畜禽粪便好氧堆肥微生物机理与群落特征

堆肥法是一种古老的微生物处理有机固体废物的方法，俗称“堆肥”。农村将秸秆、落叶、畜禽粪便及尿等一起用土坑堆积，依靠其本身滋生的微生物和土壤微生物发酵，腐熟后施于农田，其产品即称堆肥。最早的堆肥工艺多采用厌氧发酵堆肥法，其发酵周期长，一般为4-6个月，占地面积大。为了缩短发酵周期，节省用地，通过将空气混入堆体，结果缩短了腐熟时间，使发酵周期大幅缩短，称之为好氧堆肥。

1好氧堆肥的微生物机理

好氧堆肥是在通入空气的条件下，好氧微生物分解大分子有机固体废物为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物，并放出大量的热量，使温度升高至50-65℃，如果不通风，温度会升高到80-90℃。这期间发酵微生物不断分解有机物，吸收、利用中间代谢产物合成自身细胞物质，生长繁殖，以其更大数量的微生物群体分解有机物，最终有机固体废物完全腐熟成稳定的腐殖质。

好氧堆肥分解有机物速率快，产热量大，堆肥升温迅速并能保持高温时间长，可有效杀死致病微生物和虫卵。腐熟速率快，发酵周期短，一次和二次发酵时间共20d左右，腐熟程度高，异臭物质如氨、硫化氢和硫醇在好氧条件下转化为无臭味的氧化物，故堆肥成品无臭味，肥效好，堆肥基本稳定，可达到城镇垃圾农用控制标准值。

2微生物在好氧堆肥中的作用与演替

参与好氧堆肥发酵的微生物有中温好氧的细菌和真菌，好热性的细菌、放线菌和真菌，嗜热高温细菌和放线菌。通常，参与好氧堆肥的微生物是附着在粪便上的本底微生物。堆肥发酵是分批进行的，每一批粪便上附着的微生物数量有限，而且每一批的种类的数量都不一样，冬季本底微生物更少，所以堆肥中的微生态系是临时组成的。

堆肥初期，微生物处在迟滞期，由中温好氧的细菌和真菌通过分解易降解的糖类、蛋白质和脂肪等获得营养，逐渐生长繁殖，产生大量热量，使堆肥升高至50℃，接着由好热性的细菌、放线菌和真菌分解纤维素和半纤维素，微生物数量不断增加，温度不断上升至60℃，真菌停止活动。根据堆肥卫生标准规定：堆肥要维持55-60℃持续5-7d，以及致病菌和虫卵被杀死。之后，继续由好热的细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素，温度升至70℃。此时，若温度继续升高，一般的嗜热细菌和放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定。

根据好氧堆肥试验经验，在建堆时喷洒HEM菌（高温高效有益菌），堆温升得很快，发酵1d后堆温就升至70℃以上，堆温升至80℃以上仅需3d，其中的总大肠杆菌的死亡率达100%。而堆肥发酵细菌仍正常生长，在发酵结束时细菌总数仍有1011CFU/ml。添加HEM菌可以保证每一批堆肥微生物的数量，提高发酵速率和效果，增加堆肥腐熟度，缩短发酵周期，提高处理场地周转率。