沸石和生物炭添加对农业废弃物堆肥过程中微生物群落的影响

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本实验利用农业固体废物进行好氧堆肥,添加沸石和生物炭探究其对堆肥理化因子及堆肥基质中微生物群落的影响。实验进行以下四种处理:分别以不添加任何试剂为对照组A,添加5%的沸石为B堆,以添加5%的生物炭为C堆,以及混合添加5%的沸石和5%的生物炭为D堆。检测堆肥过程中温度、含水率、p H、WSOC、OM、GI、NH4+-N、NO3+-N等理化参数的变化。通过定量PCR和高通量测序分别确定细菌,真菌群落的丰度和结构。结合多元分析方法,对添加剂对堆体环境因子和堆体微生物群落的响应进行分析说明。本次实验堆肥顺利进行。堆肥升温迅速,高温期持续时间达到无害化要求,各项理化及微生物指标显示符合腐熟化堆肥规律。沸石和生物炭的添加会明显改变细菌和真菌种群结构和多样性。诺卡氏菌科(Nocardiopsaceae),芽孢杆菌科(Bacillaceae),明串珠菌科(Leuconostocaceae),叶杆菌科(Phyllobacteriaceae),黄单胞菌科(Xanthomonadaceae),莫拉菌科(Moraxellaceae),纤维弧菌科(Cellvibrionaceae),类芽孢杆菌科(Paenibacillaceae),黄杆菌科(Flavobacteriaceae),鞘脂杆菌科(Sphingobacteriaceae),链孢子囊菌科(Streptosporangiaceae),动球菌科(Planococcaceae)等12种细菌种群为各堆体中的优势细菌。发菌科(Trichocomaceae),酵母菌类(norank_Saccharomycetales),(unclassified_Saccharomycetales),节担菌科(Wallemiaceae),毛壳菌属(unclassified_Sordariales),散囊菌目(norank_Eurotiales),粪壳菌科(Bionectriaceae)等为各堆体中的优势真菌。通过冗余分析发现,细菌的丰度变化与堆体理化性质的OM、NO3--N、p H、WSOC显著相关(P<0.05),真菌种群被显著影响的理化因子为OM、WSOC、NO3--N(P<0.05),OM及NO3--N是影响秸秆堆肥中堆肥过程中细菌及真菌种群变化的最主要的两个关键因子。生物炭和沸石的加入显著改变了微生物群落的丰度和结构。生物炭,沸石及其组合的添加对改善有机物的降解和腐殖化以及增加农业废弃物堆肥过程中的有效养分含量具有积极作用。
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