添加过磷酸钙对乡村有机废弃物太阳能辅助好氧堆肥氮素保持的影响

李 楠,陆勇泽,,朱光灿,①,李淑萍

(1.东南大学能源与环境学院,江苏 南京 210096;2.西藏民族大学西藏水污染控制与生态修复国家民委重点实验室,陕西 咸阳 712082)

乡村有机废弃物和畜禽粪便经处理后可作为有机肥或生物质资源改良土壤环境,增加有机质、氮、磷等养分,并补充微量元素[1]。好氧堆肥具有高温期持续时间长、周期短、基质分解彻底、异味小等优点[2],初始温度保持在30 ℃左右时嗜温菌活跃,更有利于分解利用糖和淀粉等有机物[3],而冬季气温过低易导致堆肥难以启动。

近年来,有学者利用太阳能加快堆肥进程和提升肥效。骆爽爽[4]利用太阳能转化为电能进行鼓热风供氧曝气从而对堆肥反应器进行温度控制以实现反应器内的均匀供热。余芳[3]通过比较太阳能、大棚堆肥装置和普通堆肥对相关因素的影响,发现使用太阳能热水器为好氧堆肥装置提供稳定热源可以保证堆肥高效完成。虽然太阳能辅助好氧堆肥有利于加快腐熟进度和提升肥效,但是环境温度较高也会带来更多氮素损失,赵秀玲等[5]发现45 ℃条件下牛粪堆肥的氮素损失高于30 ℃条件下的损失。

堆肥过程中氮损失主要由于pH升高和堆体温度较高导致NH3挥发、硝化产物(如NO3-、NO2-)的浸出以及反硝化导致NO、N2O和N2的排放[6]。姜继韶等[7]以过磷酸钙和腐烂苹果为添加剂,设置4个处理后发现3%过磷酸钙和7.5%腐烂苹果作为混合添加剂比单纯添加过磷酸钙或是腐烂苹果对氮素保持效果更好。张邦喜等[8]发现堆肥原料为鸡粪、烟末和菌糠的情况下添加5%过磷酸钙比添加10%生物炭的固氮效果好。过磷酸钙可以直接激活核心功能菌,增加细菌多样性和复杂性,加速堆体腐熟,降低盐和重金属离子含量,提高堆肥的种子发芽指数(GI)[9]。

太阳能辅助好氧堆肥虽然可以促进反应进行,但会因为温度过高造成氮素损失更严重。笔者研究利用太阳能辅热并提供新风,对新鲜猪粪、杂草和水稻秸秆进行好氧堆肥处理,通过添加不同量过磷酸钙探究氮素保持效果,对堆体理化性质和微生物状况进行分析。主要从pH、氮和磷的角度分析过磷酸钙对堆体的影响,并从种的角度分析不同发酵阶段微生物群落组成变化并考察微生物群落结构变化与环境因子的关系,以期为乡村有机废弃物和畜禽粪便资源化利用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

堆肥原料为新鲜猪粪、杂草和水稻秸秆,取自江苏句容陈庄。新鲜猪粪来自家庭养猪舍,水稻秸秆源自农户家库存,杂草取自田边。经自然晾晒后的杂草和水稻秸秆采用破碎机破碎至长3～5 cm,其中,水稻秸秆用作调理剂,原料基本性质见表1。

表1 堆肥原料的基本性质

1.2 试验设计

堆肥所用装置为处理规模0.5 t·d-1的阳光堆肥房及相关土建、电气、自控装置,包括阳光堆肥房房体、光伏系统、除臭装置、渗滤液收集处理装置和通风管路。堆肥房屋顶采用透明有机玻璃覆盖,光伏系统产生的电能用于供应新风以及寒冷天气加热水箱进行暖风供应,多余电能储存于蓄电池以备阴雨天使用。阳光堆肥房结构示意见图1。

1—阳光堆肥房房体;2—进出料口;3—太阳能光伏板;4—光伏系统控制箱;5—水箱;6—风机;7—通风管路;8—渗滤液收集槽;9—渗滤液提升泵;10—除臭装置;11—风机;12—排气管;13—房顶;14—滤网。

根据堆肥原料的基本性质,按m(猪粪)∶m(杂草)∶m(稻草)=4∶1∶1的比例,称取20 kg猪粪、5 kg杂草和5 kg水稻秸秆,控制堆体C/N比值约为25,质量含水率约为60%。在阳光堆肥房内设置两组堆体,堆体1添加堆料干重2.5%的过磷酸钙,堆体2添加堆料干重5%的过磷酸钙。通风量为3.22 m3·min-1,前10 d每天翻堆1次,后期每2 d翻堆1次。第1、4、7、10、13、16、19天进行取样,在堆体上、中、下部各取100 g,混合均匀后取50 g在-18 ℃条件下保存,其余在4 ℃条件下保存,以备测定理化指标及进行微生物分析,所有测定重复3次,并计算平均值。

1.3 检测方法

温度[10]:每天9点和15点使用手持数显温度计监测堆体内部3个点的温度,取平均值作为当日堆体温度。pH和电导率(EC)[11]:称取5.0 g堆肥样品,按固液比为1∶10加入超纯水后,振荡2 h后以5 000 r·min-1转速离心30 min,分别采用雷磁便携式多参数分析仪(DZB-718)和柯迪达笔式电导率仪(CT-3021)测定上清液pH和EC。含水率[4]:称量适量样品置于105 ℃恒温烘箱中烘至恒重,由前后的质量差计算含水率。有机质[4]:烘箱烘干后的样品在550 ℃条件下灼烧8 h,由前后质量差计算有机质含量。铵态氮和硝态氮[11]:按固液比为1∶10取5.0 g堆肥样品加入2 mol·L-1KCl溶液,振荡2 h后以5 000 r·min-1转速离心30 min,取上清液过0.45 μm孔径滤膜测定铵态氮和硝态氮含量。全氮:参考NY 525—2021《有机肥料标准》中的方法。全磷和有效磷:参考NY/T 2541—2014《肥料 磷含量的测定》中的方法。种子发芽指数(GI,IG)[7]:按固液比1∶10用超纯水浸提堆肥样品,振荡2 h后以5 000 r·min-1转速离心30 min,取上清液得到堆肥浸提液。在培养皿中放置一层滤纸,并放入20粒小白菜种子,加入10 mL浸提液,对照组加入10 mL超纯水,在25 ℃条件下恒温培养2 d后,记录种子发芽数与种子发芽长度,IG(%)计算公式为

IG=(rs×ls)/(rc×lc)×100%。

(1)

式(1)中,rs和rc分别为样品和对照发芽比例;ls和lc分别为样品和对照发芽长度。

氮损失(SN,%)计算公式为

SN={[N1×M1× (1-W1)]-[N2×M2× (1-W2)]}/[N1×M1× (1-W1)] × 100%。

(2)

式(2)中,N1、N2分别为堆体初始、结束时总氮质量含量,%;M1、M2分别为堆体初始、结束时总质量,kg;W1、W2分别为堆体初始、结束时质量含水率,%[12]。

1.4 高通量测序

对所采集样品16S全长进行扩增,利用PacBio平台测序。提取样本DNA后利用琼脂糖凝胶电泳检测DNA纯度和浓度。以稀释后的基因组DNA为模板,使用带Barcode的特异引物和高效高保真酶进行PCR检测,确保扩增效率和准确性。PCR产物使用20 g·L-1琼脂糖凝胶进行电泳检测,对目的条带使用qiagen公司提供的胶回收试剂盒回收产物[13]。

1.5 数据分析

采用Qiime软件计算Shannon、Simpson、Chao1和Ace指数,采用R软件绘制NMDS图并进行Spearman相关性分析,采用Origin软件绘制理化指标[14]。

2 结果与讨论

2.1 堆肥的物理和化学性质

温度变化可以反映堆肥的进程、质量、微生物活性和灭菌效果[15]。图2表明2个堆体都经过了升温期、高温期和降温腐熟期3个阶段。两个堆体升温均较快,第2天进入高温期,最高温度均高于55 ℃,稳定时间长达6 d。高温期温度高且稳定时间长,可以杀死病原微生物[16]。高温期处于52～60 ℃ 水平时有利于可降解有机物的快速分解[17],释放微生物呼吸产生的大量热量[18],促进微生物生长和繁殖。堆肥22 d时,2个堆体温度均趋于稳定。由于天气原因气温波动较大,而堆肥房内温度始终维持在40 ℃左右,可见太阳能堆肥房保温效果很好,为堆肥的顺利进行提供较为合适的环境温度。

图2 堆肥过程中温度变化

含水率影响微生物代谢和通气速率,有助于维持嗜热相并提供溶解介质[19],含水率过高的堆体趋于厌氧[20]。温度和有机质互相影响,温度变化主要受有机质的降解快慢影响,两者都是影响堆体腐熟的关键因子[21]。图3表明堆肥过程中含水率和有机质含量均呈下降趋势,2个堆体高温期下降趋势明显快于其他阶段,表明高温期微生物活动更剧烈,有机物消耗更多,高温带来的水分散失更明显。前10 d堆体1含水率下降约15个百分点,堆体2下降约17个百分点,堆体2升温期和高温期微生物丰度和多样性更高,有助于含水率的快速下降。在降温腐熟期温度降低且趋于稳定,含水率下降速度减慢,微生物活动减少。堆体1和堆体2初始有机物含量分别为75.72%和77.27%,堆肥结束时分别下降到44.60%和40.56%,下降31.12和36.71个百分点,可见堆体2有机质降解更多,可能是因为添加更多的过磷酸钙为微生物提供更多磷营养,微生物活动更剧烈,从而促进微生物对有机物的分解。

图3 堆肥过程中堆体含水率、有机质、pH和EC的变化

pH控制在6.7～9.0水平有利于堆肥过程中微生物活动,当pH>7.5时,氨挥发导致的氮损失将明显增加[22]。由图3可知,pH先下降后上升,过磷酸钙作为酸性肥料,加入堆体后会显著降低堆体pH,同时过磷酸钙会与堆肥过程中产生的铵离子反应生成磷酸铵而减少氨挥发,从而实现氮素保持[23]。堆肥20 d前后,pH值保持稳定,堆体1稳定在7.6左右,堆体2稳定在7.5左右。堆体2的EC总体高于堆体1,堆体2的EC先增大后趋于平缓;而堆体1则先增大后减小随后呈激增趋势,激增可能是受物料分解、离子沉淀和硝化作用等综合作用的影响[2]。堆体1和堆体2的初始EC分别为2.39和2.91 mS·cm-1,结束时分别为4.13和4.59 mS·cm-1。观察微生物群落变化发现,虽然增加过磷酸钙添加量可降低堆肥pH(堆体2的pH小于堆体1),但是并未抑制微生物活性,堆体2氮素保持效果更好。有研究指出堆肥EC值超过4.0 mS·cm-1可能会对植物生长不利,但施用钙含量高的堆肥可以改善土壤性能,因为Ca2+具有强的阳离子交换能力,可以避免土壤pH呈强碱性,并且对盐碱土而言,施用Ca2+含量高的添加剂或肥料可以显著降低土壤中Na+含量,具有盐土改良作用[11]。

堆肥中无机氮主要以铵态氮形式存在,铵态氮含量取决于温度、pH和氨化细菌活性[24]。2个堆体中铵态氮含量总体呈现先上升后下降趋势(图4)。在升温期和高温期,2个堆体铵态氮含量增加幅度均最大,含氮物质被微生物迅速降解,氮素以铵态氮形式存在,铵态氮含量迅速升高。堆体1和堆体2中铵态氮含量上升率分别为63.4%和64.3%,而硝态氮在这期间保持较低水平。经过高温阶段,pH值上升,铵态氮以氨气形式大量损失导致其含量逐渐降低。随着高温期的结束,温度下降,硝化菌活性逐渐增强[25],硝化作用使得铵态氮转化为硝态氮,同时堆料pH呈碱性加大氨气挥发从而导致铵态氮含量下降。至堆肥20 d时,堆体1铵态氮含量下降4.3%,堆体2则上升12.4%,可见添加5%过磷酸钙比添加2.5%过磷酸钙对铵态氮的保持更有利。初始堆料中未检出硝态氮,堆肥7 d后,硝态氮开始出现,并持续增加直至堆肥结束。该现象表明在堆肥前期高温不利于硝化细菌的生长,各个堆体中硝态氮含量无明显变化,降温期温度趋于适中(低于40 ℃),硝化细菌增殖使硝态氮含量明显上升[26],最终,两个堆体中硝态氮含量分别为0.29和0.33 mg·g-1。

根据表2中堆肥前后堆肥全氮含量、质量以及含水率的变化计算可得堆体1氮损失为22.64%,堆体2氮损失为17.44%,可见,增加5%过磷酸钙更有利于减少堆肥过程中的氮素损失。

表2 堆肥前后全氮和质量变化

堆肥过程中无论磷的形态如何变化,其总量不变,且随着有机质的分解出现浓缩效应,全磷含量随着反应的进行不断升高(图5)。过磷酸钙添加量与堆体初始全磷含量呈正相关,堆肥20 d时,两个堆体全磷含量分别增加26.9%和9.3%。堆肥初期有效磷主要来自过磷酸钙中有效态无机磷,因而堆体2中有效磷初始含量高于堆体1,至堆肥结束时堆体1中有效磷含量较初期降低2.3%,堆体2有效磷含量降低18.3%。两个堆体高温期有效磷含量先降低随后升高,降低原因可能是有效态磷与堆肥中金属离子反应生成难溶性化合物,使得有效磷含量显著降低,添加的过磷酸钙越多,该反应则越剧烈,有效磷含量降低也越多。随后有效磷含量升高是因为易分解有机物转变为小分子有机酸,活化了过磷酸钙中部分矿物态无机磷,使得堆肥中有效磷活性升高。李帆等[27]通过设置不同的过磷酸钙添加量来探究其对堆肥过程中磷形态变化的影响,发现猪粪堆肥过程降低了磷的有效性,使其向不易于被植物直接吸收利用的形态转化,笔者试验中堆肥有效磷含量占全磷比例逐渐降低与该结论相符合。堆肥中磷的有效性降低,从另一个角度表明速效态磷转化为缓效态,降低了其堆放或施入土壤后迁移流失的风险。

GI可反映植物生长抑制物质的降解情况。随着堆肥的进行,两个堆体C/N比值呈下降趋势,而GI则逐渐上升(图6)。

图6 堆肥过程中C/N比值和种子发芽指数(GI)变化

高温期堆体2微生物群落丰度和多样性更高,促进对物料有机物的分解,C/N比值下降速率更快。至堆肥结束时,堆体2的C/N比值为11.91,低于堆体1(C/N比值为14.67),均达到一般腐熟堆肥的C/N比值范围[28]。随着堆肥过程的进行,GI逐渐上升,意味着生物毒性渐渐下降。堆肥初始状态GI小于50%,7 d后GI仍小于70%,种子发芽受到抑制作用。堆肥8 d左右,堆体2的GI超过70%,表明堆肥初步腐熟,而10 d时堆体1的GI才超过70%。至19 d时,2个处理GI均超过100%。C/N值和GI均表明堆肥已经达到完全腐熟。

2.2 过磷酸钙对堆体微生物群落的影响

2.2.1微生物群落丰度和多样性

图1显示,堆肥0～2、2～7和8～20 d分别为堆肥升温期、高温期和降温腐熟期,采集2个堆体堆肥1、4、7、10、13、16和19 d时共14个堆肥样品(堆体1:样品SRS1.1～SRS1.7;堆体2:样品SRS2.1～SRS2.7)进行高通量测序,以进一步阐明过磷酸钙添加量对太阳能辅助好氧堆肥中微生物群落的影响。Chao1和Ace数值越大,意味着细菌群落丰度越高,Shannon指数越大、Simpson指数越小表明细菌群落多样性越高[29]。表3表明堆体2微生物群落丰度明显大于堆体1,堆体2微生物群落多样性总体大于堆体1,可见较高的过磷酸钙添加量提高了微生物群落丰度和多样性。随着堆肥发酵,同一堆体中微生物丰度和多样性呈先升高后降低再升高趋势。高温期微生物丰度和多样性有所提升,降温腐熟期微生物群落结构发生剧烈变化,导致丰度和多样性降低。

表3 堆肥过程中微生物群落丰度与多样性指数

2.2.2微生物群落的NMDS分析

无度量多维标定法(NMDS)统计是一种排序方法,通常应用于生态学研究。图7中每个点表示1个样品,点间距离表示差异程度。胁迫系数(stress)可用来分析结果的优劣,stress小于0.2,表明样品间差异程度较明显[30]。

图7 NMDS分析图

如图7所示,stress值为0.077,说明样品间差异明显。同组不同时期样本相距较远,尤其是升温期与高温期和降温腐熟期在不同象限,表明堆肥各阶段微生物群落结构存在明显差异。不同组相同时期的样本也相距较远,表明不同过磷酸钙添加量也会对微生物群落结构产生较大影响。

2.2.3堆肥过程中微生物群落的演替

微生物群落在不同堆体的不同阶段均表现出明显变化。微生物群落在门分类水平上的分布见图8。优势菌群包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria),在木质纤维素分解、有机质矿化和堆肥中碳氮循环方面发挥着关键作用,其中,厚壁菌门是多糖水解和纤维素降解的重要贡献者,相对丰度之和约占总量的90%以上[31]。在升温期和高温期,堆体2中厚壁菌门丰度为51.4%～92.6%,明显高于堆体1中丰度(30.6%～61.1%)。高温期堆体2有机质分解速度也更快,表明厚壁菌门丰度和热量释放之间存在耦合[32]。变形菌门和拟杆菌门能够促进丁酸、丙酸和葡萄糖等小分子的降解[33]。2个堆体中拟杆菌门丰度在升温期和高温期迅速增加,在降温腐熟期逐渐减少,随后趋于稳定。在进入降温腐熟期之前拟杆菌门丰度变化不大,在降温腐熟期有所升高,总体变化在2%～35%之间。在降温腐熟期拟杆菌门丰度高于高温期,证实其对高温的抵抗力缺乏[34]。低丰度的门包括浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)。可见,增加过磷酸钙添加量对厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门的影响较为显著,添加5%过磷酸钙可以增加微生物丰度,加速有机质分解,使得堆体2的C/N比值低于堆体1,促进堆体的腐熟。

图9显示2个堆体不同阶段属水平微生物组成和相对丰度。2个堆体中微生物群落结构相似,但因过磷酸钙添加量不同而在丰度上有明显差异。堆肥系统中最丰富的几个属分别为葡萄球菌属(Staphylococcus)、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacterium)和根瘤菌属(Chelativorans)。葡萄球菌属中大部分为松鼠葡萄球菌(Staphylococcussciuri),其在畜牧养殖中被视为机会性致病菌,在2个堆体中该菌属丰度至腐熟期均降为0。假黄色单胞菌属主要由台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonastaiwanensis)构成,具有反硝化作用,在堆体2中其丰度低于堆体1。芽孢杆菌属和根瘤菌属在固氮方面很有效[35],对植物生长有促进作用[36]。堆体2中芽孢杆菌属丰度远大于堆体1。黄杆菌属是典型的反硝化细菌,极小单胞菌属(Pusillimonas)能够促进反硝化作用[6]。在堆肥过程中黄杆菌属丰度呈现先增大后减小趋势,堆体1中其丰度在高温期末达到31.59%,而堆体2其丰度在腐熟期达到峰值3.49%。随着反应的进行,德库菌属(Desemzia)丰度趋于0。在高温期和降温腐熟期堆体2中氨杆菌(Ammonibacillus)丰度明显高于堆体1,氨杆菌是一种嗜热细菌,需要消耗NH4+-N作为氮源,不利用硝酸盐和亚硝酸盐[37],也就是说,氨杆菌数量的增加与对NH4+-N利用程度的提高有关[38]。综上,过磷酸钙的添加更有利于抑制假黄色单胞菌属、极小单胞菌属、黄杆菌属等反硝化菌的生长,促进具有氮素保持作用的芽孢杆菌属和根瘤菌属的生长,使得堆体2的氮素保持效果更好。

图10显示不同堆肥阶段2个堆体中种水平微生物的组成和相对丰度,2个堆体中优势菌种大致相同。在升温期优势菌种为松鼠葡萄球菌,其在畜牧养殖中被视为机会性致病菌,阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)和铅黄肠球菌(Enterococcuscasseliflavus)也是致病菌,至腐熟期致病菌丰度趋于0。在高温期和降温腐熟期优势菌种均为台湾假黄单胞菌和热酸芽孢杆菌(Bacillusthermolactis)。台湾假黄单胞菌好氧、嗜热,参与反硝化反应过程,仅还原亚硝酸盐产生N2O,50 ℃时或在好氧和微氧条件下具有更高的反硝化活性[39]。在高温期堆体2中该菌种丰度远小于堆体1,产生的N2O更少,氮素损失更少。热酸芽孢杆菌具有固氮能力,中度嗜热,兼性厌氧,其在堆体2中丰度明显高于堆体1。胺芽胞杆菌(Ammoniibacillusagariperforans)需要铵作为氮源,而不利用硝酸盐和亚硝酸盐[37],在高温期和降温腐熟期堆体2中其丰度明显高于堆体1。地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)具有固氮能力[35],对植物生长有促进作用[36],在降温腐熟期堆体2中该菌种丰度更高。地狱芽孢杆菌(Bacillusinfernus)严格厌氧[40],堆体2中其丰度激增,表明在升温期和高温期翻堆和空气的供应仍有待提高。通过观察堆肥过程中微生物群落组成可以发现,随着堆肥的进程致病菌数量趋于0,提高过磷酸钙添加量有利于提高具有氮素保持效果的菌种丰度,抑制台湾假黄单胞菌等反硝化菌的生长,因而堆体2对氮素保持效果更好。

图10 堆肥过程中在种水平上的微生物群落组成

2.2.4微生物群落结构与环境因子的相关性

选择35个细菌菌种进一步探讨堆肥过程中微生物群落结构与环境因子(温度T、pH、含水率MC、有机质OM、硝态氮、铵态氮、GI)的相关性,并作Spearman相关热图(图11)。松鼠葡萄球菌、阴沟肠杆菌、铅黄肠球菌、金黄杆菌(ChryseobacteriumspA5)、台湾假单胞菌(Pseudomonasformosensis)和融合魏斯氏菌(Weissellaconfusa)丰度与T、MC和OM之间呈显著正相关关系(P<0.05),甚至有的呈极显著正相关关系(P<0.01),而与硝态氮和GI呈显著负相关关系。松鼠葡萄球菌、阴沟肠杆菌、铅黄肠球菌和金黄杆菌都是致病菌,其随着堆肥的进行和含水率、有机质含量的降低而消失。随着致病菌的消失GI得以提升,因而其与GI呈负相关。台湾假单胞菌是反硝化菌,在堆肥后期NO3-含量显著上升,过磷酸钙中PO43-也会抑制反硝化反应[11],因而其丰度与硝态氮呈显著负相关。

3 结论

(1)2个堆体GI均大于100%,C/N比值也达到腐熟要求。2个堆体高温期均持续6 d,堆体2含水率和有机质含量下降速率均快于堆体1,可见堆体2微生物活性更高。种水平微生物群落变化表明,在高温期病原微生物丰度迅速下降,到堆肥20 d时,病原微生物丰度趋于0。到堆肥20 d时,全磷含量分别增加26.9%和9.3%,随着过磷酸钙添加量的增加,有效磷含量有所降低,分别降低2.3%和18.3%。2个堆体氮损失分别为22.64%和17.44%,可见堆体2氮素保持效果更好,添加5%过磷酸钙有更好的保氮效果。

(2)结合微生物群落变化可以发现,添加过磷酸钙引起的pH降低并未抑制微生物活性,在堆体2的pH更低的情况下,堆体2微生物群落丰度和多样性更高。随着反应的进行,总体丰度和多样性呈先升高后降低再升高趋势,不同阶段微生物群落结构有明显变化,添加5%过磷酸钙的堆体2微生物丰度和多样性更高,有机质含量降解较多。

(3)厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门丰度会随着过磷酸钙添加量的增加而变化,加速有机质分解。添加5%过磷酸钙更有利于抑制反硝化菌种的生长,促进芽孢杆菌属和根瘤菌属的生长,因而堆体2的氮素保持效果更好。致病菌随着堆肥的进行和含水率、有机质含量的降低而消失,GI随之升高,因而其丰度与T、MC和OM之间呈显著正相关关系,而与硝态氮含量和GI呈显著负相关关系。反硝化菌台湾假单胞菌丰度则与硝态氮含量呈显著负相关。