，秸秆有机肥+无机肥的处理(T1，T2，T3)显著降低稻谷的垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量，其中，处理T2(50%化肥+50%秸秆有机肥)的垩白粒率和垩白度含量最低，比单施化肥降低21.1%和19.5%；处理T3(25%化肥+75%秸秆有机肥)的直链淀粉含量最低，比单施化肥降低17.0%。

3 结论与讨论

在农作物秸秆高温堆肥生成有机肥的过程中，通过接种微生物菌剂，并适当添加氮素和保氮剂，有益于增加微生物的活动，加速有机质矿化和腐殖化，促进秸秆腐熟，提高堆肥质量。在水稻肥效试验中，75%化肥+25%秸秆有机肥的施肥方式，可提高稻谷的产量并改善其品质。

堆肥过程是一个复杂的生物化学过程，伴随堆肥化进程，有机物质在微生物作用下发生矿化和腐殖化[16]，堆肥物料中的温度、pH、水分、营养元素的释放和碳氮比等因素也与微生物活动和堆肥质量密切相关[17]。有研究表明，在高温期，微生物活动频繁，有利于有机质腐熟和水分的散发，能快速实现有机废弃物的资源化和无害化处理[18]。在本试验中，接种菌剂之后，秸秆原料温度迅速升高，其中处理A高达72℃，且高温期维持时间长，而不接种的处理C升温速度慢，最高温仅有45℃，并且随着温度升高，物料中的微生物种群数量也迅速减少，接种微生物的处理仅分离出2株细菌，数量高达9.9×107cfu/g。说明接入的2种微生物不仅耐高温能力强，而且有利于农作物秸秆的快速腐熟，同时能有效的杀灭病原菌和除去臭味。此外，处理A(秸秆+菌剂+尿素+硫酸镁)的发酵腐熟情况明显比处理B和C效果好，其中添加尿素能有效的降低堆肥过程中的碳氮比，硫酸镁的添加能防止氨气挥发，满足微生物的碳、氮营养需求，从多方面促进微生物的活动，有利于促进农作物秸秆的发酵、腐熟，提高堆肥质量、灭菌除臭等效果[19]。研究表明，在有机废弃物的无害化处理中，接种微生物菌剂可以使堆肥系统高温期迅速升高，缩短堆肥周期[20]；而适当添加氮元素，可以降低原料中的碳氮比，提高堆肥质量[21]。因此，接种高温微生物用于农作物秸秆资源化处理是必不可少的，将原料中的C/N比调节到合适范围，不仅有利于增强微生物的活动，缩短堆肥周期，而且是无害化处理农业废弃物的关键。

堆肥原料中的水分含量关系到堆肥有氧发酵的效率[22]。有研究发现，水分含量是有机废弃物堆肥腐熟的重要指标之一[23]。在本试验中，秸秆堆肥物料在堆置结束时，处理A的含水量由开始的64.45%降至25.14%，降幅显著高于处理B和C。与此同时，堆肥发酵过程中，物料pH先升高后降低，其主要原因是微生物在高温期分解含氮有机物产生了氨气，后期又合成腐殖质等，氨含量降低。一般情况下，多数微生物的生命活动、物质代谢和产酶效率在pH为6～8的范围内最高，过高或过低的pH均会抑制其活性。因此，堆肥适宜pH的控制也至关重要[24]。另外，处理A的氮磷钾含量显著高于处理B和C，且外观呈现黑色粉末状，说明农作物秸秆经过高温堆肥处理之后，其水分、pH、有机质和养分含量达到国家标准，实现了农作物秸秆资源化和无害化的处理。

在水稻种植过程中，处理T1(75%化肥+25%秸秆有机肥配施)与单施化肥相比，既能显著提高水稻产量，又能显著降低稻谷的垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量，并增加稻谷中蛋白质含量，促进稻谷的生长和提高品质，综合各方面指标，施肥效果最佳。研究表明，秸秆还田与化肥配施，通过提高土壤氮肥利用率，显著改善作物的品质和提高产量[25]。另外，秸秆有机肥的施入，可以增加土壤有机质，改善土壤理化性质，降低容重、疏松土质、提高通透性，同时缓解我国氮磷钾肥比例失调的矛盾，培肥地力，使养分结构趋于合理。因此，利用农作物秸秆高温堆肥生成有机肥，既能快速解决农业废弃物的堆积、污染和浪费问题，又能实现资源的回收利用，改善土壤养分状况。

[1] 高 文.全球化和市场化背景下影响我国粮食价格的因素分析[J].价格月刊,2015(1):24-27.

[2] 蒋应梯,庄晓伟,王衍彬.利用农作物秸秆开发生物能源和有机肥初探[J].生物质化学工程,2006,40(6):48-50.

[3] 袁 玲,张 宣,杨 静,等.不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响[J].作物学报,2013,39(2):350-359.

[4] 张 亮,黄建国.有机肥对烤烟生产及产量品质影响的研究进展[J].贵州农业科学,2011,39(6):51-54.

[5] 李必琼.作物秸秆与城市污泥高温好氧堆肥过程中碳氮磷及重金属转化研究[D].重庆:西南大学,2010.

[6] 赵 建,袁 玲,黄建国,等.柑橘皮渣高温堆肥生产有机肥[J].农业工程学报,2011,27(10):270-276.

[7] 陈亚楠,张长华,梁永江,等.玉米秸秆堆肥的田间积制和原位还田肥效[J].应用生态学报,2014,25(12):3507-3513.

[8] 卢秉林,王文丽,李 娟,等.小麦秸秆添加量对羊粪高温堆肥腐熟进程的影响[J].中国农业大学学报,2010,15(2):30-34.

[9] Shiho W, Hiraku S, Kikuji I. Investigation of the microbial community in a microbiological additive used in a manure composting process[J].Bioresource Technology,2008,99(1):2687-2693.

[10] Majid M, Elina H. Sequestration of organic carbon influenced by the application of straw residue and farmyard manure in two different soils[J].International Agrophysics,2014,28(2):169-176.

[11] Jusoh M L C, Manaf L A, Latiff P A. Composting of rice straw with effective microorganisms (EM) and its influence on compost quality[J].Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering, 2013, 10: 1-9.

[12] Zhao X, Wang J W, Xu H J, et al. Effects of crop-straw biochar on crop growth and soil fertility over a wheat-millet rotation in soils of China[J].Soil Use and Management,2014,30(3):311-319.

[13] 农业部.NY525-2012有机肥料[S].北京:中国农业出版社,2012.

[14] 黄秀梨.微生物学[M].北京:高等教育出版社,2003.

[15] 国家质量技术监督局.GB/T 17891-1999优质稻谷[S].北京:中国标准出版社,1999.

[16] Zhang L, Sun X Y. Changes in physical, chemical, and microbiological properties during the two-stage co-composting of green waste with spent mushroom compost and biochar[J]. Bioresource Technology, 2014, 171: 274-284.

[17] Hao X Y, Chang C, Larney F J. Carbon, nitrogen balances and greenhouse gas emission during cattle feedlot manure composting[J].Journal of Environmental Quality,2004,33(1):37-44.

[18] 邓良伟,李 建,谭小琴,等.秸秆堆肥化处理猪场废水影响因子的研究.农业环境科学学报,2005,24(3):506-511.

[19] Vishan I,Kanekar H,Kalamdhad A. Microbial population, stability and maturity analysis of rotary drum composting of water hyacinth[J].Biologia, 2014, 69(10):1303-1313.

[20] 郭倩倩,吴拥军,卢 彪，等.餐厨垃圾堆肥发酵菌株筛选[J].山地农业生物学报,2012,31(2):153-156.

[21] 刘 庆,李崇军,刘顺利,等.牛粪与秸秆发酵堆肥全部或部分替代草炭的研究[J].贵州农业科学,2007,35(2):57-59.

[22] 姚 岚,王成端,徐 灵.秸秆与污泥混合好氧堆肥研究[J].西南科技大学学报,2008,23(3):53-56.

[23] 施 宠,张小娥,沙依甫加玛丽,等.牛粪堆肥不同处理全N、P、K及有机质含量的动态变化[J].中国牛业科学,2010,36(4):26-29.

[24] 兰时乐,曹杏芝,戴小阳,等.鸡粪与油菜秸秆高温堆肥中营养元素变化的研究[J].农业环境科学学报2009,28(3):564-569.

[25] 马义虎,顾道健,刘立军,等.玉米秸秆源有机肥对水稻产量与室气体排放的影响[J].中国水稻科学,2013,27(5):520-528.

(责任编辑： 刘 海)

Study on High Temperature Compost of Crop Straw to Produce Organic Fertilizer and Fertilizer Effect

ZHANG Liang1, LIN Ning2, DU Xi1, LI Fei1

(1.SchoolofChemistryandBioengineering,TaizhouCollege,NanjingNormalUniversity,Taizhou,Jiangsu225300; 2.TaizhouHigherVocationalSchoolofMechanical&ElectricalTechnology,Taizhou,Jiangsu225300,China)

To realize innocent treatment and resource utilization of agricultural waste, three kinds of cereal straw (wheat, rice and maize) were mixed in equal proportion and inoculated thermal bacteria (Bacillus megaterium and Pseudomonas aeruginosa) decomposing cellulose and lignose, proper amount of chemical nitrogen and nitrogen absorption agent were added. Then, rice grown was fertilized with the organic fertilizer by high temperature compost to study the fertilizer effect. The results indicated that the temperature of treatment A and B with inoculated thermal bacteria increased quickly but deceased slowly compared to treatment C, and the high temperature sustained for a long period. The microbial numbers of treatment A was the highest during high temperature period, but the microbial groups were the highest in compost at the beginning, and they were the lowest during high temperature period, and the microbial groups increased again subsequently. After 40 days of fermentation, the water content of crop straw treatment A was less than 30% with pH 6.21 and showed black color and farinose physical state, indicating the best effect of decomposition and humification. Meanwhile, the organic matter was more than 45% and the total nutrient (N+P2O5+K2O) reached 4.22% in compost materials. The fertilizer efficiency experiment showed that the crop straw organic fertilizer and chemical fertilizer could significantly increase rice yield, the yield of treatment 1 (75% chemical fertilizer and 25% organic fertilizer) was the highest, reached 9.59 t/hm2, compared with the single application of chemical fertilizer (CK) increased 6.8%, and improved the qualities of rice. Therefore, the method of high temperature compost of crop straw to produce organic fertilizer could solve efficiently the problems of accumulate, pollution and waste caused with agricultural waste, and also could realize resource recycling.

crop straw; high temperature compost; fermentation; organic fertilizer

2015-03-16； 2015-07-10修回

泰州市科技支撑计划(社会发展)项目“农作物秸秆高温堆肥生产有机肥”(TS018)；泰州市科技支撑计划(社会发展)项目“环境污染物生物降解剂的研究与开发”(TS019)；2015年江苏省高等学校大学生实践创新创业训练计划项目“铝胁迫下外生菌根真菌对土壤无机磷的活化作用”(201513843015Y)；南京师范大学泰州学院院级科研项目“生态文明建设背景下的新村镇绿化研究”(Q201243)；南京师范大学泰州学院第二批教学成果建设“园林工程”精品课程项目。

张 亮(1987-)，男，硕士，从事农业资源微生物研究。E-mail: liangzai0061@126.com

1001-3601(2015)07-0370-0091-06

S141.4

A