接種菌劑對牛糞堆肥硝化和反硝化細(xì)菌群落影響的研究.pdf

1、將具有木質(zhì)纖維素降解能力的菌劑，接種到以牛糞和水稻秸稈為材料的堆肥中，通過測定溫度、pH值、C/N、種子發(fā)芽率、NH4+-N、NO3--N相關(guān)指標(biāo)，考察了接種菌劑堆肥和自然堆肥腐熟情況。采用傳統(tǒng)培養(yǎng)與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)相結(jié)合的方法，研究了接種菌劑對牛糞堆肥中硝化、反硝化細(xì)菌數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性的影響，為進(jìn)一步探討硝化、反硝化細(xì)菌在堆肥氮素循環(huán)中的作用提供了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　

2、　(1)整個(gè)堆肥過程共持續(xù)45d，兩組堆肥都經(jīng)歷了升溫、高溫、降溫和腐熟階段。菌劑堆肥最高溫度為66℃高于自然堆肥的最高溫度59℃，高溫期分別持續(xù)13d和9d，表明接種菌劑可提高堆肥溫度，延長高溫期，同時(shí)pH值、C/N、種子發(fā)芽率、NH4+-N和NO3--N含量變化表明接種菌劑有利于微生物生長，促進(jìn)堆肥腐熟，達(dá)到無害化標(biāo)準(zhǔn)。
　　(2)接種菌劑使堆肥中可培養(yǎng)的硝化細(xì)菌數(shù)量多于自然堆肥，反硝化細(xì)菌數(shù)量少于自然堆肥。硝化和反硝化細(xì)菌數(shù)

3、量與NH4+-N成負(fù)相關(guān)關(guān)系，與NO3--N成顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05）;菌劑堆肥相關(guān)系數(shù)大于自然堆肥。
　　(3)接種菌劑對amoA基因標(biāo)記的氨氧化細(xì)菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)組成產(chǎn)生一定影響。和自然堆肥相比，菌劑堆肥中氨氧化細(xì)菌種類更加豐富。自然堆肥中亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)為優(yōu)勢種群，而菌劑堆肥中增加了新的類群，分別為亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)和亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)。

4、　　(4)接種菌劑對nirS型反硝化細(xì)菌群落多樣性無明顯影響，而使narG, napA，nirK和nosZ型發(fā)生改變。和自然堆肥相比，narG多樣性指數(shù)在堆肥升溫階段較低，降溫階段較高;菌劑堆肥napA和nosZ種類更加豐富，各時(shí)期多樣性指數(shù)都大于自然堆肥;NirK型反硝化細(xì)菌多樣性在菌劑堆肥中減少。
　　(5)接種菌劑對nirS型反硝化群落結(jié)構(gòu)組成無影響，對narG, napA，nirK和nosZ影響較大。自然堆肥narG型主要

5、類群為發(fā)硫菌屬(Thiothrix)，而接種菌劑導(dǎo)致一些新的未培養(yǎng)類群產(chǎn)生，使原優(yōu)勢發(fā)硫菌屬(Thiothrix)數(shù)量和所占比例減小;假單胞菌屬(Pseudomonas)和某些未培養(yǎng)細(xì)菌是自然堆肥NapA型反硝化細(xì)菌群落的優(yōu)勢菌屬，菌劑堆肥除了含有這些類群外還出現(xiàn)了新的反硝化類群，分別屬于紅細(xì)菌屬(Rhodobacter)和生絲微菌屬(Hyphomicrobium); NirK在菌劑堆肥后期檢測到與紅假單胞菌屬(Rhodopseudom

6、onas)同源性較高的反硝化細(xì)菌，但未檢測到自然堆肥降溫時(shí)期存在的無色桿菌屬(Achromobacter)和一些未培養(yǎng)細(xì)菌，且使原自然堆肥的慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)，根瘤菌屬(Rhizobium)，中慢生根瘤菌屬(Mesorhizobium)，副球菌屬(Paracoccus)和假單胞菌屬(Pseudomonas)表現(xiàn)出消失再出現(xiàn)的變化現(xiàn)象;自然堆肥nosZ型反硝化細(xì)菌包括假單胞菌屬(Pseudomonas)，產(chǎn)堿菌屬