堆肥中氮素轉(zhuǎn)化微生物群落與理化參數(shù)間關(guān)系的研究.pdf

1、堆肥化技術(shù)是處理農(nóng)業(yè)廢棄物的主流技術(shù)，但堆肥過程中由于氣態(tài)氮的產(chǎn)生導致氮素損失，同時造成環(huán)境污染。目前堆肥氮素轉(zhuǎn)化研究多集中在氮素轉(zhuǎn)化微生物的群落結(jié)構(gòu)和演替規(guī)律，關(guān)于環(huán)境因子與氮素轉(zhuǎn)化菌群之間內(nèi)在關(guān)系的研究較少，不利于深刻理解堆肥氣態(tài)氮素損失的生物學機制及堆肥控氮技術(shù)的研發(fā)。
　　本研究以amoA和nosZ基因為標記，通過聚合酶鏈式反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)監(jiān)測牛糞秸稈堆肥化進程中氨氧化細菌(AOB)、氨氧化古

2、菌（AOA）和反硝化細菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性變化，應(yīng)用Canoco4.5和SPSS19.0軟件分析功能微生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性與理化參數(shù)間的相關(guān)性。本研究可為揭示堆肥過程中氣態(tài)氮素損失機制并提出控氮技術(shù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)堆肥化進程中，主要檢測到了3類AOB:亞硝化單胞菌屬（Nitrosomonas）、亞硝化螺菌屬（Nitrosospira）和未培養(yǎng)細菌，亞硝化單胞菌屬為AOB的優(yōu)勢菌屬;主要檢測到了3類AO

3、A:未培養(yǎng)泉古生菌（Uncultured crenarchaeote）、未培養(yǎng)古細菌(Unculturedarchaeon)和Candidatus Nitrososphaera gargensis，其中未培養(yǎng)泉古生菌和未培養(yǎng)古細菌為AOA的優(yōu)勢菌屬;主要檢測到了6類反硝化細菌:副球菌屬（Paracoccus）、無色桿菌屬(Achromobacter)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬（Pseudomonas）、未培養(yǎng)細菌

4、（Uncultured bacterium）和固氮螺菌屬（Azospirillum），其中假單胞菌屬和固氮螺菌屬是堆肥化過程中反硝化細菌的優(yōu)勢菌屬。
　　(2)堆肥化過程中，AOB群落多樣性指數(shù)在2.072～2.220之間變化，即在堆肥化初期(0～7d) AOB群落多樣性指數(shù)減小，在堆肥化后期(13～29d)其多樣性指數(shù)變大; AOA群落多樣性指數(shù)在1.936～2.177之間變化，即在堆肥化初期(0～7d) AOA群落多樣性指數(shù)減

5、小，在堆肥化后期(13～29d)其多樣性指數(shù)變大;反硝化細菌群落多樣性指數(shù)在1.801～2.536之間變化，即在堆肥化初期(0～4d)反硝化細菌群落多樣性指數(shù)變大，在堆肥化后期(7～29d)其多樣性指數(shù)減小。
　　(3) AOB群落結(jié)構(gòu)與理化參數(shù)的冗余分析結(jié)果表明，在堆肥化起始(0～1d)和高溫期(4～7d)時，AOB群落結(jié)構(gòu)的演替相對較小，而在堆肥化后期(13～29d)群落演替較大;NH4+-N和T與AOB群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性相

6、對較大。
　　(4) AOA群落結(jié)構(gòu)變化與理化參數(shù)相關(guān)性的RDA分析表明，在堆肥后期(13～29d)時群落結(jié)構(gòu)變化較小，而在堆肥初期(0～1d)和堆肥高溫期(4～7d)時，AOA群落結(jié)構(gòu)變化較大;T和NH4+-N與AOA群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性相對較大。
　　(5)反硝化細菌群落結(jié)構(gòu)與理化參數(shù)RDA排序分析表明，在堆肥起始(0～1d)時群落結(jié)構(gòu)變化較小，而在堆肥高溫期(4～7d)和堆肥后期(13～29d)時，反硝化細菌群落結(jié)構(gòu)變

7、化較大;T和pH與反硝化細菌群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性較大。
　　(6)堆肥化進程中，AOB群落多樣性（H-AOB）與pH值呈顯著性負相關(guān)關(guān)系(P≤0.05，r=-0.938)，與含水率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系（P≤0.05，r=0.765）;AOA群落多樣性（H-AOA）與NH4+-N含量呈極顯著性負相關(guān)關(guān)系（P≤0.01，r=-0.901）;反硝化細菌群落多樣性(H-nosZ)與堆體溫度(T)(P≤0.05，r=0.768)呈顯著性正相關(guān)