菌劑對牛糞堆肥及其氮素轉(zhuǎn)化微生物的影響.pdf

1、堆肥是處理牛糞等農(nóng)牧業(yè)固體廢棄物的主要方式，自然堆肥存在著腐熟時間長、營養(yǎng)損耗大和二次污染較大等問題。在堆肥中添加外源菌劑，增強微生物數(shù)量分解有機質(zhì)活性、減少氮素?fù)p失、加速腐熟進(jìn)程、提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，已得到廣泛證實。微生物是驅(qū)動堆肥中氮素轉(zhuǎn)化的主要因素，與堆肥的進(jìn)程和堆肥質(zhì)量密切相關(guān)，然而，關(guān)于堆肥中，尤其是添加外源菌劑后堆肥中氮素轉(zhuǎn)化微生物的群落變化的研究鮮見報道。本文研究了添加菌劑對牛糞稻草堆肥理化性質(zhì)的影響，并采用PCR-DGGE

2、技術(shù)研究了菌劑對堆肥中氨化細(xì)菌、氨氧化古菌和氨氧化細(xì)菌的動態(tài)及多樣性影響，旨在加深對堆肥中氮素轉(zhuǎn)化知識的理解并為堆肥生產(chǎn)實踐提供理論指導(dǎo)。本文主要研究結(jié)果如下:
　　1.添加菌劑縮短堆肥周期，促進(jìn)堆肥腐熟。添加菌劑在3～36d提高堆肥溫度（P＜0.05），最高溫度達(dá)到62℃;在3～45d提高氮素含量并降低含水率(P＜0.05);在21～45d減少總碳的消耗(P＜0.01);在3、7、21和36d能夠降低牛糞堆肥的碳氮比（P＜0.0

3、5），比值更接近腐熟標(biāo)準(zhǔn);在21～36d增加牛糞堆肥的銨態(tài)氮含量（P＜0.05）;在7～36d能夠有效地增加牛糞堆肥的硝態(tài)氮含量(P＜0.05)。
　　2.通過對氨化細(xì)菌的測定分析發(fā)現(xiàn)，添加菌劑在3d、15d和21d顯著增加氨化細(xì)菌數(shù)量;并提高氨化細(xì)菌多樣性指數(shù)，在堆肥3d多樣性指數(shù)最大;自然堆肥中出現(xiàn)的特異氨化細(xì)菌為Bacillus horikoshii strain CMB14。自然堆肥和添加菌劑堆肥中均存在氨化細(xì)菌類型包括B

4、acillus thuringiensis strain DL10、Bacillus subtilis strain g61、Bacillus nealsonii strain WS1、Bacillus sp.VITJSS、Bacillus halodurans strain BG5、Bacillus niacini strain TN17、Bacilluscirculans、 Bacillus subtilis strain VB9，

5、這些菌株均屬于嗜堿芽孢桿菌(Bacillus haloduransstrain)、蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis strain）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtitles strain）、煙酸芽孢桿菌（Bacillus niacin strain）、環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulars)、嗜熱芽孢桿菌(Bacillus horikoshii strain)。
　　3.通過對氨氧

6、化古菌的測定分析發(fā)現(xiàn)，添加菌劑堆肥中氨氧化古菌多樣性指數(shù)增加，在堆肥36d多樣性指數(shù)最大。在自然堆肥第15d中出現(xiàn)的特異氨氧化古菌為Unculturedammonia-oxidizing archaeon clone XFNAOA18 amoA，在菌劑堆肥7d和15d發(fā)現(xiàn)特異性氨氧化古菌為Uncultured archaeon clone SEPHIV_2amoA。自然堆肥和添加菌劑均菌種類型包括Uncultured archaeon

7、clone2-39 amoA、Uncultured archaeon clone5-68 amoA、Unculturedarchaeon clone A0619 amoA、Uncultured ammonia-oxidizing archaeon clone QTWAOA32 amoA、Uncultured archaeon clone A2816 amoA、Uncultured archaeon clone A6702 amoA、Un

8、culturedthaumarchaeote clone OTU_3 amoA、Uncultured crenarchaeote clone PB75-13 amoA、Unculturedarchaeon clone POTU4 amoA，這些菌株均為不可培養(yǎng)類型，屬于中溫泉古菌奇古菌（thaumarchaeote）、泉古菌（crenarchaeote）。
　　4.通過對氨氧化細(xì)菌的測定分析發(fā)現(xiàn)，添加菌劑提高氨氧化細(xì)菌多樣性指數(shù)。

9、在堆肥15d多樣性指數(shù)最大，在自然堆肥堆肥第3d出現(xiàn)特異性氨氧化細(xì)菌為Nitrosospira sp.Wyke8(amoA) gene。自然堆肥和添加菌劑堆肥中均氨氧化細(xì)菌類型包括Nitrosococcus oceani strainAFC24P(amoA) gene、Uncultured bacterium gp1aamoAgene、Uncultured bacteriumgp18 amoA gene、Nitrosospira sp.

10、EnI299(amoA) gene、Nitrosospira sp.En13(amoA) gene、Nitrosococcus oceani strain SW N.oceani(amoA) gene、Nitrosococcus oceani strain AFC36(amoA) gene、Uncultured proteobacterium isolateDGGE gel band L-3(amoA) gene、Unculturedp

11、roteobacterium isolate DGGE gel band L-2(amoA) gene、Uncultured Nitrosospira sp.cloneISA00172(amoA)gene、Uncultured Nitrosospira sp.clone ISA00164(amoA) gene、UnculturedNitrosospira sp.clone ISA00160(amoA) gene，這些菌株屬于亞硝化螺菌屬