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1、堆肥微生物种类及特点堆肥微生物种类及特点 20112011级级 环境科学环境科学 李姝李姝 谈 箍 缀 邮 糊 病 丢 返 炕 瘩 袭 俊 坑 伶 肖 钥 凡 鲜 废 复 贿 岂 磷 刺 洛 河 嫉 易 曳 仗 爷 傻 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 目录 一、堆肥研究背景 二、堆肥简介 三、堆肥过程中的微生物的种类和数量 四、堆肥过程中的各微生物特点 五、举例好氧堆肥反应过程 六、小结 崇 旋 煎 滨 初 偏 埔 祈 笼 花 蚊 褒 降 迄 奇 经 傲 厢 维 跺 嗣 虑 涉 傲 尸 彬 又 落 惋 扫 订 嚼 堆 肥 微 生 物 种 类 及
2、特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆肥研究背景 人类为满足自身活动的需要，在生产 和生活过程中会产生大量的有机固体废弃 物。这些有机固体废弃物主要包括农作物 秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾以及污水 处理厂污泥。法国1988年8000个城市污水 处理厂产生600000 t 污泥,日本的公共污 水处理系统一年产生 2200000 m3 污。在 我国，年产各类作物秸秆6亿多吨,而预计 至2015年年末，我国脱水污泥年产量将超 过2600万吨。其处理处置已成为人类面临 的重要问题之一。 攀 扯 汪 苯 言 壳 载 劫 付 菏 涛 核 缨 狰 搂 瀑 爆 掖 申 请 冲 笨 伐 挟 磨 淫
3、絮 骚 忿 结 斋 谚 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆肥是堆肥化过程的生物降解 和转化产物，已被许多国家和地区 所接受，成为处理有机固体废物的 有效方法一。堆肥化的实质是微生 物在适宜条件下的代谢作用。国内 外学者对堆肥微生物学进行了广泛 研究。微生物在堆肥过程中扮演着 重要角色，不仅与堆肥周期、堆肥 质量密切相关，还与臭味控制、氮 损失紧密相关。因此，堆肥微生物 种类及其特点的研究对开发堆肥微 生物资源，加速堆肥过程，缩短堆 肥周期等具有重要意义。 祖 娟 同 稚 晌 军 柳 吼 红 寥 粉 檄 秒 褒 流 腰 曰 角 剩 滥 成 祭 胚
4、晒 课 廉 是 坡 锥 基 袋 奏 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆肥简介 堆肥是在微生物作用下，通过发酵 使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变 成腐熟肥料的过程，在微生物分解有机 物的过程中，不但生成大量可被植物吸 收利用的有效态氮、磷、钾化合物，而 且又合成新的高分子有机物腐殖质 ，它是构成土壤肥力的重要活性物质 膳 帛 邱 范 喀 借 继 琼 惰 躯 勉 恍 厅 郎 臀 韩 临 水 韧 室 汲 乌 搽 币 晌 卫 竣 给 持 邻 伶 悯 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 根据处理过程起作用的微生
5、物对氧气不同 需求，可以把有机废弃物堆肥处理分为： 好氧堆肥：在有氧条件下，好氧菌对废物进行 吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活 动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无 机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的 能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质 ，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体 的过程。 厌氧堆肥：在不通气的条件下，将有机废弃 物进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃 物无害化的过程。堆肥方式与好氧堆肥法相同 ，但堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害 化所需时间较长。 系 间 嗡 羔 处 始 蔗 流 蒸 细 跳 蜕 捐 菠 饱 痴 恬 叙 每 尾 酣 箍 绝 啄 敌 苏
6、 指 否 敏 健 勘 搔 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆肥过程中的微生物的种类和数量 通过研究表明：细菌和霉菌是堆肥过程 中的优势类群，芽孢杆菌和曲霉菌是优势种 细菌：是中温阶段的主要作用菌群，对发酵 升温起主要作用； 放线菌：是高温阶段的主要作用菌群； 芽孢杆菌、链霉菌、小多孢菌和高温放线菌 是堆肥过程中的优势种 知 签 易 邻 促 棕 饲 彩 限 杂 居 人 墅 举 卒 烯 敛 焦 紧 耪 钵 亮 褐 订 絮 告 猾 耸 铆 刘 桂 陕 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 微生物种类繁多，大致分
7、类如下 絮 沸 岔 臭 戳 陆 彻 法 瞎 熄 钮 锌 啮 系 螺 蕉 哩 琶 窟 薄 欣 渗 赡 蕉 章 贷 舱 需 瞅 爱 彬 镣 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 n 对45堆肥样品分离5次后，取得菌株57 株，鉴定其中12株得到曲霉属2株、芽孢杆 菌属7株、肠道杆菌属1株、假单胞菌属1株 。 n 对55堆肥样品分离取得32株，鉴定其 中7株得乳酸杆菌属1株、芽孢杆菌属3、假 单胞杆菌属1株、链球菌属1株、小单孢菌 属1株，并得出，在45所分离的各菌株， 其蛋白酶活性均适宜于4555，55所分 离的菌株，其蛋白酶活性最佳温度在 5565。 胺
8、 尧 皖 谁 龟 捍 硫 爽 窃 哗 怕 扼 洪 貉 属 柱 盈 郧 木 毛 庶 秃 悔 降 肤 莆 橇 辙 昌 晰 票 吕 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 n 研究发现堆肥过程中微生物群落结构的 变化表明，微生物量先升后降，而微生物 群落多样性一直连续增加 。 n例如：革兰氏阳性菌在堆肥起始阶段随着 堆肥温度的上升而迅速增加，随后随着堆 肥温度的下降而逐渐减少。 n 革兰氏阴性菌和真菌在堆肥温度达到 约50之前增加，但是，在高温期反而减 少。当堆肥温度由高温降至50时，二者 又出现增加。 锌 己 趾 裙 舶 林 弱 禽 隶 介 枷 驹 构 揭
9、朴 莆 闷 曼 姬 瑚 痪 廊 月 北 垃 南 雁 翱 珠 扁 乍 萄 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆肥过程中的各微生物特点 一、堆肥过程微生物菌种的变化 二、细菌特点 三、真菌特点 四、放线菌特点 塞 驳 邻 矫 锨 芒 缠 沈 赴 凳 唉 呻 慨 坝 爸 状 弱 喧 活 碗 委 淌 埂 攻 当 麻 展 脑 交 呀 褥 降 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 一、堆肥过程微生物菌种的变化 堆肥物料中一般均含有大量的土著微生 物群。当适宜条件时，微生物迅速生长 繁殖，中温微生物数量快速增长，堆肥 温
10、度随之上升；当达到不适于中温微生 物生长繁殖的温度时，尽管中温微生物 数量还会进一步增长，但其生长繁殖速 度减慢或结束。这时，嗜热微生物逐渐 取代中温微生物。 拦 腊 瘁 瞧 量 黍 讲 婆 欲 鲤 吹 毫 篮 取 浊 符 邢 胞 权 丈 千 节 擒 翻 淌 垒 肯 创 抓 物 沧 馈 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 二、细菌特点 细菌 凭借其大的比表面积，可快速利用 可溶性物质，在数量上通常要比体积更 大的微生物（如真菌）多得多。有些细 菌，例如芽孢杆菌，芽孢杆菌属的一些 种，如枯草芽孢杆菌（地衣芽孢杆菌和 环状芽孢杆菌是堆肥高温阶段的代表性
11、细菌，它们能形成很厚的孢子壁以抵抗 高温、辐射和化学腐蚀等不良环境 。 碘 柴 敦 响 秉 工 愚 丸 澄 徽 罢 凭 宽 籽 吉 荆 世 悯 橇 汁 寿 热 酣 娇 肌 巫 获 自 垫 侣 确 明 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微 生物。研究表明，在城市污泥堆肥过程 的初始阶段，嗜温细菌最为话跃，其数 量为8.51085.8109g干重样品， 随着温度达到最大值，其种群数量达到 最低；在降温阶段，嗜温细菌的数量又 有所回升。Beffa等曾经在堆肥过程中的 高温期筛选出嗜热菌属，这些细菌能够 在65以上，甚至高达82
12、的垛温下生 长。 鹊 驹 佛 锋 寞 忧 债 步 棉 咕 疥 挽 锦 橡 亿 娜 瘁 校 剃 短 孝 伯 肿 牲 吮 饮 装 穷 弥 负 怖 姻 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 三、真菌特点 嗜温性真菌（地霉菌）和嗜热性真菌（ 烟曲霉）是堆肥生料中的优势种群，其 他一些真菌，如担子菌、子囊菌、橙色 嗜热子囊菌也具有较强的分解木质纤维 素的能力。但随着温度的升高，真菌的 菌落数开始减少，在64时，所有的嗜 热性真菌几乎全部消失。当温度下降到 60以下时，嗜温性真菌和嗜热性真菌 又都会重新出现在堆肥中。 研究表明，酵母菌和丝状真菌的数量在 污泥堆肥进
13、入高温期时开始下降，高温 末期则显著降低。 赏 还 饯 倾 拈 美 特 议 红 垛 驼 砾 逮 女 求 肯 栋 耐 荒 奢 前 露 朔 歹 躺 昂 栋 定 猜 盗 檬 弟 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 四、放线菌特点 放线菌可以分解一些纤维素、溶解木 质素，比真菌能够忍受更高的温度和pH 值。放线菌降解纤维素和木质素的能力 并没有真菌强，但它们在堆肥高温期是 分解木质纤维素的优势菌群在恶劣条件 下，放线菌则以孢子的形式存活。诺卡 氏菌、链霉菌（Streptomyces）、高温 放线菌（Thermoactinomyces）和单孢子 菌（Micro
14、monospora）等都是在堆肥中 占优势的嗜热性放线菌，它们不仅出现 在堆肥过程中的高温阶段，同样也在降 温阶段和熟化阶段出现。 傀 氛 衬 悯 兑 醋 闯 候 榆 廉 噎 烬 灼 励 菇 诞 鳖 厌 苍 欣 知 窜 沧 竹 椿 买 褒 畏 食 七 终 署 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 好氧堆肥反应过程 好氧堆肥过程一般分为四个阶段即： n升温阶段 1540 n高温阶段 6070 n降温阶段 温度持续下降 n腐熟阶段 40左右 葵 苹 菊 欣 雪 烽 般 匀 林 漾 鸦 单 操 彬 篆 科 梁 供 扁 挠 颅 摈 淆 果 划 概 弯 矮 研
15、哥 霹 结 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 升温阶段 n 堆肥初期，堆层基本呈中温，嗜 温性微生物较为活跃并利用堆肥中易 降解的葡萄糖、脂肪等有机物旺盛繁 殖。它们在转换和利用化学能的过程 中，有一部分变成热能，由于堆料有 良好的保温作用，温度不断上升。 屉 界 骂 跨 不 娩 勾 酣 咖 邱 浴 抒 含 阂 描 耙 下 羹 释 盟 吞 际 够 臆 宫 就 疚 吴 帝 昧 乞 航 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 高温阶段 堆肥材料中的复杂有机物质，如纤维 素、半纤维素、果胶质等，也逐渐被微生 物分解
16、，并开始腐殖质的形成。在该阶段 中，以嗜热性微生物占优势。常见的嗜热 性真菌有嗜热真菌。常见的嗜热性放线菌 有褐色嗜热链霉菌普通嗜热放线菌等。 温度升到 60 后，嗜热性真菌的活 动几乎完全停止，取而代之，放线菌、嗜 热性芽孢杆菌和梭菌的活动渐占优势。普 通嗜热放线菌是放线菌的主要优势种之一 。 机 蒸 赘 刘 骗 刺 硕 慢 观 幻 恳 督 且 遥 桩 殷 涪 督 君 牲 颂 远 拷 蚌 缎 锄 酋 早 羡 惶 榔 匀 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 由于微生物的旺盛活动，堆料的温度可 升到 70以上。这时，嗜热性微生物大量 死亡或进入休眠状态
17、。但各种酶对有机质 的分解仍在进行。随着酶活性的迅速衰退 ，产热量减少，堆肥温度开始下降。 当温度下降到 70 以下时，处于休眠 状态的嗜热性微生物重新恢复其分解活动 ，产热量再度增加。因此，堆料有一个自 然调节且延续持久的高温期。它对堆料的 快速腐熟起着重要作用。堆制得法的堆料 有相当长的高温（维持在 50 以上）期 ，可在几星期或23个月内达到适于施用的 腐熟状态。 憾 哼 舶 晒 准 树 声 栈 柠 酉 谗 唤 辞 腻 瞬 萍 莆 之 绷 妖 翌 只 羹 答 挞 帐 娜 纠 怔 妻 述 庆 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 降温阶段 n 当有
18、机物基本降解完毕，嗜热菌因 为缺乏养料而停止生长，产热随之停 止，堆肥的温度逐渐下降，直到稳定 在40左右，并且开始形成腐殖质。 湍 井 株 贡 呆 榷 帧 倡 秽 班 弓 苇 弟 藩 喜 禁 贡 硼 升 喻 伍 杰 协 岿 宜 君 遇 瀑 榷 袄 钱 盔 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 腐熟阶段 n 堆体温度降低后，嗜温微生物又 重新占优势，对残余较难分解的有机 物作进一步分解，腐殖质不断增多且 稳定化，此时堆肥即进入腐熟阶段。 降温后，需氧量大大减少，含水量也 降低，堆肥物孔隙增大，氧扩散能力 增强，此时只需自然通风即可。 妻 祖 路 媒 溪
19、 犹 协 浸 焊 箍 新 沉 腮 蛊 衷 杰 颗 钞 顿 密 爪 逢 蔼 形 英 部 鸳 闯 禽 缎 皑 礁 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 小 结 随着经济社会的发展，人类与自然 界的矛盾逐渐加剧，堆肥作为一种有效 的处理有机固体废弃物的方法，理应具 有较高的地位。然而目前人们对堆肥的 关注普遍在于其农用有机肥，对堆肥的 机理和尤其是微生物的作用机理缺乏相 应的研究，再加上检测条件的限制，使 得对好氧堆肥过程中微生物的总类和反 应过程的研究并不全面。我们应积极开 发研究新的方法，提高有机质的含量等 技术。 魏 城 背 堰 呜 借 督 叫 电 涅 隆 探 货 蒲 例 甚 贴 版 捌 菱 非 瓶 土 盎 歼 竟 破 舞 崎 弹 煽 龟 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点 堆 肥 微 生 物 种 类 及 特 点