高温菌群接种生活垃圾好氧堆肥的实验
城市生活水平的提高使城市生活垃圾产量逐年增加，因此使生活垃圾稳定化、减量化、无害化、资源化也就成了一项造福子孙的重要课题。高温好氧堆肥有周期短、无害化彻底、臭味小的优点，对生活垃圾进行高温好氧堆肥，生产优质有机肥，是垃圾处理最有效的方法之一，也是为农业可持续发展服务的好办法。为缩短堆肥周期，早在20世纪40年代，美国就通过细菌使堆肥时间缩短了 1—3d。50年代中期，有人主张把堆肥生化过程中最活跃期的垃圾作为“种子”，在堆肥开始时加入，以缩短堆肥周期。此方法效果明显，但是“种子”不易取得，且加入量要达到10％-30％才有效，实用上困难。因堆肥过程中微生物的作用十分重要，故近年来，国内外许多学者对向不同堆肥物料中人工接种微生物进行了大量研究报道。本文对在生活垃圾好氧堆肥过程中人工接种经筛选驯化高温菌群与不接种高温菌群进行了对比实验，以期为缩短堆肥周期寻找新的有效途径。
1 材料与方法
1.1高温菌群筛选驯化
1.1.1材料
从威海高区、经区、环翠区居民小区的垃圾箱、垃圾堆中于不同季节采集样品若干份，每次每地采集样品约20~50kg不等。平均水分含量为50.9％。将采集的垃圾样品混合，装桶发酵，观察温度、微生物总数的变化，在温度为35，40，45，50，55，60℃下取样，取样量分别为170，115，150，170，130，150g。将不同温度的垃圾样品混合，取一定量样品按1：10用无菌水稀释，放入摇床，室温240r/min震荡3h，再3000r/min离心15min，取上清，备接种用。
1.1.2培养基
试验所用培养基为适合高温菌群生长的自制培养基，包括富集培养基和驯化培养基。富集培养基：纤维素6g、麦麸2g、淀粉2g、牛肉膏3g、蛋白胨2g、氯化钠5g、磷酸二氢钾2.5g、土壤浸提液1000mL、pH7.2。驯化培养基：取不同居民小区新鲜生活垃圾，包括瓜果菜皮、鱼虾蟹壳、剩饭剩菜、干果壳、树叶等混合，60℃烘干，磨碎，C／N为25：1—30：l，用时加土壤浸提液配制。
1.1.3菌种驯化
将从垃圾中筛选的高温菌群培养液按1％接种量接种到200mL自制富集培养基中，分别置50，60℃摇床上，150r•min震荡培养，定期记录菌群总菌数，观察菌群中微生物种类变化。逐渐将驯化培养基替代富集培养基，用同样方法，最终得到好氧堆肥实验用的高温菌群。
1.2堆肥实验
将生活垃圾分拣，去掉可回收和不能降解的物质，剩下的部分作为堆肥材料堆垛，取样测得水分含量为60％左右。将垃圾分别装入发酵桶中，每桶装50kg垃圾，C／N为30：1，通过添加桔杆、土调节水分；添加尿素调节C／N，按2％(质量分数)的接种量接种。试验设1个对照组，3个试验组人工接种高温菌群情况见表1。
表1人工接种高温菌群情况
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堆肥过程中每隔3h测量温度和堆料中微生物总数，并定时观察堆料水分、C／N、pH等的变化情况。
2结果与分析
2.1高温菌群的接种对堆肥温度的影响
一般情况下，堆肥温度的变化可以作为堆肥过程的评价指标。堆肥初期，中温菌较活跃，大量繁殖，在它们分解利用有机物的过程中，一部分转换成了热量，使堆肥温度上升，而此时垃圾中的嗜热菌和我们人工接种的高温菌群得到激发，将大量有机物分解并释放能量，使堆肥温度进一步提高到高温阶段，并能将高温阶段持续更长时间，在这段时间内堆肥中的病原菌和寄生虫卵将被杀死。本试验利用高温菌群的人工接种缩短了堆肥从中温进入高温阶段的时间，从而影响堆肥过程中温度的变化 (见图1)。
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图1堆肥过程中温度的变化
由图1可见，对照组与试验组相比达到50℃时间有所区别，而试验组1，2，3达到50℃的时间也各不相同，对照组48h达到50；试验组1为24h达到 49℃；试验组2为24h达到50.5℃；试验组3为21h达到50.5℃，24h达到56℃。从高温阶段持续时间来看，对照组与试验组相比也无优势，对照组高温阶段50℃以上持续时间为48h，60℃以上持续时间为12h；试验组1高温阶段50℃以上持续时间为84h，60℃以上持续时间为42h；试验组2高温阶段50℃以上持续的时间为87h，60℃以上持续时间为48h；试验组3高温阶段50℃以上持续时间为99h，60℃以上持续时间为60h。由此可见，高温菌群接种生活垃圾好氧堆肥可以提高堆肥的温度，使堆肥高温阶段提前，并且延长了高温阶段，从而缩短了堆肥周期。
2.2高温菌群的接种对堆肥微生物总数的影响
堆肥初期中温菌大量繁殖，主要是蛋白质分解菌和产氨细菌数量迅速增加。当堆肥温度达到50～60℃ 时，中温菌受到抑制，而高温菌大量繁殖，主要是放线菌和分解纤维素的细菌等起作用。在堆肥过程中菌群中某种微生物存在与否及其数量多少均不能指示堆肥的腐熟程度，而在整个堆肥过程中菌群中微生物的交替作用可以很好的指示堆肥的腐熟程度。本试验利用高温菌群的接种增加了整个堆肥过程中微生物的总数，从而达到了加快堆肥腐熟的目的(见图2)。
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图2堆肥过程中微生物总数的变化
由图2可见，因高温菌群的加入，堆肥初期试验组微生物总数明显高于对照组，对照组总菌数为每克垃圾2.86×106个(对数值为6.46)；试验组为每克垃圾3.70×108个(对数值为8.57)；试验组2每克垃圾为1.24×109个(对数值为9.09)；试验组3每克垃圾为2.05×109个(对数值为9.31)。随着堆肥温度升高，微生物数量也在增加。对照组在24h时出现了第一个峰值为每克垃圾1.78×108个(对数值为8.25)，试验组 1，2，3都在15h时出现了第一个峰值，分别为每克垃圾2.24×109个(对数值为9.35)、8.90×109个(对数值为9.95)和 1.00×1010个(对数值为10.00)。
当温度达到50—60℃时，高温菌群开始发挥作用，微生物总菌数出现第二个峰值。对照组在 48h时出现了第二个峰值为每克垃圾5.70×108个(对数值为8.76)；试验组1在27h时出现了第二个峰值为每克垃圾5.70×109个(对数值为9.76)试验组2在24h时出现了第二个峰值，为每克垃圾9.20×109个(对数值为9.96)；试验组3在21时出现了第二个峰值为每克垃圾 1.54×1010个(对数值为10.19)。当温度高于60℃并且持续一段时间后，微生物部分死亡或休眠，病原微生物被杀死，微生物总数开始下降。
由此可见，在生活垃圾好氧堆肥过程中，接种50，60℃混合高温菌群在发酵温度和微生物总数变化等方面不仅比对照组有明显优势，而且也比单独接种50℃高温菌群和接种60℃高温菌群有优势。
3 结论
实验结果表明，生活垃圾好氧堆肥的过程中，高温菌群的加入增加了微生物总数，加快了高温菌群的繁殖，使堆肥高温阶段得以提前，试验组比对照组提前27h进入高温阶段，使高温阶段延长36—51h。
生活垃圾好氧堆肥过程中，高温菌群的加入加快了堆肥的腐熟，形成了一个稳定的生态系统，缩短了堆肥周期。
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