不同纖維素降解菌對玉米秸稈的降解效果

李雯，劉艷薇,，李停鋒，郭君鈺，顧欣*，孫權，王銳

1. 寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021；2. 寧夏伊品生物科技股份有限公司，寧夏 銀川 750100

中國秸稈資源豐富，其綜合利用率約為70%，基本形成以肥料化利用為主，飼料化、燃料化快速發展，再輔以基料化和原料化的綜合利用格局（靳貞來等，2015）。好氧堆肥是肥料化的主要技術，然而常規好氧堆肥往往發酵周期長、生產效率低、堆肥質量不穩定，同時釋放出大量NH3、CO2等氣體，造成環境污染（Makaly et al.，2000）。政府間氣候變化委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC，2007）報道，堆肥產生的溫室氣體約占全球排放總量的13.5%。

好氧堆肥的生物學本質是利用好氧微生物降解堆肥物料，使其達到穩定。研究表明，在堆肥中添加纖維素降解菌，可減少揮發性氣體的釋放、降低物料的碳氮損失、縮短堆肥周期、提高堆肥質量（Hong et al.，2014；Kuok et al.，2012）。勞德坤等（2015）研究表明，堆肥中添加菌劑，可提高堆體溫度，縮短堆肥腐熟周期，并保留N、P、K等營養元素，與對照組比較，氮磷鉀養分含量平均較不加菌處理高0.48%。研究表明，堆肥中添加纖維素降解菌劑，與對照相比，可減少40%—85% NH3等臭氣揮發（趙京音等，1995；胡尚勤等，1996）。黃懿梅等（2002）研究表明，堆料中添加纖維素降解菌，使物料較不加菌處理提前30 d達到腐熟。因此明確不同外源纖維素降解菌對物料的降解性能，有利于微生物資源的有效應用和秸稈堆肥的高效化，還可以降低堆肥對環境造成的污染。綜上所述，在好氧堆肥的物料中添加纖維素降解菌，可以起到保碳、保氮，減少溫室氣體排放，提高營養元素含量，縮短發酵周期等作用。

雖然復合型菌劑已應用于堆肥腐熟生產，但是在堆肥的自然菌群環境中多種（株）秸稈降解菌之間的相互關系卻非常復雜、難以理清。目前，有關纖維素降解菌對秸稈好氧發酵的研究，一般圍繞多株真菌間或多株細菌間，或單一菌與復配菌劑間進行降解效果比較，而對細菌和真菌之間進行秸稈降解性能進行比較的研究較少。因此，明確細菌型和真菌型纖維素降解菌在物料降解上的特點和差異，將有助于構建高效的纖維素降解菌劑。

本試驗基于前期研究，以玉米秸稈為試驗材料，選用纖維素降解細菌和真菌各2株，采用室內控溫好氧堆肥發酵試驗，比較秸稈發酵過程中添加不同纖維素降解菌對物料溫度、pH值、NH3和CO2釋放量、養分含量和腐熟度等的影響，明確具有纖維素降解功能的真菌和細菌對玉米秸稈的降解特征，為合理利用纖維素降解菌、提高堆肥效率提供理論依據。此外，試驗中所用非洲哈茨木霉（Trichoderma afroharzianum）是研究團隊在前期篩選到的纖維素降解菌，其分離、篩選和相關生物學特性將另文撰寫發表。目前，利用該菌在秸稈堆肥腐解中對物料養分轉化方面的研究尚未見報道。

1 試驗材料及方法

1.1 秸稈及預處理

玉米秸稈采集自寧夏青銅峽市甘城子鄉。將玉米秸稈洗凈、風干、粉碎，過0.5 mm篩，備用。測定秸稈總 C、N、P、K質量分數分別為 50.15%、1.77%、0.33%和0.20%。

1.2 試驗菌株

4株纖維素降解菌：藤黃單胞菌（Luteimonassp.）X11-1菌株，施氏假單胞菌（Pseudomonas stutzeri）X3-5-1菌株，黃曲霉（Aspergillus flavus）Z5-3菌株，非洲哈茨木霉（Trichoderma afroharzianum）Z6-4菌株，Genbank編號分別為MK120099、MK120107、MK131715、MK120193，篩選自寧夏秸稈堆、畜糞和土壤，由寧夏大學農學院農業資源與環境實驗室提供。

1.3 試驗裝置

采用塑料桶、三角瓶、彎管玻璃、乳膠管、膠塞、濾網、封口膜、充氣泵和溫度自動記錄儀組裝試驗裝置，如圖1。裝置主體為6.9 L塑料桶，距底部 5 cm處固定雙層濾網，濾網上置粉碎后的秸稈300.0 g，用多層封口膜對桶口進行密封。桶體一側接入充氣泵對裝置內部進行強制通風，通風量約為100 mL·min-1。通入的氣體依次經 1 mol·L-1H2SO4和1 mol·L-1NaOH溶液依次過濾空氣中的NH3和CO2，然后進入主體裝置，為秸稈好氧堆肥供氣。發酵桶另一側依次連接置有 2% H3BO3溶液和 1 mol·L-1NaOH溶液的三角瓶，用于吸收發酵過程中釋放出的NH3和CO2，定期檢測并更換新試劑。

1.4 試驗方法

1.4.1 菌株種子液的制備

分別制備 Z5-3、Z6-4菌株 1×106個·mL-1孢子懸液和 X11-1、X3-5-1菌株 1×108CFU·mL-1菌懸液。將菌株Z5-3和Z6-4分別接種至PDA培養基中，32 ℃培養3—5 d，用無菌水制備真菌懸液，并用血球計數板計數，調節菌懸液濃度為 1×106個·mL-1。將30 ℃恒溫培養24 h的菌株X11-1、X3-5-1菌體分別接種于牛肉膏蛋白胨液體培養基中，28 ℃、180 r·min-1恒溫震蕩培養24 h，用無菌水制備1×108CFU·mL-1的細菌懸液，用細菌計數板進行計數。

1.4.2 試驗設計

發酵桶中加入玉米秸稈300.0 g，用尿素調節預處理后的玉米秸稈 C/N為 25:1，分別加入 Z5-3、Z6-4孢子懸液，X11-1、X3-5-1菌懸液各250 mL，調節含水率為60.0%，以加入等量無菌水為對照。接入溫度自動記錄儀，組裝裝置，置于55.0 ℃恒溫生化培養箱中進行好氧發酵。每天根據水分散失情況補充水分，保持含水率在60.0%左右，每12 h記錄溫度變化，每隔1 d對NH3和CO2釋放量進行檢測，分別在物料發酵的升溫期、高溫期、降溫期和腐熟期進行多點混合采樣，樣品經風干、粉碎，測定物理、化學性質，每處理3重復。

圖1 試驗裝置Fig. 1 Experimental device

1.5 測定項目及方法

1.5.1 溫度

溫度采用CR-4溫度記錄儀，每隔1 h自動記錄秸稈堆溫度。

1.5.2 化學性狀測定

物料pH值采用PHS-3EpH儀測定；有機質采用重鉻酸鉀-外加熱法測定；全氮采用 H2SO4-H2O2半微量開氏定氮法測定；全磷采用 H2SO4-H2O2釩鉬酸銨比色法測定；全鉀采用 H2SO4-H2O2火焰光度法進行測定；速效磷采用2%檸檬酸溶液浸提-釩鉬酸銨比色法測定；速效鉀用1 mol·L-1硝酸溶液浸提-火焰光度法測定（鮑士旦，2005）；NH3采用硼酸吸收硫酸滴定法進行測定（Yang et al.，2019）；CO2采用NaOH吸收硫酸滴定法進行測定（賽納瓦爾等，2006）。

1.5.3 腐熟度測定

物料與無菌水以1:10質量比浸提24 h，制備物料浸提液，在培養皿（直徑90 mm）中鋪一張無菌濾紙，加入物料浸提液6 mL，放入20粒小油菜種子，置于28 ℃的恒溫培養箱中培養72 h，統計種子發芽率，用游標卡尺（精度0.01 mm）測定發芽種子的根長，計算種子發芽指數（Seed germination index，GI）（張玉鳳等，2019；王艮梅等，2019），公式如下：

式中，GI為種子發芽指數；G為堆肥樣品浸提液中種子的發芽率；L為堆肥樣品浸提液中種子的根長；G0為蒸餾水中種子的發芽率；L0為蒸餾水中種子的根長。

如果GI＞50%，認為物料基本腐熟；當GI達到80%—85%，認為物料完全腐熟。

1.6 數據統計與分析

采用Microsoft Excel 2016進行數據處理和圖表制作；采用SPSS 21.0數據處理軟件做方差分析；采用LSD法在P＜0.05水平上檢測差異性。

2 結果與分析

2.1 不同纖維素降解菌對玉米秸稈堆肥溫度的影響

圖2a表明，玉米秸稈的堆溫變化呈先上升后下降的趨勢。發酵初期，微生物大量繁殖、分解和利用堆料中的有機物，產生熱量，堆體溫度快速升高。至第2天，除對照外，其他各處理的堆溫都達到50.0 ℃以上，說明堆肥添加纖維素降解菌可加快堆肥的起溫速度。細菌X11-1和X3-5-1處理在堆肥第2天進入高溫期，真菌Z5-3和Z6-4處理第3天進入高溫期，對照在第4天進入高溫期。至第16天，堆料溫度整體略下降，可能與水分散失造成物料局部缺水有關。至第29天，堆溫開始下降，進入降溫期。至堆肥結束，堆溫趨于穩定并接近環境溫度，說明物料達到腐熟期。在堆溫高峰值上，處理 Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1分別較對照高1.19%、0.30%、1.94%、1.49%。整個堆肥進程中，細菌X11-1、X3-5-1處理的堆溫較真菌Z6-4、Z5-3處理處于更高的水平。

圖2 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥溫度（θ）、pH值的影響Fig. 2 Effect of different Cellulose-degrading microorganism on straw compost temperature(θ), pH

2.2 不同纖維素降解菌對玉米秸稈堆肥pH值的影響

加入不同的纖維素降解菌，玉米秸稈堆肥的pH值呈先升高后降低的趨勢，如圖2b。升溫期，處理CK、Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1物料pH值分別為7.71、7.74、7.74、7.65、7.83。高溫期，各處理的pH值均上升，加菌處理的 pH值分別較對照提高1.13%、2.00%、1.63%、0.00%，其中Z6-4處理最高。腐熟期，加菌處理的pH值分別較對照高1.18%、2.11%、1.84%、2.50%。發酵初期與腐熟期相比，各處理的pH值均處于7.60—7.80之間。

2.3 不同纖維素降解菌對玉米秸稈堆肥 CO2釋放量和有機碳含量的影響

堆肥中添加不同的纖維素降解菌，物料CO2釋放量均呈先升高后降低的趨勢。隨著堆肥的進行，各處理的CO2累積釋放量均呈增加的趨勢，如圖3a。自升溫期至高溫期，是CO2累積釋放量急速上升階段；第1—4天，堆肥進入高溫期，CO2累積量達到最高值，高溫期結束時，Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理的 CO2累積釋放量分別較對照低 3.48%、3.65%、1.16%、1.99%。堆肥結束時，各處理的CO2累積釋放量分別較對照低 2.83%、4.36%、2.69%、2.69%。兩個真菌處理的CO2累積釋放量最低。

圖3b表明，隨著CO2累積釋放量的增加，堆料中的有機碳質量分數均下降。升溫期，處理CK、Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1的有機碳質量分數分別為49.28%、51.14%、50.36%、49.27%、49.25%。與對照的有機碳質量分數相比，高溫期，Z5-3、Z6-4處理分別提高0.03%、0.62%，X11-1、X3-5-1處理分別降低 1.83%、1.21%。至發酵結束，Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理的有機碳質量分數分別較對照高1.55%、2.98%、1.81%、1.14%，其中Z6-4處理最高。發酵初期至發酵結束，CK和各處理的有機碳損失分別為 34.89%、34.23%、30.37%、31.20%、32.53%。綜上，各處理的碳損失由低到高依次為Z6-4、X11-1、X3-5-1、Z5-3、CK，但是加菌各處理無顯著差異。

由此可知，在玉米秸稈堆肥中，各處理的CO2累積釋放量均呈上升的趨勢，而有機碳質量分數持續下降。CO2累積釋放量越高，說明物料的碳損失越多，導致腐熟后的物料有機碳質量分數越低，不利于堆肥物料碳素的保存。

2.4 不同纖維素降解菌對玉米秸稈堆肥 NH3釋放量和全氮含量的影響

控溫條件下，各處理物料的NH3釋放與CO2釋放具有相似的趨勢，即先增加后降低，如圖4a。堆肥初始，NH3累積釋放量較低。升溫期和高溫期，NH3累積釋放量迅速升高，并于高溫期達到峰值，此階段的累積釋放量占總量的 75.21%—76.42%。NH3累積釋放量最高的為對照，Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理分別較對照低0.91%、1.78%、5.20%、0.87%。進入降溫期，NH3釋放量的累積速度緩慢下降。至腐熟期，各處理的NH3累計釋放量分別較對照低2.18%、2.65%、7.83%、2.13%，其中X11-1處理釋放NH3最少，與其他處理有顯著差異，說明保氮效果最好。

圖3 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥CO2累計釋放量（E1c）、有機碳含量（ωOC）的影響Fig. 3 Effect of different cellulose-degrading microorganism on the cumulative CO2 release and organic carbon content in straw compost

圖4 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥NH3累計釋放量（E2c）、全氮含量（ωTN）的影響Fig. 4 Effect of different cellulose-degrading microorganism on the accumulative NH3 release and total nitrogen content in straw compost

所有發酵處理的全氮質量分數均隨發酵進程而呈下降的趨勢，而加入不同纖維素降解菌對該指標的降幅具有顯著影響，如圖4b。升溫期，CK、Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理的全氮質量分數分別為1.77%、1.74%、1.76%、1.76%、1.75%。至高溫期，大量含氮有機物被分解，產生NH3并揮發，導致全氮質量分數快速下降。進入降溫期，其下降速度趨于緩慢。腐熟期，各處理的氮損失分別為44.19%、36.49%、34.19%、26.14%和26.57%，加入纖維素降解菌的物料氮損失分別較對照降低17.42%、22.63%、40.85%、39.87%，具有顯著差異性。細菌處理較真菌處理氮損失降低 25.54%—27.18%，細菌處理保氮效果明顯優于真菌處理，處理X11-1保氮效果最好。

由圖4可知，在整個堆肥進程中，各處理NH3累計釋放量呈上升的趨勢，而全氮質量分數呈下降的趨勢。試驗表明，NH3累積釋放量越小，全氮質量分數的下降幅度越小。其中，X11-1處理NH3累積釋放量最小、氮損失最少，為最佳處理。

2.5 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥全磷和全鉀含量的影響

在發酵過程中，P、K元素含量相對比較穩定，不會出現明顯的變化，因此全磷和全鉀的增加一般是指相對含量的增加（張玉鳳等，2019）。在物料腐熟過程中，微生物將有機物分解為CO2和水，堆料的質量和體積都有所減少，導致腐熟物料的全磷和全鉀質量分數增加。添加不同的纖維素降解菌，物料中的微生物活性和數量均相應增加，加速了有機質的分解，提高了物料中全磷和全鉀的相對含量。由圖5可知，發酵前后，各處理的全磷和全鉀質量分數均有所增加。至發酵結束，CK、Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理的全磷質量分數分別為0.33%、0.33%、0.36%、0.42%、0.32%，全鉀質量分數分別為0.29%、0.29%、0.25%、0.25%、0.27%。

2.6 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥速效磷和速效鉀含量的影響

圖5 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥全磷（ωTP）、全鉀含量（ωTK）的影響Fig. 5 Effect of different cellulose-degrading microorganism on total phosphorus and total potassium content in straw compost

高溫好氧堆肥可以將有機物中難以被植物吸收利用的磷元素轉變成植物易吸收的形態，因此，堆肥處理使速效磷質量分數增加，如圖6a。升溫期，各處理的速效磷質量分數為 427.08—456.61 mg·g-1。高溫期，該指標迅速上升，增幅為45.77—113.90 mg·kg-1，X3-5-1處理的增幅最大。降溫期和腐熟期各處理的速效磷質量分數有小幅上升。與發酵前期相比，CK、Z5-3、Z6-4、X11-1、X3-5-1處理的速效磷質量分數分別增加了34.87%、39.69%、38.94%、38.71%、39.00%。加菌處理較對照增速快，其中Z5-3處理增速最快。

堆肥中所有處理的有效鉀質量分數也呈上升趨勢，如圖6b。升溫期，有效鉀質量分數為288.60—300.40 mg·kg-1，并持續上升至堆肥發酵結束。最終，各處理的該指標分別較堆肥初期增加了 62.27%、56.46%、77.00%、65.14%、61.02%，其中增幅最快的為Z6-4處理。

2.7 不同纖維素降解菌對玉米秸稈堆肥種子發芽指數的影響

種子發芽指數（GI）是判斷堆肥物料生物毒性和腐熟度的重要指標。由圖7可知，隨著堆肥進行，GI呈上升趨勢，即對種子發芽的抑制作用逐漸減弱。發酵初期，各處理的GI均在10%以下。堆肥至第30天，X11-1處理的GI達到81.31%，而Z5-3、Z6-4、X3-5-1、CK處理的GI分別為72%、74.01%、79.56%、74.56%。以GI大于80%為腐熟的判斷標準，X11-1處理需要30 d才達到堆肥無害化水平，Z5-3、Z6-4、X3-5-1處理均需33 d達到完全腐熟，而CK需要35 d。說明添加外源纖維素降解菌，可以促進堆肥物料的腐熟，且不同菌株的促腐熟效果具有差異。

3 討論

圖6 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥速效磷（ωAP）、速效鉀含量（ωAK）的影響Fig. 6 Effect of different cellulose-degrading microorganism on available phosphorus and available potassium content in straw compost

圖7 不同纖維素降解菌對秸稈堆肥種子發芽指數（GI）的影響Fig. 7 Effect of different cellulose-degrading microorganism on the seed germination index in straw compost

溫度是反映秸稈堆肥中微生物活動狀態的重要指標（徐春鈺等，2016）。秸稈降解的化學本質是微生物對纖維素的降解作用和生物氧化作用，均為酶促反應，其產生的熱量使堆溫迅速升高，有利于微生物的生長繁殖，促進纖維素降解酶和氧化代謝酶的活性提高（Bernal et al.，2008；侯憲文等，2009）。因此，添加外源纖維素降解菌，可以顯著加快堆料的起溫速率（勞德坤等，2015）。本試驗中，與對照比較，加菌處理提前1—2 d進入高溫階段。不同微生物的生長繁殖和降解特性具有差異，導致各處理的堆料升溫速率不同。本試驗細菌處理比真菌處理均提前1 d達到高溫，且高溫期的溫度峰值比真菌處理高0.5—0.7 ℃。在秸稈堆肥初期，細菌可以更好地利用有機質快速生長繁殖，因其代時較真菌短，增殖速度更快，表現在代謝速率上，其對有機物料的降解和物質轉化也更加迅速（Pascault et al.，2010；Bauer et al.，2008；Poll et al.，2008）。因此，細菌處理的生物熱能釋放快于真菌處理，使堆料提前進入高溫期。

好氧堆肥中，菌體分泌物、代謝產物和堆料的物質變化都會影響堆料的pH值，而堆料pH值的變化又影響其中微生物的生長、繁殖，進而影響堆肥腐熟進程（Sundberg et al.，2013）。研究表明，堆料pH值在7.50—8.50之間，能促進堆體中微生物的快速繁殖，提高有機物的降解速率（李國建等，1990；Zhang et al.，2006），且變化趨勢多為先升高后降低（時小可等，2015）。本研究結果表明，從試驗初始至堆肥結束，堆料pH值在7.60—8.16之間，為纖維素降解菌提供了良好的生存環境。在堆肥前期，有機物被微生物分解產生大量 NH3，導致 pH值升高；堆肥后期，隨著堆溫下降，硝化細菌活動頻繁，通過硝化作用分解大量氨氮，同時淀粉等糖類物質被大量利用產生較多有機酸，導致pH值下降（Huang et al.，2014）。

秸稈堆肥中微生物的新陳代謝和細胞物質合成需要消耗大量有機碳。至腐熟完成，堆料的有機碳質量分數已大量減少，其中，約2/3的有機碳被微生物徹底氧化生成CO2和H2O，1/3有機碳用于細胞物質的合成（Onwosi et al.，2017；張玉鳳等，2019）。本試驗中，隨著堆肥的進行，物料中的有機碳質量分數顯著下降，與CO2的累積釋放量具有相關性，但不同處理的有機碳質量分數降幅不同，加菌處理較對照的碳損失具有降低的趨勢，與劉惠敏（2017）的研究結論一致。表明堆肥物料中添加外源纖維素降解菌，可減少CO2的釋放總量，促進有機物分解并轉化為腐殖質，起到保碳作用；但是，在碳損失上，真菌處理和細菌處理間并無顯著差異。

堆肥中的氮損失主要由氨的揮發和硝態氮的反硝化作用引起，其中，氨的揮發是主要原因（Zhao et al.，2016；Michael et al.，2004）。隨著堆溫升高，微生物的繁殖和代謝速率顯著增強，其對有機氮的轉化作用加快（張紅等，2014）。因此，高溫加速了玉米秸稈堆肥的氮素損失，且 NH3釋放量在高溫期達到峰值。至堆肥后期，微生物將氮素由NH4+-N向NO3--N轉化，降低了該階段的氮素損失，使堆料全氮質量分數趨于穩定（徐春鈺等，2016；黃懿梅等，2002；Malińska et al.，2017）。本研究結果表明，堆肥中添加纖維素降解菌Z5-3、Z6-4、X11-1和 X3-5-1，氮損失分別為 36.49%、34.19%、26.14%和26.57%，較對照的氮損失降低17.42%—40.85%。加菌處理的物料NH3累積釋放量較對照低 10.16%—21.04%。本試驗中的氮素損失量與NH3累積釋放量呈正相關關系，NH3累積釋放量低則氮素損失低，說明添加適宜的外源微生物，能夠使物料提前腐熟，NH3釋放總量減少，起到保氮作用。本試驗中，細菌處理較真菌處理平均降低氮損失8.98%，表明細菌處理的保氮效果優于真菌處理。研究表明，在氮素轉化上，細菌的硝化和反硝化作用迅速且徹底，有利于氮素的轉化與保存；而真菌在該方面的反應條件苛刻且反應不徹底（Shimoishi et al.，1993）。其中，施氏假單胞菌具有完整的硝化和反硝化體系，有利于將物料中的NH4+-N氧化為NO3--N（胡金星，2012；），同時可加速物料腐熟，意味著有機物轉化過程中氣態分子釋放總量的降低，均有利于堆肥的保氮作用（張雪辰等，2015）。藤黃單胞菌X11-1菌株可能也具有較好的硝化、反硝化作用，有利于減少氮素的損失，其相關機理還有待進一步研究。

堆肥中添加纖維素降解菌能夠使物料中的全磷、全鉀質量分數增加，更重要的是促進速效養分的大量生成（徐春鈺等，2016；Zhu，2005；宋志偉等，2018）。本研究結果表明，加入纖維素降解菌的各處理全磷和全鉀質量分數均呈上升趨勢，且速效磷、鉀質量分數分別增加了 38.71%—39.69%、56.46%—77.00%，這是因為不同菌株對堆肥的保碳、保氮能力和物質轉化能力具有差異，導致各處理的速效養分含量不同。針對單一速效養分，秸稈達到腐熟后，不同降解菌處理間無顯著差異。從時間維度上看，添加外源纖維素降解菌可以縮短腐熟時間，加快速效養分生成。

在腐熟過程中，玉米秸稈會釋放H2S、NH3、多酚等對植物有毒的物質（Wogn，1985）。一般認為GI在 80%—85%之間，堆肥物料有毒物質含量較低，達到腐熟標準（Zucconit et al.，1981）。因此，物料是否能夠快速腐熟，是判斷纖維素降解菌有效性的重要指標（勞德坤等，2015）。時小可等（2015）研究表明，添加纖維素降解菌的物料種子發芽指數均高于不加菌處理，這是因為添加外源微生物能加快堆料內有毒物質的分解，縮短堆肥腐熟時間。本試驗中，加菌處理較對照提前3—5 d達到腐熟，說明添加外源纖維素降解菌加速了秸稈堆肥腐熟。不同加菌處理腐熟時間不同，其中藤黃單胞菌 X11-1處理的腐熟時間最短，僅為30 d，而X3-5-1處理和兩種真菌處理的腐熟時間基本相同。由于不同微生物的生物學特性及其與堆料中土著微生物的關系具有差異，導致其對秸稈的降解性能和腐熟進程均不同（馬闖等，2019）。因此，有必要結合秸稈降解菌的生長繁殖規律、降解酶活性影響因素及其與秸稈自然菌群的關系進行綜合研究。鑒于本試驗基于單一菌株的降解特性開展分析，而若干菌株復配后，各菌株形成的綜合降解性能和降解效果以及各菌株之間的關系還有待進一步研究。

4 結論

（1）加入纖維素降解菌能夠快速提高堆體溫度，促進堆肥提前進入高溫期。升溫最快的為藤黃單胞菌 X11-1和施氏假單胞菌X3-5-1處理，較對照提前2 d進入高溫期。加菌處理促進玉米秸稈好氧堆肥速效養分的轉化和總養分濃縮，物料pH值呈先增加后降低的趨勢。

（2）與對照相比，加菌處理降低了物料NH3和CO2累積釋放量。在碳損失上，加菌處理較對照具有降低的趨勢，但真菌處理和細菌處理間無顯著差異。加菌處理顯著降低了秸稈堆肥的氮損失，細菌藤黃單胞菌X11-1處理和施氏假單胞菌X3-5-1處理的氮損失分別較對照降低40.85%、39.87%，真菌非洲哈茨木霉Z6-4處理和黃曲霉Z5-3處理分別較對照降低22.63%、17.42%，添加細菌較真菌更有利于玉米秸稈堆肥的保氮。

（3）加菌處理促進玉米秸稈堆肥的快速腐熟。藤黃單胞菌X11-1處理較對照提前5 d達到腐熟標準，腐熟效果最佳。