论文摘要
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。