全 文 ：中国生态农业学报 2010年 5月 第 18卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2010, 18(3): 637−642 珠江三角洲集约化农田循环高效生产技术集成专题


* 国家科技支撑计划项目 (2007BAD89B14)、广东省教育部省部产学研合作项目 (2007B090400101)和广东省农业科技计划项目
(2006A20302001)资助
** 通讯作者: 张发宝(1965~), 男, 副研究员, 主要从事固废堆肥处理和土壤肥料方面的研究。E-mail: fabaozhang@163.com
顾文杰(1982~), 女, 主要从事环境微生物和固体废弃物生物处理方面的研究。E-mail: guwenjie1982@yahoo.cn
收稿日期: 2009-11-20 接受日期: 2010-02-22
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00637
堆肥反应器中表面活性剂 APG对牛粪
堆肥酶活性的影响*
顾文杰 张发宝** 徐培智 解开治 唐拴虎 陈建生 杨少海
(广东省农业科学院土壤肥料研究所 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室 广州 510640)
摘 要 利用堆肥反应器严格控制堆肥条件, 以牛粪为主要原料进行好氧堆肥, 在堆肥过程中加入表面活性
剂烷基多糖苷(APG), 研究其对堆肥中微生物数量以及酶活性变化的影响。结果表明: 在好氧堆肥中添加表面
活性剂 APG 对堆肥中的微生物无显著抑制作用, 微生物数量无显著变化(P>0.05); 但可以促进堆肥升温, 延
长高温期。加入 APG 对堆肥中的过氧化氢酶活性几乎无影响, 最终 APG 处理和 CK 处理的酶活性值均达到
1.17 mmol·g−1 左右; 加入 APG 后脲酶活性略有提高, 第 2 d APG 处理和 CK 处理的脲酶活性均达到峰值, 分
别为 32.15 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 和 30.17 mg(NH3-N)·g−1·24h−1, 差异不显著(P>0.05), 第 7 d 达到最低值,
分别为 0.81 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 和 0.38 mg(NH3-N)·g−1·24h−1, 差异显著(P<0.05); APG 处理对转化酶和
纤维素酶活性均有明显的提高作用, 其中转化酶在第 3 d 加 APG 处理和 CK 处理峰值分别为 18.15 mg(葡萄
糖)·g−1·24h−1 和 11.77 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1, 第 21 d 两处理峰值分别为 24.09 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1 和
20.71 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1, 差异显著(P<0.05); 纤维素酶在第 3 d 加 APG 处理和 CK 处理峰值分别为 58.77
μg·min−1 和 30.62 μg·min−1, 差异显著(P<0.05)。本试验结果表明, 添加表面活性剂 APG 可以提高堆肥中转
化酶和纤维素酶活性, 促进堆肥中有机物质的转化, 一定程度上加快好氧堆肥进程。
关键词 牛粪 好氧堆肥 表面活性剂 APG 微生物 酶活性 堆肥反应器
中图分类号: X705 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)03-0637-06
Enzyme activity as affected by surfactant APG in dairy
manure compost in bioreactor
GU Wen-Jie, ZHANG Fa-Bao, XU Pei-Zhi, XIE Kai-Zhi, TANG Shuan-Hu,
CHEN Jian-Sheng, YANG Shao-Hai
(Soil and Fertilizer Institute, Guangdong Academy of Agricultural Science; Guangdong Key Laboratory for Nutrient Cycling
and Farmland Conservation, Guangzhou 510640, China)
Abstract Using compost bioreactors with dairy manure and mushroom residues as feed-stocks, we studied microbial population
and enzyme activity as affected by surfactant APG in a 28-day composting process under controlled aerobic condition. APG was
added at rate of 100 mg·kg−1 (amended treatment on dry-weight basis) with 0.00 APG (non-amended treatment) as CK. Results
show that APG addition does not inhibit microbial population in terms of total bacteria, fungi and actinomycete (P>0.05). APG addi-
tion accelerates temperature increase, with prolonged periods of high temperatures. It, however, does not affect catalase activity at
approximately 1.17 mmol·g−1 for both treatments after 28 days of composting. Urease activity under APG addition and CK reaches
its peaks of respectively 32.15 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 and 30.17 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 after 2 days. There is no significant
difference between the 2 treatments and both treatments respectively hit the lowests of 0.81 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 and 0.38
mg(NH3-N)·g−1·24h−1 on the 7th day. APG addition significantly enhances invertase and cellulase activity. Invertase activity peaks
on day 3 at 18.15 mg(glucose)·g−1·24h−1 for APG treatment and 11.77 mg(glucose)·g−1·24h−1 for CK (P<0.05), and on day 21 at
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24.09 mg(glucose)·g−1·24h−1 and 20.71 mg(glucose)·g−1·24h−1 for CK respectively (P<0.05). Cellulase activity reaches its peaks
of 58.77 μg·min−1 for APG treatment and 30.62 μg·min−1 for CK (P<0.05) on day 3. The above results suggest that APG addition
enhances organic matter decomposition and therefore potentially shortens decomposition time.
Key words Dairy manure, Aerobic composting, Surfactant APG, Microbe, Enzyme activity, Compost bioreactor
(Received Nov. 20, 2009; accepted Feb. 22, 2010)
随着畜禽业迅猛发展, 禽畜养殖规模越来越大,
大量未经处理的畜禽粪便被直接排放到环境中, 不
仅污染了环境, 而且严重威胁人类健康。另一方面,
畜禽粪便含有丰富的有机物及农作物所需的氮、磷、
钾及中微量元素等, 是资源再利用的良好原料。因
此变废为宝, 对畜禽粪便进行无害化处理和资源化
利用非常重要。从工艺安全可靠、运行管理、投资
等角度考虑, 我国现阶段采用好氧高温堆肥工艺进
行畜禽粪便无害化处理是比较适宜的[1−2]。好氧堆肥
是在微生物的参与下, 有机物降解并转化成腐殖质
的生物化学过程, 微生物所释放的酶在整个堆肥的
生物化学过程中起关键作用[3−12]。微生物的酶活性
决定了有机物的分解代谢程度, 研究堆肥中酶活性
的变化可以进一步推断有机物腐解进程和机理[13−14]。
生物表面活性剂作为由微生物产生的一类新型
表面活性剂, 相对于化学表面活性剂有低毒性、可
降解性和生态相容性、高效性和稳定性等诸多优势,
因此不仅在石油开采和运输、制药工业、食品工业、
纺织工业和化妆品工业等领域应用广泛[15−16], 而且
在环境工程领域特别是土壤修复中的应用也得到了
越来越多的关注[17]。在固体有机废弃物好氧堆肥过
程中加入生物表面活性剂, 可改善堆肥处理的微环
境, 促进有机质的降解, 加快堆肥进程[18−19]。然而,
生物表面活性剂仍只有少数产品走向市场, 大多数
品种处于试验研究阶段, 主要是由于它的生产成本
较高, 据估计生物表面活性剂是化学表面活性剂成
本的 3~10倍[20−21]。同时, 一些生产生物表面活性剂
的菌剂如铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是
农用堆肥和微生物肥料所禁用的菌种[22]。因此, 生
物表面活性剂应用于农用堆肥受到极大的限制。根
据文献报道 , 添加化学表面活性剂吐温 -80 能够
增加纤维素酶活性 , 促进纤维素类物质的生物降
解[23−24]。将化学表面活性剂应用于好氧堆肥以加速
堆肥进 程, 至今少有报道。
烷基糖苷(APG)表面活性剂是 20世纪 90年代工
业商品化的一类温和型非离子型化学表面活性剂。
它由可再生资源淀粉的衍生物葡萄糖和脂肪醇为原
料生产, 兼有非离子表面活性剂和阴离子表面活性
剂的特性。由于以葡萄糖和天然脂肪醇为原料, APG
除了具有传统烷基糖苷表面活性剂的优异性能外 ,
还具有无毒、刺激性低、易于生物降解等独特的性
能, 具有生物表面活性剂的特性, 被称为生物基(质)
表面活性剂, 亦被认为是一种环境友好的绿色表面
活性剂[25−26]。本文作者将 APG应用于固体有机废弃
物 的快速好氧堆肥中 , 一定程度上提高了堆肥处
理效率[27]。本试验从堆肥过程中微生物数量及其酶
活性的变化研究表面活性剂APG在堆肥中发挥的作
用, 为这种绿色表面活性剂在快速堆肥技术中的应
用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 堆肥装置
采用中国农业大学资源与环境学院研制的
VTD-100堆肥反应器[28](图 1)。反应器有效容积 100
L, 卧式圆柱形不锈钢罐体, 外壁包有 1 层厚为 50
mm的保温层, 罐体内配有搅拌浆和排风装置, 以便
于自动翻堆和排风。在堆体的中轴线上设置 2 个温
度探头和 1 个氧气探头, 将每个探头连接到高精度
远程传输数据采集系统, 并和计算机连接, 实施温
度和氧气的在线监测, 自动控制排气和供氧。


1 发酵仓 Fermenting vessel; 2 电机 Motor; 3 减速机 Reducer;
4 搅拌桨 Stirring paddle; 5 探头 Probe; 6 排气孔 Air vent; 7 流量
计 Flow meter; 8 风机 Blower; 9 计算机系统 Computer System.

图 1 堆肥反应器示意图
Fig. 1 Schematic map of the experimental composting
bioreactor

1.2 堆肥原料
采用鲜牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥。牛
粪取于广州市番禺区珠江奶牛场, 蘑菇渣来源于广
东省东莞市星河生物科技公司食用菌厂。堆肥物料
的理化性质见表 1。表面活性剂采用非离子型表面
第 3期 顾文杰等: 堆肥反应器中表面活性剂 APG对牛粪堆肥酶活性的影响 639


表 1 堆肥物料的理化性质
Tab. 1 Physical-chemical properties of composting materials
原料
Raw material
含水率
Moisture (%)
C/N
有机质 Organic matter
(g·kg−1)
全氮 Total N
(g·kg−1)
全磷 Total P
(g·kg−1)
全钾 Total K
(g·kg−1)
牛粪 Dairy manure 34.8 7.1 486.0 39.7 28.1 40.4
蘑菇渣 Mushroom residue 8.9 29.6 805.0 15.8 19.1 11.7

活性剂烷基多糖苷(Alkyl polyglycoside, APG), 购自
市场。
1.3 试验方法
利用堆肥反应器进行好氧堆肥。将鲜牛粪和蘑
菇渣按照一定比例充分混合拌料, 调整 C/N 为(30~
35)∶1, 含水率为 50%~55%。通风方式为强制通风
伴随翻堆, 堆肥开始后以 3.5 kg·cm−2的压力向堆体
中通风 , 通风量为 30 L·min−1, 通风频率为每隔
1 h 通风 6 min; 每 48 h搅拌 1次, 搅拌转速为 6.4
r·min−1。
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 100 mg·kg−1(堆料)。在堆
置过程中, 分别于堆肥的第 0 d、3 d、5 d、7 d、14 d、
21 d、28 d 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。
酶活性测定方法: 脲酶活性测定是以脲素为基
质进行酶促反应 , 测定生成的氨量来表示脲酶活
性[30]; 过氧化氢酶活性测定采用滴定法[30], 在酸性
条件下用 0.1 mol·L−1高锰酸钾滴定反应混合物中
的过氧化氢, 根据高锰酸钾的浓度和体积以及过氧
化氢浓度求得过氧化氢体积, 用反应前后过氧化氢
消耗量表示过氧化氢酶活性, 活性单位为 mmol·g−1;
转化酶活性是以蔗糖为底物, 经转化酶水解后生成
还原糖, 然后采用 3,5-二硝基水杨酸比色法进行测
定, 活性单位以 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1 [30]; 纤维素
酶活性测定采用 DNS法, 即用羧甲基纤维素钠盐作
底物, 经纤维素酶水解后生成还原糖, 然后同样用
3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖含量 , 纤维素酶活
性的单位是μg·min−1 [31]。
1.4 统计分析方法
采用EXCEL2003和 SPSS16.0对数据进行分析。
2 结果与分析
2.1 堆肥过程堆体温度的变化趋势
图 2 为堆肥过程温度变化曲线。由图 2 可以看
出 , 堆肥初期 , 由于堆肥中微生物的迅速繁殖 , 对
物料中有机质进行转化利用, 释放大量热量, 从而
使堆体温度迅速上升。加入表面活性剂 APG处理第
3 d达到最高温度 63 ℃, 而 CK处理在第 4 d达到最
高温度 61 ℃, 二者高温期(≥50 ℃)均维持 10 d,
但在此过程中 APG处理的堆体温度始终高于 CK处
理。由于持续高温, 大量微生物进入休眠状态或死
亡, 其代谢活动缓慢, 堆肥温度开始迅速下降。受室
温影响, CK处理的温度在 40 ℃左右维持 2~3 d, 而
APG处理温度在 42 ℃左右徘徊 2~3 d, 然后两处理
均呈缓慢下降趋势至室温, 直至堆肥结束。整个堆
肥过程加表面活性剂处理升温较快, 温度较高。


图 2 加入表面活性剂 APG对堆肥过程中堆体
温度变化趋势的影响
Fig. 2 Dynamics of compost temperature during composting
with and without surfactant APG

2.2 堆肥过程中微生物数量的变化
表 2为堆肥过程中 APG处理和 CK处理在堆肥
不同阶段的微生物数量。从表 2可看出, 与 CK比较,
表面活性剂APG对堆肥中微生物的数量并无显著影
响。每克堆肥中细菌数量在 108~1013、放线菌在
105~109、真菌在 100.5~109之间, 这说明堆肥中添加
表面活性剂 APG对堆肥中的细菌、真菌和放线菌均
无明显的抑制作用, 从培养数据看甚至还能够略微
提高堆肥中微生物的数量, 但差异不显著(P>0.05)。
640 中国生态农业学报 2010 第 18卷


表 2 加入表面活性剂 APG对堆肥过程微生物数量变化的影响
Tab. 2 Dynamics of microbe amount during composting with and without surfactant APG
细菌 Bacteria (log10cfu·g−1) 放线菌 Actimonycetes (log10cfu·g−1) 真菌 Fungi (log10cfu·g−1) 时间 Time
(d) CK APG CK APG CK APG
0 9.3±0.8 9.4±0.6 6.9±0.2 7.0±0.2 5.4±0.2 5.9±0.3
3 12.7±1.2 13.1±1.0 8.8±0.4 9.1±0.7 7.4±0.4 8.6±0.5
5 9.0±0.5 9.2±0.7 6.1±0.1 6.4±0.4 0.5±0.1 0.9±0.1
7 8.0±0.7 8.1±0.3 5.3±0.1 5.3± 0.1 1.7±0.1 2.6±0.1
14 9.8±0.3 10.1±1.2 6.2±0.3 6.9±0.3 3.8±0.2 4.1±0.2
21 10.1±0.3 9.9±0.6 6.5±0.2 6.7±0.3 3.7±0.2 3.8±0.4
28 9.7±1.1 10.1±0.9 6.4±0.5 7.1±0.5 3.8±0.1 3.8±0.1

2.3 堆肥过程中酶活性的变化
好氧堆肥是在一定的水分、溶解氧存在条件下
微生物降解有机物的多相反应系统, 其实质是在微
生物分泌的酶作用下分解有机物的生物化学过程 ,
其中多种氧化还原酶和水解酶起着重要作用 ,其活
性的大小直接决定堆肥进程和强度[9−14]。
2.3.1 过氧化氢酶
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[30]。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, 最终两处理活
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 [23], 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。
2.3.2 脲酶
如图 3b所示, APG处理和 CK处理脲酶活性具
有相同的变化趋势。两处理的脲酶活性在堆肥前期
开始快速上升, 第 3 d均达到峰值, APG处理和 CK
处理分别为 32.15 mg(NH3-N)·g−1·24h−1 和 30.17
mg(NH3-N)·g−1·24h−1, 差异不显著(P>0.05)。随着
堆肥温度升高, 进入高温期后脲酶活性开始大幅下降,
第 7 d达到最低值, APG处理和 CK处理分别为 0.81
mg(NH3-N)·g−1·24h−1和 0.38 mg(NH3-N)·g−1·24h−1,
差异显著(P<0.05)。之后, 脲酶活性在低位维持一段
时间后又稍有上升。脲酶活性与堆肥中尿素含量密
切相关[22], 说明堆肥中尿素的分解主要集中在堆肥
初期。脲酶活性与微生物数量及有机物质含量呈正
相关 [30], 因此, 进入高温期后脲酶活性的大幅下降
可能与高温期微生物数量减少和有机质大量消耗有
关。堆肥进入降温期后, 微生物数量有所上升, 脲酶
活性又有所回升。整个堆肥期间加表面活性剂 APG
处理的脲酶活性稍高于 CK处理。
2.3.3 转化酶
由图 3c可知, APG处理和 CK处理转化酶的变
化趋势相同 , 均呈现升高–降低–升高–降低的双峰
模式。第 1个峰较小, 出现在 0~5 d, 第 2个峰从第
5 d 一直持续到堆肥结束。APG 处理和 CK 处理
转化酶活性峰值均在第 3 d 和第 21 d 左右出现。
第 3 d APG 处理和 CK 处理峰值分别为 18.15
mg(葡萄糖)·g−1·24h−1和 11.77 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1,
差异显著(P<0.05)。第 21 d两处理峰值分别为 24.09
mg (葡萄糖)·g−1·24h−1和 20.71 mg(葡萄糖)·g−1·24h−1,
差异显著(P<0.05)。从整个堆肥过程来看, APG处理
的转化酶活性较 CK 处理高。这可能是由于表面活
性剂具有增溶和分散作用, 使微生物细胞分泌的胞
外酶更容易分散到堆体中, 从而降低酶在细胞上的
吸附浓度, 更有利于酶的分泌。有文献报道[23,30], 转
化酶活性与堆肥中碳的转化有关。本试验结果表
明, 添加表面活性剂 APG 可提高堆肥转化酶活性,
加速堆肥中有机物质的代谢, 从而加快堆肥的无害
化进程。
2.2.4 纤维素酶
纤维素的分解有助于腐殖质的形成和碳素营养
的释放[30], 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 3 d达到峰值, APG
处理和 CK处理的峰值分别为 58.77 μg·min−1和 30.62
μg·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
第 3期 顾文杰等: 堆肥反应器中表面活性剂 APG对牛粪堆肥酶活性的影响 641



图 3 加入表面活性剂 APG对堆肥过程中过氧化氢酶(a)、脲酶(b)、转化酶(c)和纤维素酶(d)活性变化趋势的影响
Fig. 3 Dynamics of activities of catalase (a), urease (b), invertase (c) and cellulase (d) during composting with
and without surfactant APG

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。
3 结论与讨论
好氧堆肥过程中, 微生物对有机物的分解是在
堆料间隙中有机物颗粒表面的一层液态膜中进行 ,
因此在堆肥反应体系内有机物颗粒间隙的物化条件
对堆肥进程和堆肥结果有重要的影响[7]。有研究结
果表明, 固体有机废弃物好氧堆肥过程中加入生物
表面活性剂, 可改善堆肥处理的微环境, 促进有机
质的降解, 加快堆肥进程, 这种促进作用主要是由
于生物表面活性剂的加入能够促进颗粒间隙间各相
合理分布和液态膜的形成, 最大可能地为微生物的
反应提供表面环境, 同时提高堆料的半纤维素酶活
性, 加速反应进程[20−21]。液态膜为降解反应场所, 营
养物质通过有机质颗粒表面扩散达到微生物体, 氧
通过扩散传质经气/液界面到达微生物体, 堆肥介质
中各相态的分布得到优化, 从而提高了微生物对有
机物质的降解效率。有文献报道, 在液体发酵过程
中添加化学表面活性剂能提高纤维素酶和木质素酶
活性, 促进纤维素和木质素类物质的生物降解[15−16],
起到与生物表面活性剂类似的作用。本次堆肥试验
所用的表面活性剂APG, 其来源于植物性生物质, 易
于生物降解, 具有生物表面活性剂的特性[25−26,32]。从
试验结果看, APG 应用于好氧堆肥, 与不添加 APG
处理比较, 添加表面活性剂 APG对堆肥微生物数量
无显著影响, 而且可略增加微生物数量; 同时加入
APG 能够促进堆肥升温, 延长高温期。说明表面活
性剂 APG对好氧堆肥中微生物无毒害作用, 且可加
速反应进程, 缩短堆肥周期。
好氧堆肥过程中存在许多复杂而又有规律的物
质和能量变化, 都是在微生物酶催化下完成的[33]。
酶是由微生物的新陈代谢产生, 由于堆肥过程中温
度、pH和有机物质等不断发生变化, 堆肥中的细菌、
放线菌和真菌数量和种类也有所改变, 因此酶活性
也随之变化[14,34]。秦勇等[26]的研究结果表明, 烷基
糖苷类表面活性剂可以提高酶活力, 其对酶活性的
改变可能是由于表面活性剂在改善细胞膜通透率
时, 减少了酶在膜上的吸附量, 从而提高了胞外酶
的产量。本试验结果表明, 加入表面活性剂 APG可
以改变好氧堆肥中部分酶的活性。加入 APG对过氧
化氢酶活性基本无影响, 过氧化氢酶变化趋势与倪
治华等[14]的研究结果大致相同, 但与谭小琴等[35]的
研究结果有较大差异, 这可能与堆肥方式和试验条
件有关。脲酶活性的变化与 Castaldi 等[10]、倪治华
等[14]的研究结果基本相同, 加入表明活性剂 APG可
以略微提高脲酶活性。本试验 2 个处理的转化酶活
性均出现两次高峰, APG 的加入可以大幅度提高转
化酶活性, CK处理的转化酶活性与倪治华等[14]的研
642 中国生态农业学报 2010 第 18卷


究结果不一致, 可能是由于堆肥原料和试验条件不
同所致。本次试验中 CK 处理纤维素酶活性呈先升
后降的变化, 而 APG处理在堆肥降温期纤维素酶活
性又出现 1个小峰, CK处理与朱能武[36]的研究结果
大体相同。一般堆肥原料中都含有大量木质纤维素,
是影响好氧堆肥进程的主要限制因素。戴芳等[18]在
研究生物表面活性剂鼠李糖脂在堆肥中的作用时 ,
在模拟堆肥后期半纤维素有明显的提高。本试验中
添加APG处理显著提高了纤维素酶活性, 表明APG
可促进纤维素的降解。本研究结果显示, 表面活性
剂 APG 可促进快速堆肥, 主要是由于: 一是改善堆
肥微环境, 二是提高转化酶和纤维素酶活性。
参考文献
[1] 付俊杰 , 李远 . 我国畜禽养殖业污染防治对策[J]. 中国生
态农业学报, 2004, 12(4): 171−173
[2] 李国学, 张福锁. 固体废弃物堆肥化与有机复混肥生产[M].
北京: 北京化工出版社, 2000: 19−30, 91−95
[3] 黄国锋, 吴启堂, 孟庆强, 等. 猪粪堆肥化处理的物质变化
及腐熟度评价[J]. 华南农业大学学报: 自学科学版 , 2002,
23(3): 1−4
[4] 汤仲恩 , 朱文铃 , 吴启堂 . 环境条件对猪粪好氧堆肥过程
的影响[J]. 生态科学, 2006, 25(5): 467−471
[5] 高华, 秦清军, 谷洁, 等. 农业废弃物堆腐过程中氧化还原
酶活性的变化 [J]. 西北农林科技大学学报 : 自然科学版 ,
2008, 36(2): 222-228
[6] 高伟, 郑国砥, 高定, 等. 堆肥处理过程中猪粪有机物的动
态变化特征[J]. 环境科学, 2006, 27(5): 986−990
[7] 戴芳, 曾光明, 牛承岗, 等. 堆肥化过程中生物酶活性的研
究进展[J]. 中国生物工程杂志, 2005(增刊): 148−151
[8] 高华, 谷洁, 秦清军, 等. 加入外源菌剂后脱氢酶活性在农
业废弃物静态高温堆腐过程的变化[J]. 植物营养与肥料学
报, 2008, 14(4): 786−791
[9] Hart T D, De Leij F A A M, Kinsey G, et al. Strategies for the
isolation of cellulolytic fungi for composting of wheat
straw[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology,
2002, 18(5): 471−480
[10] Castaldi P, Garau G, Melis P. Maturity assessment of compost
municipal solid waste through the study of enzyme activities
and water-soluble fractions[J]. Waste Management, 2008,
28(3): 534−540
[11] Jordan S N, Mullen G J. Enzymatic hydrolysis of organic
waste materials in a solid-liquid system[J]. Waste Manage-
ment, 2007, 27(12): 1820−1828
[12] Moreno J L, Jindo K, Hernandez T, et al. Total and immobi-
lized enzymatic activity of organic materials before and after
composting[J]. Compost Science & Utilization, 2007, 15(2):
93−100
[13] 谷洁, 李生秀, 秦清军, 等. 农业废弃物静态高温堆腐过程
中的生物化学变化 [J]. 中国农业科学 , 2005, 38(8):
1699−1705
[14] 倪治华 , 薛智勇 . 猪粪堆制过程中主要酶活性变化[J]. 植
物营养与肥料学报, 2005, 11(3): 406−411
[15] Makkar R S, Cameotra S S. An update of the use of uncon-
ventional substrates for biosurfactant production and their
new applications[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2002, 58:
428−434
[16] Muller-Hürtig R, Blaszczyk R, Wagner F, et al. Biosurfac-
tants in environment control[M]//Kosaic N. Biosurfactants:
Production, properties, applications. New York, USA: Marcel
Dekker Inc, 1993, 48: 447−469
[17] 钟华, 曾光明, 黄国和, 等. 生物表面活性剂对土壤中微生
物降解疏水性有机物的作用机制 [J]. 高技术通讯 , 2006,
16(3): 325−330
[18] 戴芳, 曾光明, 袁兴中, 等. 生物表面活性剂在农业废物好
氧堆肥中的应用[J]. 环境科学, 2005, 26(4): 181−185
[19] 时进刚, 袁兴中, 曾光明, 等. 鼠李糖脂生物表面活性剂及
其在生活垃圾堆肥化中的应用[P]. 中国专利: 03118042.6
[20] 马歌丽 , 彭新榜 , 马翠卿 , 等 . 生物表面活性剂及其应用
[J]. 中国生物工程杂志, 2003, 23(5): 42−45
[21] Mulligan C N, Gibbs B F. Factors influencing the economics
of biosurfactants[M]//Kosaic N. Biosurfactants: Production,
properties, applications. New York: Marel Dekker Inc, 1993:
329−371
[22] 中华人民共和国农业部. NY 1109—2006. 微生物肥料生物
安全通用技术标准[S]. 北京: 中国农业出版社, 2006
[23] 罗宇煊, 张家耀, 龚利萍, 等. 正交实验选择嗜碱细菌降解
木质素的最优综合培养条件 [J]. 环境科学 , 2001, 22(5):
95−98
[24] 张德强, 黄镇亚, 张志毅. 绿色木霉纤维素酶 AS3.3032 液
体发酵的研究[J]. 北京林业大学学报, 2001, 23(2): 57−60
[25] 郑艳 , 蒲晓林 , 白小东 . 烷基糖苷发展现状及新进展 [J].
日用化学品科学, 2006, 29(5): 4−7
[26] 秦勇 , 张高勇 , 康保安 , 等 . 烷基多苷(APG) 生物降解性
的研究[J]. 环境科学研究, 2003, 16(4): 28−31
[27] 张发宝, 徐培智, 顾文杰, 等. 一种堆肥促进剂及其制备方
法和应用[P]. 中国专利: 200810239720.8
[28] 徐智, 张陇利, 张发宝, 等. 接种内外源微生物菌剂对堆肥
效果的影响[J]. 中国环境科学, 2009, 29(8): 856−860
[29] 沈萍, 范秀容, 李广武. 微生物学实验[M]. 第 3 版. 北京:
高等教育出版社, 2001: 69−92
[30] 关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京: 农业出版社, 1986:
243−277
[31] 中华人民共和国农业部 . 中华人民共和国农业行业标准
(NY 609—2002)有机物料腐熟剂[S]. 北京: 中国标准出版
社, 2002
[32] 王杰 , 聂荣春 , 徐初阳 . 生物基表面活性剂的应用[J]. 牙
膏工业, 2006(3): 51-53
[33] Carlos P, Alex M, Antoni P. Development of a solid phase ki-
netic assay for determination of enzyme activities during
composting[J]. Process Biochemistry, 2004, 39(8): 971−975
[34] Charest M H, Antoun H, Beauchamp C J. Dynamics of wa-
ter-soluble carbon substances and microbial populations dur-
ing the composting of deinking paper sludge[J]. Bioresource
Technology, 2004, 91: 53−67
[35] 谭小琴 , 邓良伟 , 伍钧 . 猪场废水堆肥化处理过程中微生
物及酶活性的变化 [J]. 农业环境科学学报 , 2006, 25(1):
244−248
[36] 朱能武. 好氧堆肥的代谢酶变化和生物毒性物质的降解[J].
华南理工大学学报: 自然科学版, 2005, 33(11): 6−9