1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.1国内外研究概况
传统好氧堆肥法是微生物在一定的温度、湿度和ph值条件下，对有机质进行生物降解，同时满足自身生长繁殖，形成一种类似腐殖质土壤的过程。由于堆肥初期微生物量较少，需要适宜的条件和一定的时间才能大量繁殖生长。因此传统堆肥法往往具有发酵周期长，效率低下，营养成分含量少，肥效低，发酵期产生恶臭气体等问题[1-2]。而进行人为接种有效的外源微生物，能够增加微生物个体和改善微生物群落结构，加速堆体中有机质的分解，提高堆肥效率和肥效，该类微生物通常被称为堆肥菌剂。因此，人为接种堆肥菌剂对堆肥过程有着重要意义。
有机肥菌剂就是由单一或多种微生物按合适比例共同培养，充分发挥群体的联合作用优势，取得较佳应用效果的微生物制剂[3]。不同微生物菌剂的接种能够影响堆体内各种参数变化和微生物群落结构的改变。通过接种微生物菌剂可以不同程度的加快堆肥腐熟的进程和提高堆肥效果。huang等[4]用黄孢原毛平革菌（白腐菌）和栗褐链霉菌接种于水稻秸秆中，结果表明两种菌剂都可以将木质素转化为腐殖质，木质素分别降解了41和31，并得出这两种微生物都有可以在堆肥前或堆肥过程中作为添加菌剂用来提高堆肥质量。王道泽等[5]用4种商用菌剂（金益生菌、rw酵素剂、群林发酵剂、发酵菌曲）于鸡粪便堆肥中，结果表明鸡粪堆肥通过接4种商业微生物菌剂，均可以显著提高堆肥初期的发酵温度、延长堆肥高温期、缩短堆肥发酵时间、促进堆肥快速腐熟，接种菌剂后能明显加快碳氮比的下降，提高堆肥的腐熟度。由于堆肥过程和物料成分的复杂性，微生物接种时机是影响堆肥效果的关键因素。堆体中的土著微生物产生的代谢物质会抑制接种微生物的生长繁殖，接种微生物菌剂与土著微生物之间存在激烈的竞争。合适选择微生物菌剂的接种时期能够降低两者之间的竞争，增强微生物的活性，提高堆肥效率。鄢海印等[6]通过抗生素标记、选择性培养基方法在堆肥前期、后期以及前后期分两次接种复合菌剂进行好氧堆肥，研究表明堆肥后期和分前后两次接种复合菌剂明显增加堆肥枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌功能菌数量，增强微生物总体活性和微生物群落多样性，增强了堆肥水溶性磷和有效磷含量以及堆肥对青枯病菌拮抗性能。接种量不仅能够影响堆肥的腐熟程度，而且关系着实际应用的经济成本。接种量是按接种菌剂占堆体质量的百分比添加。一般是从0.05到5[7]，最高可达10[8]。罗先群[9]等研究表明8的接种量能明显缩短城市生活垃圾堆肥周期，增强微生物的代谢能力，而且避免了产生恶臭气体等问题。劳坤德等[10]研究表明接种微生物秸秆腐熟剂能够使堆肥周期缩短，有效降低堆肥含水率，提高有机质的降解速率，使堆肥中半纤维素、纤维素、木质素降解率分别提高1.03 、1.16 和1.47 ，氮磷钾养分含量平均提高0.48。3的接种量的堆肥效果最显著，发芽率超过90，高于其余3组。
菌剂的接种对温度、ph、含水率、c/n、氨氮、硝氮、微生物数量、电导率ec、种子发芽指数gi、感官指标等堆肥参数均有不同程度的影响，从而对堆肥质量和腐熟效率产生积极影响。蔡尽忠[11]等的研究表明，与对照组相比，添加微生物菌剂的各处理均能提高堆体的温度，使堆体温度达到≥55℃的高温阶段温度要求，降低含水率和c/n，提高发芽指数，缩短堆肥周期，提高堆肥产品品质。同时添加微生物菌剂的处理在堆体升温速率、最高温度、高温天数、含水率降幅、降低 c/n、提高发芽指数方面均优于其他处理。因此，微生物菌剂的添加可以显著提高堆肥的质量。王若斐[12]等的研究表明，无论是否添加菌剂，堆肥都能够有效完成，但接菌缩短了堆体进入高温期的时间，使接种菌剂的处理组第2天即进入了高温阶段，且促进堆体提前进入了降温期。因此菌剂的添加加快了堆肥物质转化的进程，从而提高了腐熟效率。
2. 研究的基本内容和问题
2.1研究目标
本研究通过比较接种不同微生物菌剂的处理在高温好氧堆肥过程中理化指标的动态变化，研究接种外源微生物对堆肥好氧发酵过程中微生物群落的影响，探究微生物区系的变化与堆肥质量和腐熟效率之间的偶联关系。
2.2研究内容
本研究通过工厂原位高温好氧堆肥试验，以羊粪为原料，秸秆为辅料，分别添加单菌和复合菌剂同时设置不接菌对照。为探究外源微生物对畜禽废弃物无害化处理过程中微生物群落演变特征的影响，本项目主要研究：
1)微生物菌剂对堆肥过程中理化性质的影响。
3. 研究的方法与方案
3.1研究方法
1）堆肥理化测定：堆肥理化性质的测定参考《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》ny525-2012。
2）dna的提取：采用ultraclean gelspin dna extraction kit提取。
3）送样测序及测序结果的分析比较：将合格dna样品直接送至上海派森诺生物科技有限公司委托测序，利用mothur、qiime2 或rdp在线分析平台对高通量测序产生的原始数据进行分析，包括降低序列错误，序列质量控制，嵌合体检测，otu分类以及α和β多样性的计算，同时采用分子生态网络分析法分析各处理真菌和细菌的生态网络特性。数据的统计分析使用r v3.3.0和ibm spss 20.0（ibm, new yk, usa）。
4. 研究创新点
4.研究特色
本课题通过堆肥试验与采样分析，研究了单菌和复合菌剂对堆肥质量、腐熟效率及堆肥过程中微生物区系的影响。与以往大多数堆肥生物菌剂的研究相比，本试验侧重分析微生物菌剂的投加对微生物群落变化的影响，而不单一分析堆肥的理化性质，通过对不同微生物菌剂处理的堆肥中微生物区系的探究，以期建立菌剂堆肥微生物群落演替与堆肥质量和腐熟效率之间的联系，为提高有机废弃物堆肥处理的产品质量和处理效率提供参考。
5. 研究计划与进展
5.进度安排
2019.9——2019.11 接种菌剂堆肥试验；
2019.12——2020.1 堆肥过程中理化性质的测定和分析；
2020.2——2020.3 堆肥过程中微生物多样性高通量测序；
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