油橄榄果渣部分替代锯末糠壳对猪粪污异位发酵的影响_陆肖宇.pdf

3期877油橄榄果渣部分替代锯末糠壳对猪粪污异位发酵的影响陆肖宇1，2，唐明凤1，2，熊燕红1，2，吴洋桢1，程飞1，2，肖国生1*（1重庆三峡学院生物与食品工程学院，重庆404120；2重庆三峡学院环境与化学工程学院，重庆404130）摘要：【目的】评价油橄榄果渣部分替代传统锯末糠壳垫料和使用功能菌剂进行异位发酵的发酵效果，为猪粪污异位发酵生产和农业废弃物资源化利用提供参考。【方法】试验设6个不同垫料组合和微生物菌剂处理，将不同垫料组合和菌剂与猪粪污充分混合进行堆肥发酵，发酵第0、5、10、15和20 d采样，测定各处理温度、水分、pH、电导率和氮、磷、钾含量及微生物多样性，对比分析各处理物理化学指标和微生物群落变化差异，评价添加油橄榄果渣和功能菌剂的发酵效果。【结果】添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵温度和高温维持时间，各组pH均呈升高趋势，而含水率和EC值均先升高后降低。020 d发酵过程中，各处理组有机碳、氮、磷和钾含量变化趋势存在差异；与发酵0 d相比，发酵第20 d时有机碳含量显著降低（P0.05）；全钾含量均显著降低，以45%锯末+30%糠壳+25%油橄榄果渣+功能菌剂组的全钾含量最高（9.43g/kg）。添加油橄榄果渣能降低发酵垫料中的硝态氮含量，同时添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵垫料的铵态氮含量。发酵过程中，功能菌剂组在目和属水平上芽孢杆菌等优势菌的相对丰度增加，添加油橄榄果渣可提高细菌氨基酸、碳水化合物和脂类代谢相关基因的拷贝数。【结论】油橄榄果渣可部分替代锯末糠壳垫料，垫料配比45%锯末+30%糠壳+25%油橄榄果渣配合使用功能菌剂更有利于发酵床垫料的腐熟和有机肥形成。关键词：猪粪污；异位发酵；垫料；微生物菌剂；发酵效果中图分类号：S141.4文献标志码：A文章编号：2095-1191（2023）03-0877-10收稿日期：2022-11-17基金项目：重庆市技术创新与应用发展专项重点项目（cstc2021jscx-tpyzxX0004）；重庆市教委科学技术重大项目（KJZD-M202201203）通讯作者：肖国生（1972-），https:/orcid.org/0000-0002-3544-183，教授，主要从事微生物生态安全及资源开发利用研究工作，E-mail：第一作者：陆肖宇（1997-），https:/orcid.org/0000-0002-9796-0424，研究方向为养殖粪污微生物处理，E-mail：Effects of partial replacement of sawdust and bran by olivepomace on ectopic fermentation of swine manureLU Xiao-yu1，2，TANG Ming-feng1，2，XIONG Yan-hong1，2，WU Yang-zhen1，CHENG Fei1，2，XIAO Guo-sheng1*（1College of Biology and Food Engineering，Chongqing Three Gorges University，Chongqing 404120，China；2College ofEnvironmental and Chemical Engineering，Chongqing Three Gorges University，Chongqing 404130，China）Abstract：【Objective】This research evaluated the fermentation effect of olive pomace partially replacing traditionalmattress materials made by sawdust and bran and using functional microbial inoculum for ectopic fermentation，so as toprovide reference for swine manure ectopic fermentation and the resource utilization of agricultural waste.【Method】Sixdifferent combinations of mattress materials and microbial inoculum were used in the experiment.The different combina-tions of mattress materials and microbial inoculum were thoroughly mixed with swine manure for composting and fermen-tation.Samples were taken on the day 0，5，10，15，and 20 of fermentation to measure temperature，moisture，pH，conduc-tivity，nitrogen content，phosphorus content，potassium content，and microbial diversity of each treatment.The differencesin physical and chemical indicators and microbial community changes of each treatment were compared and analyzed toevaluate the fermentation effect of adding olive pomace and microbial inoculum.【Result】The addition of olive pomaceand microbial inoculum could increase the temperature of ectopic fermentation and the duration of high temperature.ThepH value of each group increased，while the water content and EC value increased first and then decreased.During the南方农业学报Journal of Southern Agriculture2023，54（3）：877-886ISSN 2095-1191；CODEN NNXAABhttp:/DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2023.03.02354卷南 方 农 业 学 报 8780引言【研究意义】近年来，我国禽畜养殖业迅速发展，但粪污无害化处理和资源化利用技术不够完善，导致禽畜粪便成为我国农业面源污染的主要问题（江青东等，2017），禽畜粪污无害化利用已成为养殖业可持续高质量发展的关键（王瑞和魏源送，2013；吴浩玮等，2020）。目前，利用微生物将有机物转化为稳定高腐殖化物质（堆肥）的异位发酵技术是我国禽畜粪污处理的主要模式之一（Sez et al.，2017；Koyama et al.，2018；张元华等，2020）。在实际生产中多以锯末和糠壳作为垫料，成本较高。重庆市种植有7000 ha以上的油橄榄（蒋宣斌，2018），但年产量巨大的油橄榄果渣并未得到有效利用，造成资源浪费。油橄榄果渣含有丰富的有机物，具有通透性好和生化处理特性强等优点，是优良的发酵床垫料选择和微生物生长繁殖基质。因此，结合重庆当地实际，利用油橄榄果渣部分替代传统锯末糠壳垫料和使用功能菌剂进行禽畜粪污异位发酵，对提高发酵效果、降低成本及提升堆肥产品品质具有重要意义。【前人研究进展】研究表明，垫料选择和微生物活动是影响禽畜粪便异位发酵的重要因素（沈琦等，2019）。垫料的差异直接影响发酵效果（Shen et al.，2019），发酵起始阶段选择碳氮比为2530的垫料配比有利于发酵运行（叶世豪等，2020），而垫料本身的孔隙度也影响发酵进程中的温度控制，如稻壳和椰壳粉的混合堆肥相比于玉米秸秆对发酵高温期的维持更优（李艳苓等，2018）；殷小东等（2020）发现锯末垫料相对于稻壳垫料具有更强的粪污消纳能力；Wang等（2017）研究发现利用制酒的蒸馏谷物进行堆肥前调节起始pH至5.0有利于产品腐熟。堆肥腐熟本质是微生物介导的生理生化过程，堆体通过微生物发酵转变为腐熟有机肥。传统堆肥腐熟存在的周期长、养分损失大等缺陷可通过添加外源微生物得到有效解决。Tahir等（2018）研究表明，添加溶磷菌芽孢杆菌和固氮螺菌发酵制成的生物有机肥品质更好；Hu等（2019）研究指出，在猪粪蘑菇渣堆肥中接种木质纤维素降解菌群可提高降解率；Duan等（2020）发现牛粪麦秸堆肥中接种0.5%枯草芽孢杆菌能起到固碳作用；Wan等（2020）在鸡粪玉米秸秆堆肥中添加芽孢杆菌等，延长了堆肥高温期，提高了产品腐熟度。【本研究切入点】目前油橄榄果渣多用于提取酚类物质制备食品抗氧化剂或直接用于动物饲料等，而利用特定功能微生物作为腐熟菌剂及油橄榄果渣为发酵床垫料的研究较少，尚需深入探讨。【拟解决的关键问题】以油橄榄果渣部分替代传统锯末糠壳垫料，比较不同垫料配比与微生物功能菌剂在异位发酵过程中堆体温度、水分、pH、氮、磷、钾和微生物群落的变化，综合评价不同处理对发酵效果的影响，筛选最佳的垫料组合和微生物菌剂，为猪粪污异位发酵生产和农业废弃物资源化利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料锯末和糠壳均购自重庆市开州区开竹粮油种植股份合作社；油橄榄果渣由重庆禄丰天润油橄榄开发有限公司提供；猪粪污取自重庆市万州区恳鑫农业有限公司。商用菌剂（购自福建省农科农业发展有限公司）：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）2.5109CFU/g，地衣芽孢杆菌（B.licheniformis）2.5109CFU/g，嗜酸0-20 day fermentation process，there were differences in the trend of changes in organic carbon，nitrogen，phosphorus，and potassium contents among different treatment groups.Compared with the day 0 of fermentation，the organic carboncontent significantly decreased on day 20 of fermentation（P0.05）.The total potassium content was significantly reduced，and the total potassiumcontent in the group of 45%sawdust+30%bran+25%olive pomace+functional microbial inoculum was the highest（9.43g/kg）.The addition of olive pomace could reduce the nitrate nitrogen content in the fermentation mattress material，whilethe addition of olive pomace and functional microbial inoculum could increase the ammonium nitrogen content in the ecto-pic fermentation mattress material.During fermentation，the abundance of dominant bacteria such as Bacillus at the orderand genus levels in the group adding microbial inoculum increased，and the addition of olive pomace could increase thecopy number of metabolism-related genes of amino acid，carbohydrate and lipid in bacteria.【Conclusion】Olive pomacecan partially replace the sawdust and bran mattress material，and the composition of 45%sawdust+30%bran+25%olivepomace combined with functional microbial inoculum is more conducive to the decomposition of fermentation mattressand the formation of organic fertilizer.Key words：swine manure；ectopic fermentation；mattress material；microbial inoculum；fermentation effectFoundation items：Chongqing Technical Innovation andApplication Development Special Key Project（cstc2021jscxtpyzxX0004）；Chongqing Education Commission Science and Technology Major Project（KJZD-M202201203）3期879乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）1.0108CFU/g，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）5.0107CFU/g。功能菌剂（本实验室自制菌剂）：固氮多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）4.3108CFU/g，固氮能力为340.4222.4 mg/L；解磷巨大芽孢杆菌（B.megaterium）2.6108CFU/g，解磷能力为209.044.22mg/L；解钾胶冻样芽孢杆菌（B.mucilaginosus）3.2108CFU/g，解钾能力为15.570.12 mg/L。1.2试验方法异位发酵试验在重庆市万州区恳鑫农业有限公司异位发酵床中实施。共设6个不同垫料和菌剂组（表1），堆体长3.0 m、宽2.0 m、高1.5 m，堆体体积为9.0 m3。将垫料和菌剂充分混均后喷洒猪粪尿，然后分别在第5、10、15和20 d时添加粪污，控制垫料含水量50%60%。用翻抛机定期翻抛垫料，翻抛结束后对每个处理进行随机多样点采样，用于后续分析。1.3发酵垫料理化指标测定每日定时测定发酵堆中心温度，采用恒温干燥法测定发酵垫料含水率（董立婷等，2016），用pH计测定pH，用电导率仪测定可溶性盐浓度（EC值）。在20 d发酵进程中，分别在第0、5、10、15和20 d对各处理组采样，于-80 保存。参照NY/T 5252021 有机肥料 的方法测定全氮、全磷和全钾含量；采用重铬酸钾容量法测定有机碳含量（赵丽芳等，2018）；采用氯化钾浸提靛酚蓝比色法测定铵态氮含量（端爱玲等，2021）；参照NY/T 11162014 肥料 硝态氮、铵态氮、酰胺态氮含量的测定，采用紫外分光光度法测定硝态氮含量。1.4发酵垫料细菌多样性测序分析样品送至北京诺禾致源科技股份有限公司进行细菌群落总DNA提取及高通量测序。用CTAB法提取样本的基因组DNA，经琼脂糖凝胶电泳检测纯度和浓度后，用引物515F（5-GTGCCAGCMGCCG-CGGTAA-3）和806R（5-GGACTACHVGGGTWTC-TAAT-3）进行PCR扩增，模板浓度为1 ng/L DNA。PCR产物使用2%浓度的琼脂糖凝胶进行电泳检测，纯化产物，用TruSeq DNA PCR-Free Sample Prep-aration Kit建库试剂盒进行文库构建，经过Qubit和qRT-PCR定量合格后，使用NovaSeq 6000进行上机测序分析。1.5统计分析试验数据用Excel 2020和Origin 2019b进行整理和作图，以SPSS 2020对数据进行差异显著性分析。2结果与分析2.1垫料异位发酵过程中物理指标的动态变化由图1可看出，各处理组发酵第2 d进入高温期（50.0），随后温度呈波动变化，第7 d后最高温度有所下降，第20 d时A1、A2和B1组的发酵温度接近环境温度。含油橄榄果渣和功能菌剂组（B2和B3）较其他组升温更迅速，温度更高，最高温度分别达59.8和63.2，并且嗜热期（4055）维持时间更长（图1-A）。在发酵进程中各组垫料含水率均呈先升高后降低的变化趋势，除A1组在第10 d达最高值外，其余各组均在第15 d时达最高值；到第20 d时，各组垫料含水率在47.8%50.5%（图1-B）。各组垫料的pH随着发酵进程不断升高，发酵至第10 d后各组垫料开始由弱酸性变为弱碱性，发酵试验结束时pH范围为7.437.71（图1-C）。各组垫料的EC值呈先升高后降低的变化趋势，发酵至第20 d时，各处理EC值在12091801 S/cm，其中A3、B2和B3组较高，B3组最高，A1组最低（图1-D）。以上结果显示，添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵的温度、高温维持时间及垫料的EC值。2.2垫料异位发酵过程中有机碳和氮磷钾含量的动态变化由图2可看出，在20 d的异位发酵过程中，各处理组的有机碳含量整体呈降低趋势，与垫料初始有机碳含量相比，第20 d发酵试验结束时有机碳含量均显著降低（P0.05）（图2-C）。发酵过程中各处理组的钾含量变化趋势存在差异，但均表现为发酵结束第20 d时钾含量较发酵前显著降低，其中B3组的钾含量（9.43 g/kg）高于其他组，且较初期降低较少（图2-D）。以上结果显示，油橄榄果渣的添加使堆肥全氮含量增加，且辅以功能菌剂后的提升效果更好；同时使用油橄榄果渣和功能菌剂使堆肥进程中全磷含量变化减小；各组全钾含量均有一定损失，但25%油橄榄果渣替代量和功能菌剂同时使用使堆肥全钾含量变化幅度降低，且第20 d全钾含量高于其余处理。2.3垫料异位发酵过程中铵态氮和硝态氮的动态变化由图3可看出，在20 d的异位发酵期内，商用菌剂组（A组）的铵态氮含量呈先升高后降低的变化趋势，发酵第15 d达最高值，随后显著降低；功能菌剂组（B组）的铵态氮含量则呈先升高后降低再升高的波动变化，发酵结束时铵态氮含量整体较高，其中B3组的铵态氮含量最高，为593.48 mg/kg（图3-A）。各处理组硝态氮含量整体呈先升高后降低的变化趋势，发酵第10 d时，各处理组硝态氮含量均达最高值（721.21222.7 mg/kg），B1和B3组升高更明显（图3-B）。以上结果表明，添加油橄榄果渣能降低发酵垫料中的硝态氮含量，同时添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高异位发酵垫料的铵态氮含量。2.4垫料异位发酵过程中微生物群落的多样性对不同处理组和不同异位发酵时期垫料中菌群进行宏基因测序分析，发现商用菌剂组（A组）垫料在不同发酵时期的微生物群落OTU数量呈先升后降的变化趋势，与功能菌剂组（B组）变化趋势不同（图4）。由表2可知，添加油橄榄果渣的垫料组（A2、A3、B2、B3）在发酵试验结束时（第20 d）较发酵初期（第5 d）的Chao1指数降低3.61%67.58%，ACE指数降低4.49%52.43%，而未添加组（A1、B1）的Chao1指数升高3.79%21.05%，ACE指数升高2.00%21.80%；图 1不同处理组异位发酵进程中垫料温度（A）、含水率（B）、pH（C）和EC值（D）的动态变化Fig.1Dynamic changes of temperature（A），moisture（B），pH（C）and EC value（D）of mattress material during ectopic fermentationin different treatment groups65.060.055.050.045.040.035.030.025.0温度（）Temperature时间（d）Time0246810 12 14 16 18 20A1A2A3B1B2B3环境温度EnviornmenttemperatureA1A2A3B1B2B3A1A2A3B1B2B3A1A2A3B1B2B3时间（d）Time时间（d）Time时间（d）Time05101520051015200510152060.055.050.045.040.0含水率（%）Moisture content3500300025002000150010008.007.507.006.50pHEC值（S/cm）EC valueABCD3期881除A3组外，其他各处理组的Shannon和Simpson指数在发酵第20 d均较发酵第5 d有所增加，Shannon指数增幅为2.83%11.35%，Simpson指数增幅为0.42%4.00%。由此可知，添加油橄榄果渣能使垫料中微生物丰富度降低，多样性升高；商用菌剂组和功能菌剂组的微生物丰富度和多样性上无明显差异。2.5垫料异位发酵过程中微生物群落的组成根据OTU划分和分类地位鉴定结果可知每个样本在各分类水平的具体组成，选取分类水平上丰度排名前10的目和属绘制成细菌丰度图（图5）。在目水平上各组垫料菌群丰度排前10的细菌目分别为芽孢杆菌目（Bacillales）、共生菌目（Symbiobacteriales）、SBR1031、伯克氏菌目（Burkholderiales）、黄杆菌目（Flavobacteriales）、假单胞菌目（Pseudomonadales）、多囊菌目（Polyangiales）、消化链球菌目（Peptostrep-tococcales）、噬几丁质菌目（Chitinophagales）和拟杆菌目（Bacteroidales），总占比在40%以上。发酵试验结束时，添加橄榄油果渣组（A2、A3、B2、B3）中的图 2不同处理组异位发酵进程中垫料有机碳（A）、氮（B）、磷（C）和钾（D）含量的动态变化Fig.2Dynamic changes of organic carbon（A），nitrogen（B），phosphorus（C）and potassium（D）contents of mattress materialsduring ectopic fermentation in different treatment groups不同小写字母表示同一处理组内不同发酵时间差异显著（P0.05）。图3同Different lowercase letters indicated significant difference in the same treatment group at different fermentation durations（P0.05）.The same wasapplied in Fig.3图 3不同处理组异位发酵进程中垫料铵态氮（A）和硝态氮（B）含量的动态变化Fig.3Dynamic changes of ammonium nitrogen（A）and nitrate nitrogen（B）contents of mattress materials during ectopic fermenta-tion in different treatment groups处理 TreatmentA1A2A3B1B2B30 d5 d10 d15 d20 d处理 TreatmentA1A2A3B1B2B3处理 TreatmentA1A2A3B1B2B3处理 TreatmentA1A2A3B1B2B3有机碳含量（g/kg）Organic carbon content0 d5 d10 d15 d20 d0 d5 d10 d15 d20 d0 d5 d10 d15 d20 d7006005004003002001000aaaaaaaaaaabbbbbbbababababbcbcccccbc全氮含量（g/kg）Total nitrogen content35302520151050全钾含量（g/kg）Total potassium content全磷含量（g/kg）Total phosphorus content302520151050121086420abcabcaabbaaabbbcccccddddddeeeeeeababcababcdeadbccdaaaabbcdbcdcbccccbabcdeabcdebabbbbaaaadddceccceeedcde处理 TreatmentA1A2A3B1B2B30 d5 d10 d15 d20 d处理 TreatmentA1A2A3B1B2B30 d5 d10 d15 d20 d700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.00.01400.01200.01000.0800.0600.0400.0200.00.0铵态氮含量（mg/kg）NH4+-N content硝态氮含量（mg/kg）NO3-N contentabcdeedddeaabbbccceeccbbaaaddeecbadbbaaddcceedbcedbceaaabdceABCDAB陆肖宇等：油橄榄果渣部分替代锯末糠壳对猪粪污异位发酵的影响54卷南 方 农 业 学 报 882处理TreatmentA1.05A1.10A1.15A1.20A2.05A2.10A2.15A2.20A3.05A3.10A3.15A3.20B1.05B1.10B1.15B1.20B2.05B2.10B2.15B2.20B3.05B3.10B3.15B3.20Shannon指数Shannon index7.2148.0618.4878.0336.8437.8257.8207.5938.6447.1477.4697.8257.6267.7217.9298.4646.6827.4337.4776.8717.1827.2756.9067.900Chao1指数Chao1 index2786.1623366.4743462.4822891.7955662.5872852.7582933.6021835.6052967.7022242.8622742.7892642.7442647.8052795.0773296.6333205.1892868.3612375.7362802.7981649.7372724.0912348.7632405.2382625.632Simpson指数Simpson index0.9540.9770.9880.9850.9400.9670.9760.9780.9910.9450.9520.9720.9750.9620.9760.9890.9480.9760.9720.9520.9510.9500.9230.972ACE指数ACE index2850.2013438.1053534.8822907.3303925.8362886.2012981.6541867.5023005.1222294.0422786.3242700.1392696.8432836.1303411.4243284.8492954.5742419.9832890.5551698.9492804.3022413.1462454.6342678.294图 4异位发酵过程中不同处理组细菌多样性分布Fig.4Diversity distribution of bacteria during ectopic fermentation in different treatment groups分组中05、10、15和20表示发酵第5、10、15和20 d。表2、图5和图6同05，10，15 and 20 in the treatments represented the 5th，10th，15thand 20thd of fermentation.The same was applied in Table 2，Fig.5 and Fig.6表 2菌群多样性指数Table 2Diversity index of bacterial communitySBR1031和假单胞菌目占比相较于发酵初期明显增加，且伯克氏菌目占比相对于未添加油橄榄果渣的处理组有所减少，在发酵过程中功能菌剂组的前10位细菌目总占比和芽孢杆菌目占比均明显多于商用菌剂组（图5-A）。在属水平上各组垫料菌群丰度排前10的细菌分别为共生菌属（Symbiobacterium）、解脲芽孢杆菌属（Ureibacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、赖氨酸芽孢杆菌属（Lysinibacillus）、反硝化卡斯特兰尼氏菌属（Castellaniella）、漠河杆菌属（Moheibacter）、堆囊菌属（Sorangium）、八叠球菌属（Tepidimicrobium）、un-identified_SBR1031和假单胞菌属（Pseudomonas）。添加油橄榄果渣组（A2、A3、B2、B3）在异位发酵过程中前10位优势菌属总占比（除B3组外）从发酵第5 d到第20 d呈先降后升再降的变化趋势，而B3组表现为先降后缓慢回升的趋势。各处理组第5 d时优势菌属占比最高，发酵试验结束后，添加油橄榄果渣组的优势菌群占比低于未添加组，且油橄榄果渣增加量越多优势菌占比越小；添加功能菌剂组在发酵过程中优势菌的占比高于商用菌剂组，主要是解脲芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、赖氨酸芽孢杆菌属的占比较高（图5-B）。结果表明，添加油橄榄果渣和功能菌剂能改变发酵垫料中的优势菌群丰度，添加油橄榄果渣有利于更多细菌生长，添加功能菌剂可增加异位发酵垫料中的优势菌丰度，芽孢杆菌丰度增加更明显。2.6垫料异位发酵过程中微生物代谢相关基因的差异根据PICRUSt预测各处理组主要有机物降解途径，分析发现各处理组垫料中的细菌群落对脂类、氨基酸和碳水化合物代谢的相关基因拷贝数存在差异，各处理组垫料在发酵第520 d的氨基酸、碳水化合物和脂类代谢相关基因拷贝数呈先上升后下降再上升的变化趋势（图6）。试验结束时，各组氨基酸代谢相关基因拷贝数较初期增长24.53%84.41%，碳水化合物代谢相关基因拷贝数增长16.75%94.13%，脂类代谢相关基因拷贝数增长23.63%94.37%，其中添加油橄榄果渣组在异位发酵进程中三大物质代100000800006000040000200000KingdomPhylumClassOrderFamilyGenusSpeciesA1.05A1.10A1.15A1.20A2.05A2.10A2.15A2.20A3.05A3.10A3.15A3.20B1.05B1.10B1.15B1.20B2.05B2.10B2.15B2.20B3.05B3.10B3.15B3.20OTU数量 Number of OTUs3期883谢相关基因拷贝数波动更大，但随着油橄榄果渣添加量增加变化幅度变小，且添加油橄榄果渣处理的基因拷贝数更高。功能菌剂组与商用菌剂组在发酵过程中三大物质代谢相关基因拷贝数变化趋势相似，但功能菌剂组的变化幅度更大。结果表明，添加油橄榄果渣会增加异位发酵过程中细菌氨基酸、碳水化合物和脂类代谢的相关基因拷贝数，而添加功能菌剂会影响异位发酵过程中细菌的氨基酸、碳水化合物和脂类代谢相关基因拷贝数变化。3讨论猪粪污异位发酵过程是通过微生物发酵使猪粪污和垫料中的有机物实现矿质化、腐殖化和无害化的腐熟过程，也是一个复杂的物理、化学和生物过程，受垫料构成、微生物组成、含水率、温度、通气量等众多因素影响。其中，影响发酵进程的主要因素是功能微生物与垫料的构成，改变垫料组成和添加微生物会加速腐熟过程，提高产品肥效（沈琦等，2019；赵彬涵等，2021）。为更好了解异位发酵效果，通常在发酵过程中监控发酵堆的温度、水分、pH、氮、磷、钾和微生物组成等物理、化学和生物重要参数（王桂珍等，2013；李太魁等，2021；李祥等，2022）。本研究中，添加油橄榄果渣和功能菌剂能提高升温速度、最高温度和高温维持时间，各处理组pH皆由弱酸性逐渐变为弱碱性、EC值均呈先上升后下降的变化趋势。相关研究表明，微生物分解有机质和有机酸使堆体温度和pH升高，同时产生大量盐离子（蓝江林等，2013；柴晓彤等，2017），而EC值在发酵中后期逐渐降低可能是由于氨的挥发和矿物盐沉淀（Huang et al.，2004）。油橄榄果渣相比锯末和糠壳养分含量更高，更利于微生物生长繁殖，故微生物能迅速增殖和分解垫料中有机化合物使堆体温度上升（Bernal et al.，2009）。在堆肥发酵中添加功能微生物越来越受到重视，通过添加外源性功能微生物能增加发酵初期菌图 5不同处理组异位发酵进程中细菌群落在目水平（A）和属水平（B）的相对丰度Fig.5The relative abundance of bacterial community composition at order level（A）and genus level（B）during ectopicfermentation in different treatment groups相对丰度（%）Relative abundance1.00.40.20.0相对丰度（%）Relative abundance1.00.40.20.0ABA1.05A1.10A1.15A1.20A2.05A2.10A2.15A2.20A3.05A3.10A3.15A3.20B1.05B1.10B1.15B1.20B2.05B2.10B2.15B2.20B3.05B3.10B3.15B3.20OthersBaciervidalesChitinophagalesPeptostreptococcalesPolyangialesPseudomonadalesFlavobacterialesBurkholderialesSBR1031SymbiobacterialesBacillalcsA1.05A1.10A1.15A1.20A2.05A2.10A2.15A2.20A3.05A3.10A3.15A3.20B1.05B1.10B1.15B1.20B2.05B2.10B2.15B2.20B3.05B3.10B3.15B3.20OthersPseudomonasunidentified_SBR1031TepidimicrobiumSorangiumMoheibacterCastellaniellaLysinibacillusBacillusUreibacillusSymbiobacterium陆肖宇等：油橄榄果渣部分替代锯末糠壳对猪粪污异位发酵的影响54卷南 方 农 业 学 报 884群数量，改善菌群结构，影响菌群代谢，加速有机物的分解和堆体温度升高，缩短发酵时间（赵彬涵等，2021），更能有效减少发酵过程中垫料的养分损失（Wei et al.，2017；Lu et al.，2018；Tu et al.，2019），从而提高堆肥产品质量。本研究发现，堆肥全氮含量最终增加，且添加油橄榄果渣和功能菌剂处理增长最明显；添加功能菌剂处理发酵前后全磷含量无显著变化，全钾含量均存在一定损失；铵态氮前期增加迅速而后期基本稳定，其中功能菌剂组铵态氮含量更高；硝态氮呈先增后减趋势，而功能菌剂组第10 d时硝态氮含量增加更明显。有研究