畜禽养殖业的集约化发展产生了大量农业固体有机废弃物,另一方面,化肥在我国农业生产中长期过量、不科学的应用导致农田土壤出现板结、酸化、有机质下降等一系列问题。资源化利用养殖废弃物研制成有机肥类肥料,并科学合理施用,能够达到提高作物产量和改善土壤环境的效果。本论文分为三部分:第一部分基于对猪粪与辅料的不同配比及堆肥起爆剂的添加探究以猪粪为原料的高效高温堆肥工艺,并通过黄瓜盆栽实验验证堆肥产品肥效;第二部分通过白菜-甘蓝田间轮作试验研究了,第一部分所研制有机肥及其添加贵州木霉NJAU4742研制成的生物有机肥对白菜和甘蓝的促生及增产效应;第三部分研究了白菜-甘蓝轮作大田第一季与第二季不同施肥模式对土壤微生物区系的影响。主要研究结果如下:1.通过工厂化堆肥试验,以猪粪为原料,稻壳和蘑菇渣为辅料,设置C/N分别为10、25、25(接种起爆剂)和35共4个处理(Z1、Z2、Z3、Z4),比较不同碳氮比猪粪、稻壳及蘑菇渣混合物高温堆肥过程中堆体温度、pH值、EC、C/N、养分等指标差异等指标差异和黄瓜盆栽促生试验中不同处理所得猪粪堆肥的促生效果。3个处理的高温期平均温度为Z3>Z2>Z4>Z1,堆肥结束时各处理的 pH 值为:7.51、7.63、7.25、6.96,EC 值为:1.31 mS·cm-1、1.64 mS·cm-1、1.66 mS·cm-1、1.54 mS·cm-1;NH4+-N 的含量为:Z4>Z2>Z3>Z1;NO3--N 含量为:Z2>Z1>Z3>Z4,各处理 C/N 分别下降了 18.24%、47.56%、51.33%、30.47%,Z1、Z2、Z3 的氮、磷、钾(N、P205、K20)50.25 mg·kg-1,Z2 为 51.66mg·kg-1,Z3为 52.14mg·kg-1,而 Z4 总养分含量最低(48.43 mg·kg-1)。Z1、Z2、Z3 3 个堆体的发芽指数显示至堆肥结束时其均已腐熟,而堆体Z4尚未腐熟。第一季盆栽黄瓜的结果显示,Z3处理的农艺性状与生物量均为最佳,Z2与CF处理次之。第二季中Z2、Z3和CF处理的盆栽促生效果由于其他处理和对照。2.白菜-甘蓝轮作大田根据不同施肥处理共设置7个处理:1)对照(CK),不施肥处理;2)有机肥处理(OF);3)灭菌有机肥(SOF);4)生物有机肥处理(BIO);5)灭菌生物有机肥SBIO;6)灭菌生物有机肥再次添加木霉(SBIOT)(以肥料及木霉秸秆发酵物干重计,接种5%):7)化肥处理(CF)。第一季大田各处理较CK的产量均有提升,BIO较OF增产4725.12 kg·hm-2,增幅达到4.25%,而OF则较SBIOT处理增产1992.03 kg·hm-2。第二季与第三季产量结果显示相比于OF,BIOT、BIO 和 CF 处理第二季分别增产 14043.21、9830.25 和 11882.72 kg·hm-2;第三季分别增产1625.00,4935.19和6555.56 kg·hm-2;至第四季甘蓝田间试验结束,产量趋势如下:BIO>SBIOT>CF>OF>SOF>SBIO>CK,与 OF 相比,BIO、SBIOT和CF分别增产7222.22、3876.54和3641.98 kg·hm-2。相比于与使用化肥,施用有机类肥料对蔬菜的维生素C、蛋白质和可溶性糖的含量有所提高,硝酸盐含量亦有所降低。施用肥料可提高土壤中的速效磷、速效钾含量,BIO和SBIOT使其增幅显著提高;BIO与SBIOT处理及SBIO的施用同时提高了土壤中硝态氮及铵态氮的含量,而CF处理土壤中铵态氮含量升高、硝态氮含量降低。不同肥料室内连续培育试验结果显示,BIO和SBIOT及OF的促生效果,优于相应灭菌肥料处理SOF和SBIO,其中第一季与第二季SBIOT处理的促生效果最优,第三季BIO的促生效果最优。化肥处理(CF)的促生结果显著低于BIO和SBIOT。3.第一季白菜与第二季甘蓝有机肥OF和生物有机肥处理BIO的土体土样和根际土样进行MiSeq高通量测序结果表明,随着木霉生物有机肥的连续施用,OF与BIO处理根际微生物群落差异逐渐拉大,功能微生物(贵州木霉NJAU4742)对细菌和真菌群落结构变异度的贡献越来越高。属分类水平结果显示:细菌方面,相比于施用有机肥,BIO处理在第一季根际土壤中溶杆菌属(Lysobacter)、土体土壤中的Subdivision属和第二季土体土壤中的Minicystis属的相对丰度显著高于OF处理。真菌方面,相比于施用有机肥,BIO处理第一季土体土壤中的被孢霉属(Mortierella)和第二季土体中的小囊菌目未鉴定属(Microascales unidentified)的相对丰度显著低于OF处理,第二季BIO处理根际土壤中的油壶菌属(Olpidium)、土体土壤中的Stilbella属的相对丰度显著高于OF处理。与产量相关性分析表明,根际的小梨形菌属(Pirellula)和土体的假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)和土体的木霉属(Trichoderma)与产量呈现显著相关。综上所述,初始C/N为25并添加堆肥起爆剂的堆体Z3产品腐熟最为完全,肥效最佳,施用其添加木霉研制的生物有机肥能够提高白菜-甘蓝轮作大田的产量和蔬菜品质,并且改变土壤微生物群落结构和土壤理化性质。