0 引言
目前，中國農業有機廢物的處理大多采用好氧堆肥方式，經過堆肥化過程生產無害化的有機肥料應用于農業生產，有利于改良土壤物化性狀、保護環境、提高作物品質和安全性[1].堆肥化是利用細菌、真菌等微生物活動，促進有機物料的礦質化和腐殖化過程[2.3].農業生產中，利用秸稈、動物糞便等農村廢棄資源生產有機肥的堆肥化過程，通過有機物料的發酵達到有機肥標準（NY 525.2012）要求和糞便無害化衛生標準[4].堆肥微生物（包括細菌、真菌、放線菌等）群落具有多樣性，微生物的數量、種類在不同的堆肥階段具有不同的變化規律[5.7].有機肥發酵過程中微生物數量及種群分布與堆肥有機物料的種類和處理方式、微生物間的相互作用等多種因素密切相關[8.11].許多專家學者也針對不同物料、腐熟劑、發酵方式等，對有機肥發酵微生物分離方法、種類、數量等開展大量研究。陳昕等[12]系統性地綜述了秸稈微生物降解機理研究的進展，對了解、控制堆肥過程具有很好的指導意義；耿富卿等[13.14]研究了不同碳氮比及不同初始水分物料對有機肥發酵過程中真菌、霉菌、大腸桿菌、蛔蟲卵等數量的影響，明確了有機肥發酵最佳C/N和物料水分；王洪志等[15]對糞便堆肥發酵前后常見寄生蟲及卵的殺滅情況進行了分析研究；李自剛等[16]利用微生物可培養方法，研究了奶牛糞堆肥過程中添加ZZM Z腐熟菌劑對奶牛糞堆肥微生物群落的影響；劉佳等[17]利用傳統培養法和PCR.DGGE技術相結合，對接種纖維素降解菌后堆肥的微生物群落的動態變化進行分析；虞泳等[18]應用聚合酶鏈式反應。變性梯度凝膠電泳（PCR.DGGE）技術，對農業廢物好氧堆肥過程中氨氧化細菌種群結構進行了研究；席北斗等[19]研究了微生物強化堆肥對生活垃圾好氧堆肥過程及堆肥過程中放線菌群落的影響；吳峰等[20.21]研究了4種有機物料腐熟劑（菌劑）對有機肥發酵過程中放線菌、真菌、細菌、霉菌的有效活菌數的影響，及不同C/N、不同通風方式以及不同物料水分對有機肥發酵過程中幾種常見菌群數量動態變化的影響。這些研究值得筆者在實際中學習和借鑒。
但是，關于系統性地進行有機肥發酵過程各種微生物及有害生物的動態變化規律研究，建立相關的動態模型，尚未見報道。因此，筆者開展了有機肥發酵過程中各種微生物和有害生物的變化規律研究，并建立數學模型，以期為自然條件下條垛型積制有機肥發酵技術的完善和發酵時間確定提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗時間、地點
試驗于2013年在貴州省遵義市正安縣謝壩鄉有機肥研發工場進行。
1.2 試驗材料與設計
取當地豐富的玉米秸稈和牛糞資源，其中玉米秸稈含C量為46.31%、含N量為0.53%,牛糞（風干）含C量為34.16%、含N量為1.78%.物料按照C/N 25:1進行摻配，用尿素補足物料含N 量。發酵物料初始水分為 55%,第 1 次翻堆時補充水分到65%,以后不再補充水分。采用條垛型有氧發酵方式堆積，條垛底部中間設寬度20 cm、深度10 cm的通風槽。按物料體積分層堆積成條垛，共分5層，每個處理物料總干重為1000 kg,堆垛下寬約180 cm,上寬約90 cm,高度約90 cm,長度根據物料量確定。每層之間灑上有機物料腐熟劑，用量為200 g/1000 kg濕物料，堆積后蓋塑料膜防雨保溫。發發酵過程中共機械翻堆3次，分別在堆肥發酵第10天、第30天、第50天各翻堆1次。發酵時間120天左右。
1.3 檢測取樣
分別于3次翻堆完成后和發酵結束時取樣，共取4次樣。取樣時，從每個處理條堆的前、中、后3個部位的上、中、下位置共9個點分別取樣混合均勻，取樣1 kg用于微生物測定。
1.4 真菌、細菌、霉菌、大腸桿菌的分離、數量檢測和蛔蟲卵數量檢測
參見張紀利、李章海等[9]提供的方法。
1.5 統計分析
采用Microsoft Word 2007和DPS軟件進行數據處理與分析。
2 結果與分析
2.1 發酵過程中真菌的變化
由圖1可知，在自然條件下條垛型積制有機肥過程中，真菌數量與發酵時間呈一元三次方的多項式方程（見圖1）的曲線關系，表現為隨著發酵時間的延長，真菌數量曲線呈減少的趨勢；至發酵后50天，真菌數量降至較低水平；50天之后，真菌數量雖隨時間變化有波動，但變化較小，數量仍較小。說明在自然條件下，條垛型積制有機肥過程中真菌主要在發酵前期起作用。
2.2 發酵過程中細菌的變化
在自然條件下條垛型積制有機肥過程中，細菌數量是真菌1萬倍，是分解有機物料的主要微生物。由圖2可知，細菌數量與發酵時間也呈一元三次方的多項式方程的曲線關系，表現為隨著發酵時間的延長，細菌數量呈"下降。上升。下降"的變化，即發酵0~30天逐漸減少，至30天降至最低，之后開始上升，95天左右再次達到最高，之后又逐漸下降。說明在自然條件下，條垛型積制有機肥過程中細菌整個發酵過程中都起作用，尤其是中后期作用更大。
2.3 發酵過程中霉菌的變化
由圖3可知，在自然條件下條垛型積制有機肥過程中，霉菌數量與發酵時間呈以e為底的指數函數曲線關系，表現為隨著發酵時間的延長，霉菌數量呈曲線持續減少的趨勢，發酵前50天內降低速較快，至發酵后100天降至較低水平。說明在自然條件下，條垛型積制有機肥過程中只有通過延長發酵時間，才能達到減少霉菌數量要求。
2.4 發酵過程中大腸菌值的變化
大腸菌值是指每產生一個大腸菌群所需的樣品量，其值越大說明潔凈程度越高，越衛生，按NY 884生物有機肥要求達到0.01 g/個菌群以上。由圖4可知，在自然條件下條垛型積制有機肥過程中，大腸菌值與發酵時間呈一元三次方的多項式方程的曲線關系，表現為隨著發酵時間的延長，大腸菌值呈曲線持續提高的趨勢，大約110天達到0.01 g/個菌群以上。說明在自然條件下，條垛型積制有機肥過程中必須延長發酵時間才能有效控制大腸桿菌，達到有機肥的標準要求。
2.5 發酵過程中蛔蟲卵死亡率的變化
按 NY 884 生物有機肥要求蛔蟲卵死亡率達到95%以上，由圖 5 可知，在自然條件下條垛型積制有機肥過程中，蛔蟲卵死亡率與發酵時間呈一元二次方的多項式方程的曲線關系，表現為隨著發酵時間的延長，蛔蟲卵死亡率呈曲線上升的趨勢，至110天左右達到最大值，接近95%,之后又有下降趨勢。說明在自然條件下，條垛型積制有機肥過程中延長發酵時間有利于蛔蟲卵的死亡，但不宜超過110天。
3 結論與討論
（1）研究表明，真菌、霉菌數量與發酵時間呈一元三次多項式方程曲線，隨著發酵時間的延長呈減少趨勢；真菌至發酵后50天降至0.655×104個/g的較低水平，發酵結束后降到0.366×104個/g;霉菌至發酵后100天降至0.060917×104個/g較低水平。細菌數量隨發酵時間的延長呈"下降。上升。下降"的一元三次多項式方程曲線。大腸桿菌值與發酵時間呈一元三次多項式方程曲線，隨著發酵時間的延長而持續提高，110天左右達到0.01 g/個菌群以上?；紫x卵死亡率與發酵時間呈一元二次多項式方程曲線，隨著發酵時間的延長呈上升趨勢，至110天左右達到93.85%.在自然條件下，使條垛型積制有機肥發酵達到有機肥標準（NY 525.2012）和糞便無害化衛生標準要求，發酵時間宜掌握在100~120 天之間。
（2）本研究利用平板計數法，系統研究了有機肥發酵過程中各種微生物和有害生物的動態變化規律，與葉江平、耿富卿等[10,13.14]對發酵過程中的微生物數量變化規律研究結論相同。任靜等[22]通過在牛糞堆肥中接種3種外源生物菌劑，研究堆肥腐熟過程中溫度和細菌、真菌、放線菌數量的動態變化過程及其相關性，發酵時間有所縮短，但微生物的變化規律與本研究及楊戀、楊朝暉、田偉等[23.25]的研究相似。本研究在有機肥發酵過程的微生物群落和數量變化規律的研究基礎上，建立了數學模型，為自然條件下條垛型積制有機肥發酵技術的完善和發酵時間確定及生物有機肥發酵腐熟標準體系的建立提供理論依據。
（3）本研究是在特定的物料配比、氣候條件和生產工藝條件下進行的，研究結果可能與前人研究結論有所差別，但總體變化規律一致，可以為利用農村廢棄有機資源發酵制作有機肥提供參考。
（4）中國是農業大國，農業廢棄資源種類多、數量大、養分差異大，不合理利用對環境造成破壞。因此，系統地進行農業廢棄資源的綜合利用研究，探索適宜的廢棄資源發酵技術生產有機肥，對改善土壤及生態環境，對發展生態農業，提高作物品質和安全性均具有重要作用。
參考文獻：
[1] 高福平。循環農業中農業廢棄物的再生利用[J].農業資源與環境，2008（2）：66.68.
[2] 李吉進，郝晉珉，鄒國元，等。高溫堆肥碳氮循環及腐殖質變化特征研究[J].生態環境，2004,13（3）：332.334.
[3] 楊竹青，何迅，徐東波，等。應用無害化菌劑處理畜禽糞便生產生物有機肥探討[J].現代農業科技，2008（6）：167.
[4] 姬紅利，顏蓉，吳永紅，等。秸稈糞便生物水解好氧堆肥處理研究及應用[J].安徽農業科學，2010,38（13）：6885.6888.
[5] 劉月。功能菌劑對堆肥中木質纖維素降解及微生物多樣性的影響[D].東北農業大學，2004.
[6] 曹喜濤，黃為一，常志州，等。雞糞堆肥中氮轉化微生物變化特征的初步研究[J].土壤肥料，2004（4）：40.43.
[7] 王立群，曹立群，肖維偉，等。雞糞好氧發酵氮轉化與相應細菌數量變化規律的研究[J].中國土壤與肥料，2008（5）：61.65.
[8] 黃紅英，常志州，朱萬寶，等。調理劑在奶牛糞處理中的除臭保氮作用[J].農業環境保護，2001,20（3）：169.171.
