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《四川农业大学》 2008年
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不同菌剂处理对猪粪堆肥效果的影响及PCR-DGGE研究堆肥微生物群落变化

王芳  
【摘要】: 为研究接种菌剂对堆肥效果的影响及其在堆肥中的变化规律,以及对堆肥微生物群落变化的影响,并探讨动物微生态制剂用于堆肥的可行性,本研究从猪粪腐熟堆肥中筛选优势微生物并制作成复合菌剂,研究复合菌剂和微生态制剂对堆肥效果的影响,并采用PCR-DGGE技术研究堆肥微生物的群落变化,结果如下: 1.复合菌剂和微生态制剂对堆肥效果的影响 利用选择性平板培养和高温筛选从猪粪腐熟堆肥中分离微生物,从中筛选10株堆肥微生物,3株能够耐受80℃高温的芽孢杆菌,3株中温放线菌,3株霉菌和1株酵母菌,用以上菌株制备复合菌剂。将复合菌剂和微生态制剂分别按0.1%比例接种猪粪堆肥,共分成4组:T1是接种堆肥分离的复合菌剂组,T2是微生态菌剂组,T3是微生态菌剂组(接种菌剂浓度是T2的1倍),设不接种菌剂组为对照组。通过测定堆肥30d内温度、pH、水分、全碳、全氮和C/N,评价接种菌剂对堆肥效果的影响。结果表明:整个堆肥过程中,接种堆肥分离微生物和微生态菌剂组的温度显著高于对照组,最高温度也显著高于对照组,T1组最高温度达到73℃,T2为74℃,T3为72℃,对照组为71.5℃。接种菌剂组堆肥高温期持续时间显著比对照组长,堆肥温度在50℃以上维持的时间T2、T3最长,都是23天,T1为21天,而对照组C只有10天。各组水分变化趋势相似,随着堆肥的进行,堆肥水分逐渐下降。各组pH值变化趋势基本一致,堆肥初期呈逐渐上升趋势,堆肥后期则逐渐下降。堆肥结束时,接种菌剂组对碳素的利用率显著高于对照组,T1的全碳含量下降了11.88%,T2下降了5.75%,T3下降了12.96%,而对照组只下降了4.73%。堆肥结束时,T1组和T3组C/N下降最多。综合各项物理化学指标来看,接种堆肥分离微生物的处理组T1效果最好,接种动物微生态制剂的处理组T2和T3的效果也较好,表明动物微生态制剂用于堆肥是可行的。 2.PCR-DGGE技术研究接种菌剂对堆肥微生物的群落变化的影响 通过抽提不同时期堆肥细菌总DNA,PCR扩增细菌16S rDNA V3区和DGGE电泳,进行DGGE图谱聚类分析和条带多样性的分析,结果表明:堆肥过程中细菌种类数量随着堆肥的升温期、高温维持期和降温期的变化呈现出“升高-降低-升高”的变化趋势。各阶段出现不同的菌群组成,接种菌剂堆肥细菌群落变化较对照组慢。堆肥初始,菌群组成主要是土著微生物,各组相似性为93%-100%;与其他时期的堆肥 DGGE条带组成相似度仅为50%。第0-3天,此阶段温度上升较快,细菌群落多样性开始下降,不耐受高温的菌群逐渐消失并伴随着优势菌群的出现。接种的堆肥分离微生物和动物微生态制剂在DGGE图谱中检测出来,其中芽孢杆菌与高温期的优势条带相对应。第9-21天,各组DGGE图谱的相似性为68%,对照组菌群多样性较接种菌剂组高,但接种菌剂组优势菌群明显,且维持时间较长,表明堆肥高温阶段菌群的变化与堆肥温度的变化有关,对照组温度低,更利于不耐受高温菌群的生长;接种菌剂增加了高温期优势菌群的数量。第21-30天为堆肥降温腐熟期,堆肥细菌组成逐渐趋于稳定,各组DGGE图谱相似性为93%-100%,细菌菌落多样性高于堆肥高温期。此阶段接种菌剂组菌群多样性高于对照组,表明在堆肥后期,接种菌剂对堆肥菌群变化有影响,主要是增加了菌群多样性,并且通过前期对堆肥基质的分解,有利于后期的菌群生长。 本研究结果表明,接种菌剂能显著提高堆肥温度,延长高温持续期,加速堆肥基质的分解。通过接种菌剂改变了堆肥微生物的菌落变化,增加了优势菌群的数量和堆肥腐熟期微生物群落的多样性。
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S141.4

【引证文献】
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10 曹广富;工厂化堆肥原料和配方选择现状调查与分析[D];南京农业大学;2011年
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