【摘 要】
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随着畜牧业集约化、规模化养殖的发展,我国畜禽粪便产量逐年增加,带来不容忽视的资源浪费与环境污染问题。重金属在畜牧业饲养管理中的大量利用导致畜禽粪便中的重金属在环境中长期累积,对生态环境与畜禽、人体健康构成威胁。目前对于畜禽粪便的最佳处置方式就是好氧堆肥,但是传统的好氧堆肥不仅周期长,养分损失严重,且对畜禽粪便中重金属的钝化效率较低。基于此,本研究以猪粪、玉米秸秆为堆肥原料,在堆肥初期分别接种等量的
【基金项目】
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山西农业大学“特”“优”农业高质量发展科技支撑工程项目； 山西省应用基础研究计划面上自然基金项目（201901D111218）； 三晋学者支持计划专项经费资助（2016,2017）；
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随着畜牧业集约化、规模化养殖的发展,我国畜禽粪便产量逐年增加,带来不容忽视的资源浪费与环境污染问题。重金属在畜牧业饲养管理中的大量利用导致畜禽粪便中的重金属在环境中长期累积,对生态环境与畜禽、人体健康构成威胁。目前对于畜禽粪便的最佳处置方式就是好氧堆肥,但是传统的好氧堆肥不仅周期长,养分损失严重,且对畜禽粪便中重金属的钝化效率较低。基于此,本研究以猪粪、玉米秸秆为堆肥原料,在堆肥初期分别接种等量的含有枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）的不同配比微生物菌剂（四种菌株分别简写为b1、b2、b3、p）。试验分为7组,分别为空白对照组CK（接种等量无菌水）、b1b2b3p组（b1:b2:b3:p=1:1:1:1）、p组（p=1）、b1p组（b1:p=1:1）、b2p组（b2:p=1:1）、b3p组（b3:p=1:1）、b1b2b3组（b1:b2:b3=1:1:1）。研究接种菌剂对堆肥效率、理化性质、重金属铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cr）、镍（Ni）的钝化以及堆肥过程中微生物群落结构的影响。试验结果如下:（1）接种菌剂提高了堆肥效率、腐熟程度以及养分的保留。b1p组与CK相比,高温期延长了10 d,高达14 d,总有机碳（TOC）降解速率显著提高了22.5%（P＜0.05）,堆肥结束时C/N降低至13.2;b1b2b3组与CK相比,种子发芽指数（GI）显著提高了38.7%（P＜0.05）,与其他处理组相比提高了22.0%～46.9%;b1b2b3p组与CK相比,氮损失显著降低了15.9%（P＜0.05）,总磷（TP）含量极显著提高了128.99%（P＜0.01）,总钾（TK）含量显著提高了23.0%（P＜0.05）,腐殖质转化率提高了10.7%。（2）接种菌剂提高了堆肥的重金属钝化效率,其中b1b2b3p组对重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Ni钝化率相比CK分别显著提高了20.5%、56.3%、31.1%、37.5%、45.2%（P＜0.05）。b1p组的重金属Pb钝化率相比CK提高了58.%,高达63.1%。b3p组的重金属Ni钝化率相比CK提高了14.5%,高达40.8%。（3）接种菌剂影响了堆肥过程中微生物群落结构的变化,提高了Actinomadura、Thermovum、Cellvibrio等影响堆肥有机质与木质纤维素降解速率的优势菌属的相对丰度。b1b2b3p、b1p、b2p、b3p组的物种多样性相比CK提高了1.4%、10.5%、10.8%和10.4%,其中处理b1p、b2p的物种多样性显著相关（P＜0.05）。（4）对堆肥样品的16Sr RNA测序结果与堆肥理化性质、重金属钝化进行关联分析,结果显示温度、p H、腐殖质含量等因素与重金属钝化的相关性极显著（P＜0.01）。其中影响重金属钝化的14个菌属均与总腐殖酸（HS）呈极显著正相关（P＜0.01）,与总有机碳（TOC）、富里酸（FA）呈极显著负相关（P＜0.01）,说明接种菌剂通过促进堆肥腐熟效率与腐殖质的生成和转化促进了重金属的钝化。
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