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试验设添加表面活性剂(APG)和不加表面活性剂的对照(CK)两个处理,每个处理3个重复。表面活性剂APG的添加量为100mg kg?1(堆料)。在堆置过程中,分别于堆肥的第0d、3d、5d、7d、14d、21d、28d从堆肥的不同部位采集样品,充分混合后测定堆肥的微生物数量以及酶活性。试验共堆制30 d(2008年8月11日~9月9日)。
堆肥温度由PT-100铂电极测定,测定位置为堆肥中心部位,分别在每天上午10:00和下午17:00测定。微生物数量测定采用平板菌落计数法[29]。细菌、放线菌、真菌计数所用培养基分别为牛肉膏蛋白胨琼脂培养基、孟加拉红琼脂培养基、改良高氏一号培养基。
纤维素的分解有助于腐殖质的形成和碳素营养的释放,因此,纤维素酶是堆肥中一个至关重要的水解酶,研究其活性变化可以了解堆肥进程。从图3d可以看出,CK处理的纤维素酶活性呈先升后降的变化趋势,而APG处理呈双峰曲线变化趋势。CK处理和APG处理均在堆肥第3d达到峰值,APG处理和CK处理的峰值分别为58.77μg?min?1和30.62μg?min?1,差异显著(P<0.05)。纤维素酶活性的显著提高可能是由于表面活性剂改善了微生物细胞的通透性,从而更有利于胞外酶的分泌。随着堆肥温度的升高,对纤维素降解起关键作用的霉菌大量死亡,纤维素酶活性急剧下降。进入降温期后,CK处理的纤维素酶活性下降趋势减缓,而加表面活性剂处理的纤维素酶活性再次上升,形成一个小峰。当堆肥进入腐熟期,两处理的纤维素酶活性达到稳定状态。
过氧化氢酶是一种具有保护作用的酶,可解除堆肥过程中由于生物呼吸和有机物生物化学氧化反应产生的过氧化氢的毒害作用。图3a为本试验中过氧化氢酶活性的变化趋势。从图3a可以看出,与CK处理相比,添加表面活性剂APG基本未改变堆肥中的过氧化氢酶活性。整个堆肥进程中APG处理和CK处理过氧化氢酶活性在中前期基本保持平稳,均维持在0.52~0.62 mmol g?1之间。随着堆肥的进行,堆肥温度下降至40℃以后至堆肥结束这一期间,过氧化氢酶活性开始逐步上升,终两处理活性值均达到1.17 mmol g?1左右。这一变化趋势可能与堆肥温度、底物变化及微生物种群的变化有关。有研究表明,过氧化氢酶活性与有机质的转化密切相关。堆肥后期是腐殖质大量形成的时期,因此过氧化氢酶也可能与堆肥过程腐殖质形成有密切关系。
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