不同动物粪便堆肥过程中磷的不同化学形态特征

摘要

为探究不同动物粪便堆肥过程中不同化学形态磷的转化特征，以猪粪（Pig manure,PM）、牛粪（Cattle dung,CD）、羊粪（Sheep manure,SM）、鸡粪（Chicken manure,CM）和鸭粪（Duck manure,DM）共5种不同动物粪便为研究对象，采用Hedley化学分级法提取磷组分，分析在30 d堆肥过程中磷的形态特征及生物有效性，并结合16S rRNA高通量测序分析探究磷转化的微生物驱动机制。结果表明：PM和CD堆肥有效磷占比长期保持在50%以上，磷可利用潜力相对较大；CM堆肥可以有效促进磷的活化，Olsen-P含量增加71.73%，有效磷组分占比增加8.41%;SM和DM堆肥产物以结合态磷为主，增强了磷稳定性。磷的生物有效性分析结果表明：PM、CD和CM堆肥的磷有效性较高，适于用作速效磷肥；SM和DM堆肥中结合态磷的占比分别增加20.84%和2.07%，磷的稳定性增强，更适合作为缓释磷肥。冗余分析结果表明：不同动物粪便堆肥中磷的活化释放与特定微生物菌属的活动有关，畜类粪便堆肥中富集的芽孢杆菌（Bacillus）和禽类粪便堆肥中富集的热裂孢菌（Thermobifida）在堆肥高温阶段起到主导作用。综上，不同动物粪便堆肥的磷可利用性存在显著差异，研究结果可为高效处理畜禽粪便、提高磷利用效率、减少农业面源污染提供科学依据。

关键词

畜禽粪便堆肥 / 磷形态 / 生物有效性 / 微生物驱动

基金资助

国家重点研发计划（2024YFD1700704）; 湖北省自然科学基金项目（2024AFB389）