溫度對(duì)蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥過(guò)程微生物群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、蚯蚓堆肥是利用蚯蚓與微生物協(xié)同作用降解基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)，使其腐殖化、穩(wěn)定化和病原菌無(wú)害化，最終達(dá)到腐熟的代謝過(guò)程。有機(jī)質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化主要靠各種微生物（細(xì)菌、放線菌、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和微型動(dòng)物等）。不同的微生物種群在堆肥過(guò)程中獨(dú)立或者協(xié)作分解某種或某類有機(jī)質(zhì)，蚯蚓在氮素轉(zhuǎn)化、纖維素的分解和腐殖化過(guò)程中扮演著重要的角色，蚯蚓能夠影響污泥的生化性質(zhì)，直接或間接影響微生物群落。有研究發(fā)現(xiàn)添加蚯蚓會(huì)減少基質(zhì)中微生物量，包括細(xì)菌和真菌，并且加

2、速了有機(jī)質(zhì)的分解。前期研究證明蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥能夠加快有機(jī)質(zhì)的降解過(guò)程，且微生物量碳(MBC)和脫氫酶(DHA)的含量低于對(duì)照組;結(jié)合PCR-DGGE技術(shù)分析蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥過(guò)程微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，可知細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)變化不大，主要是微生物的占比發(fā)生變化。但是DGGE指紋圖譜中只反映1％以上的菌群，且操作誤差會(huì)影響微生物群落多樣性和群落結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果。因此，本研究使用Miseq高通量測(cè)序技術(shù)分析微生物群落結(jié)構(gòu)和演替的變化。
　

3、　本研究采用Miseq高通量測(cè)序技術(shù)，研究蚯蚓處理對(duì)城鎮(zhèn)污泥穩(wěn)定化過(guò)程微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，以及溫度對(duì)蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥穩(wěn)定化過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)的影響;測(cè)定蚯蚓處理堆肥穩(wěn)定化過(guò)程中理化指標(biāo)，研究微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子之間的關(guān)系。結(jié)果顯示:
　　(1)蚯蚓堆肥過(guò)程中微生物多樣性呈現(xiàn)波動(dòng)變化的過(guò)程。除第30天和第60天外，蚯蚓組和對(duì)照組的細(xì)菌群落豐富度和多樣性指數(shù)有差異;第10天～40天，蚯蚓組的真菌群落多樣性指數(shù)高于對(duì)照組，第50

4、天～第60天，蚯蚓組的真菌群落多樣性指數(shù)低于對(duì)照組，故添加蚯蚓會(huì)影響城鎮(zhèn)污泥過(guò)程中微生物群落多樣性。
　　(2)原始污泥樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)與堆肥過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)差異較大;蚯蚓組和對(duì)照組的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相差不大，真菌群落結(jié)構(gòu)相差較大。蚯蚓對(duì)細(xì)菌群落的影響小于對(duì)真菌群落的影響，這可能與細(xì)菌群落的數(shù)量和種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真菌有關(guān)。蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥過(guò)程中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群落為鞘脂桿菌綱、β-變形菌綱、γ-變形菌綱、放線菌綱、α-變形菌綱、黃桿菌綱、

5、δ-變形菌綱、擬桿菌綱、厭氧繩菌綱、梭菌綱、Bacteroidetes_vadinHA17、噬纖維菌綱、暖蠅菌綱，占比之和為84.94％～92.03％。優(yōu)勢(shì)真菌群落為銀耳綱、接合菌門(mén)分類位置未定、真菌界分類位置未定、未分類的子囊菌門(mén)、盤(pán)菌綱、酵母菌、未分類的隱秘菌門(mén)、涌泉菌亞綱、Sordariomycetes、未分類的接合菌門(mén)、未分類的真菌界、LKM15_norank。
　　(3) RDA分析蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因

6、子(DOC、NH4+-N、EC、pH)的相關(guān)關(guān)系，表明溶解性有機(jī)碳和銨態(tài)氮是影響蚯蚓堆肥微生物群落結(jié)構(gòu)的主要因素。蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥過(guò)程主要優(yōu)勢(shì)微生物菌群與環(huán)境因子呈現(xiàn)較好的相關(guān)性。
　　(4)三個(gè)溫度組細(xì)菌群落的的Shannon指數(shù)在堆肥過(guò)程中相差不大，且溫度越高，蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥樣品中的細(xì)菌群落的豐富度更低。除第30天外，三個(gè)溫度組真菌群落的豐富度相差不大。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)20℃組的物種多樣性指數(shù)大于15℃組和25℃組。
　　(

7、5)15℃組和20℃組優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群落的組成相似，與25℃組相差較大。三個(gè)溫度組間真菌群落結(jié)構(gòu)均相差較大，表明溫度對(duì)真菌群落結(jié)構(gòu)的影響大于細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。三個(gè)溫度組的蚯蚓處理城鎮(zhèn)污泥的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌綱為鞘脂桿菌綱、β-變形菌綱、γ-變形菌綱、放線菌綱、α-變形菌綱、黃桿菌綱、δ-變形菌綱、擬桿菌綱、梭菌綱，占比從75.89％到89.71％，這些細(xì)菌群落均與有機(jī)碳、有機(jī)氮的降解有關(guān)。優(yōu)勢(shì)真菌綱為銀耳綱、接合菌門(mén)分類位置未定、酵母菌、未分類的子囊菌門(mén)、