本發(fā)明涉及一種堆肥的方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人類在生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的有機(jī)固體廢棄物的數(shù)量與日俱增。其中主要的有機(jī)固體廢棄物包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便以及生活垃圾等。現(xiàn)階段對于有機(jī)固體廢棄物的處理方式主要為衛(wèi)生填埋、焚燒與堆肥。

好氧堆肥是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢棄物資源化、無害化處理的最為有效方法。好氧堆肥的實(shí)質(zhì)主要是利用群落結(jié)構(gòu)快速演替的微生物群體協(xié)同作用于堆肥基質(zhì)，通過微生物群體的生理生化進(jìn)程處理有機(jī)固體廢棄物。堆體內(nèi)的微生物菌落對于堆體的腐熟速度和固體廢物的降解有著直接的影響；所以，能夠合理的利用微生物菌群演替規(guī)律，更好的調(diào)控群落結(jié)構(gòu)便可以促進(jìn)堆體的腐熟速度、生物強(qiáng)化堆肥技術(shù)效果，提高堆肥品質(zhì)。

微生物的傳統(tǒng)分析方法是通過分離純化培養(yǎng)的方法了解微生物的多樣性和種群結(jié)構(gòu)，然后才能確定影響微生物規(guī)律性演替和結(jié)構(gòu)變化的主要環(huán)境影響因素。但是堆肥過程中大多數(shù)微生物是不可培養(yǎng)的細(xì)菌以及一些對培養(yǎng)條件要求嚴(yán)格的細(xì)菌，可培養(yǎng)的微生物僅占微生物總量的0.1％～10％。所以，采用傳統(tǒng)的分離純化培養(yǎng)技術(shù)無法反映出堆體內(nèi)的微生物菌落的真實(shí)情況，不能在堆肥過程中對堆體內(nèi)的微生物菌群、特別是難培養(yǎng)微生物菌群的菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，不能有效地提高堆肥品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決難培養(yǎng)微生物因無法分離培養(yǎng)而活性調(diào)控困難的問題，并為有效地提高堆肥品質(zhì)，而提供的一種難培養(yǎng)微生物菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控的堆肥方法。

本發(fā)明難培養(yǎng)微生物菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控的堆肥方法按以下步驟進(jìn)行：

一、取少量堆肥原料進(jìn)行堆肥，然后采集堆肥升溫期、高溫期、降溫期和腐熟期四個(gè)階段的樣品，對這四個(gè)階段樣品進(jìn)行PCR-DGGE識(shí)別，再對樣品中優(yōu)勢菌群的條帶進(jìn)行測序，并獲取不同時(shí)期樣品的理化性質(zhì)；

二、采用RDA分析不同菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵控制因子，針對不同微生物確定關(guān)鍵因子調(diào)控范圍；

三、根據(jù)堆肥目標(biāo)要求，確定堆肥目標(biāo)功能菌株，然后堆肥并對應(yīng)調(diào)控堆肥參數(shù)，控制堆肥過程，從而實(shí)現(xiàn)堆肥效率和品質(zhì)的提升。

本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確的分析不同堆肥自然環(huán)境下微生物的菌群結(jié)構(gòu)演替規(guī)律，確定環(huán)境因子與堆肥過程中微生物之間的響應(yīng)關(guān)系；在不需要對堆肥中微生物進(jìn)行純培養(yǎng)的情況下即可以獲取大量的信息，克服了堆肥中多數(shù)微生物不可培養(yǎng)以及微生物群落無法調(diào)控的困難。

本發(fā)明方法可以同時(shí)分析大量的樣品，節(jié)省時(shí)間且方便快捷。而且，本發(fā)明方法通過調(diào)控堆肥中微生物菌群結(jié)構(gòu)可有效提高堆肥的腐熟程度，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。

同一種物料不同堆肥階段其微生物菌群結(jié)構(gòu)也有所不同，根據(jù)堆肥階段的不同堆體內(nèi)微生物菌群結(jié)構(gòu)不斷的發(fā)生演替。本發(fā)明方法能夠克服堆肥原料不同帶來的差異，還可以依據(jù)不同堆肥階段有針對性的調(diào)控。

同一微生物菌群在堆肥的不同階段其控制因子的種類及控制因子取值范圍都有較大幅度變化。本發(fā)明方法能夠根據(jù)堆肥目標(biāo)確定堆體內(nèi)不同微生物菌群在堆肥不同階段的控制因子及取值范圍，便于對堆肥進(jìn)行調(diào)控。

根據(jù)不同的堆肥目標(biāo)，本發(fā)明方法可以靈活調(diào)控，用于不同原料、不同目標(biāo)的有機(jī)固體廢棄物堆肥。

本發(fā)明準(zhǔn)確的闡明堆肥理化性質(zhì)與優(yōu)勢菌群的響應(yīng)關(guān)系，有利于提升堆肥目標(biāo)功能菌株的菌群活性，具有快速簡便、成本低廉以及一次性分析樣品數(shù)量大的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1中7種不同堆肥原料在堆肥四個(gè)階段的細(xì)菌DGGE圖譜。

圖2是實(shí)施例1中7種不同堆肥原料中優(yōu)勢菌群與理化因子的響應(yīng)關(guān)系圖。

圖3是實(shí)施例1中7種不同堆肥原料在不同堆肥階段的優(yōu)勢菌群與關(guān)鍵控制因子的對應(yīng)關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式難培養(yǎng)微生物菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控的堆肥方法按以下步驟進(jìn)行：

一、取少量堆肥原料進(jìn)行堆肥，然后采集堆肥升溫期、高溫期、降溫期和腐熟期四個(gè)階段的樣品，對這四個(gè)階段樣品進(jìn)行PCR-DGGE識(shí)別，再對樣品中優(yōu)勢菌群的條帶進(jìn)行測序，并獲取不同時(shí)期樣品的理化性質(zhì)；

二、采用RDA分析不同菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵控制因子，針對不同微生物確定關(guān)鍵因子調(diào)控范圍；

三、根據(jù)堆肥目標(biāo)要求，確定堆肥目標(biāo)功能菌株，然后堆肥并對應(yīng)調(diào)控堆肥參數(shù)，控制堆肥過程，從而實(shí)現(xiàn)堆肥效率和品質(zhì)的提升。

本實(shí)施方式堆肥過程中不同階段的堆肥目標(biāo)功能菌株不同，可能是降解菌、固氮菌、解磷菌或其他功能菌。

堆肥目標(biāo)功能菌株從步驟一樣品測序的優(yōu)勢菌群中選取，并根據(jù)堆肥目標(biāo)要求調(diào)控堆肥參數(shù)、提高所需菌群的活性，從而大幅的提升堆肥效率和品質(zhì)。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：步驟一中獲取的理化性質(zhì)包括樣品的碳氮比、水分、溫度、pH、發(fā)芽指數(shù)、水溶性有機(jī)碳、水溶性有機(jī)氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)含量。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二的不同點(diǎn)是：步驟三中通過調(diào)控堆肥參數(shù)，控制堆肥目標(biāo)功能菌株的碳代謝、氮代謝、磷代謝以及腐殖化進(jìn)程。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一或二相同。

實(shí)施例1

取七種不同的堆肥原料——雞糞(CM)、牛糞(DCM)、廚余(KW)、雜草(GW)、果蔬垃圾(CW)、生活垃圾(MSW)和秸稈(TSW)進(jìn)行堆肥，然后分別采集各原料在升溫期(44℃)、高溫期(60.2℃)、降溫期(57.9℃)和腐熟期(40.1℃)的堆肥樣品，并分別提取總DNA進(jìn)行PCR-DGGE反應(yīng)(不同堆肥原料在堆肥四個(gè)階段的細(xì)菌DGGE圖譜如圖1所示)，共識(shí)別出10條優(yōu)勢菌群的DNA條帶(DNA條帶測序結(jié)果如表1所示)。不同堆肥原料的理化指標(biāo)如表2所示，包括溫度(T)、含水率(moisture)、氨態(tài)氮(NH₄⁺-N)、硝態(tài)氮(NO₃^--N)、水溶性有機(jī)氮(DON)、水溶性有機(jī)碳(DOC)、C/N、有機(jī)物(OM)的含量，發(fā)芽指數(shù)(GI)和pH。

表1

表2

本實(shí)施例選用canoco for windows(Version 4.5)軟件進(jìn)行微生物群落與環(huán)境因子的RDA分析，獲取優(yōu)勢菌群與理化因子的響應(yīng)關(guān)系(如圖2所示)。

基于優(yōu)勢菌群與環(huán)境因子的關(guān)系分布圖(圖2)，可以確定影響每個(gè)優(yōu)勢菌群物種的主要環(huán)境因子(如圖3所示)，根據(jù)微生物在DGGE圖譜中強(qiáng)弱變化與對應(yīng)控制因子數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系，確定控制因子取值范圍。日后可以根據(jù)堆肥目標(biāo)的需求，可確定堆肥目標(biāo)功能菌株，然后堆肥并對應(yīng)調(diào)控堆肥參數(shù)，控制堆肥過程，增加堆體內(nèi)所需功能微生物的數(shù)量和活性，最終達(dá)到提高堆肥效率、改善堆肥品質(zhì)的目標(biāo)。