【摘 要】
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堆肥已经成为畜禽粪便处理的一种重要方式,腐殖质是堆肥腐殖化过程产生的重要有机物,其具有电子转移特性,能在环境中充当电子穿梭体,促进污染物的还原,从而降低污染物毒性。但是,目前对于调理剂对畜禽粪便堆肥腐殖质形成及其电子转移特性的影响仍不清楚。因此,本研究在蚕沙堆肥中分别加入生物炭/MnO2作为调理剂,分析不同堆肥阶段样品的理化指标以及微生物群落的变化,提取不同阶段堆肥腐殖质（富里酸,Fulvic a
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堆肥已经成为畜禽粪便处理的一种重要方式,腐殖质是堆肥腐殖化过程产生的重要有机物,其具有电子转移特性,能在环境中充当电子穿梭体,促进污染物的还原,从而降低污染物毒性。但是,目前对于调理剂对畜禽粪便堆肥腐殖质形成及其电子转移特性的影响仍不清楚。因此,本研究在蚕沙堆肥中分别加入生物炭/MnO2作为调理剂,分析不同堆肥阶段样品的理化指标以及微生物群落的变化,提取不同阶段堆肥腐殖质（富里酸,Fulvic acid,FA;胡敏酸,Humic acid,HA）,通过光谱学方法表征腐殖质的浓度和结构变化,并结合电化学以及还原容量法分析腐殖质的电子转移能力变化,研究不同调理剂对蚕沙堆肥腐殖质形成及其电子转移能力的影响。生物炭的添加小幅抑制蚕沙堆肥过程中有机质的腐殖化,促进堆肥腐熟前期与腐熟阶段腐殖质的电子转移能力。添加生物炭抑制了腐殖质的含量,与对照处理相比,堆肥各阶段FA与HA含量分别降低了1.1～20.1%和4.3～16.6%,胡富比（HA/FA）降低了4.8～15.9%;堆肥过程中腐殖质芳香性指数低于对照处理,红外光谱（FTIR）显示添加生物炭对腐殖质官能团种类无明显影响,但增加了腐熟期腐殖质中羟基（-OH）与酰胺基（O=C-NH）的含量;部分阶段微生物丰度降低,可能导致木质纤维素降解速率降低。与对照处理相比,添加生物炭处理腐熟前期（第15天）FA电子接收能力、本底还原容量与化学还原容量分别增加了8.9%、12.4%和12.5%;腐熟期（第21天）HA的电子接收能力、本底还原容量和化学还原容量分别提高了18.8%、9.1%和40.2%。添加MnO2可强化蚕沙堆肥高温与腐熟阶段有机物的腐殖化过程以及提高腐殖质的电子转移能力。与对照处理相比,添加MnO2处理腐熟期FA含量增幅达31.7%,高温期HA含量提高了13.7%,胡富比提高23.0%;腐熟期腐殖质芳香性指数比对照处理高3.6%和4.0%;FTIR显示添加MnO2对腐殖质官能团种类无明显影响,但促进了高温期、腐熟前期腐殖质中羟基以及酰胺基含量;同时有利于部分阶段微生物群落结构的增加。MnO2的添加使得FA电子供给能力增加了36.2%,腐熟前期本底与化学还原容量分别增加了53.1%和7.5%;促进高温期HA电子接收能力与化学还原容量,与对照处理相比,分别提高了4.8%和14.5%。
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