發(fā)布時間：2020-10-14 08:09

　　 安全有效地處理病死豬尸體是中國養(yǎng)殖場和個體養(yǎng)殖戶共同面臨的實際問題。堆肥作為一種無害化處理畜禽尸體的方法在世界各地被廣泛應(yīng)用。然而堆肥過程中存在效率低和氮損失嚴重等問題。為了探究豬尸體堆肥中理化參數(shù)和參與氮循環(huán)微生物功能基因的變化規(guī)律,本研究對豬尸體進行好氧靜態(tài)堆肥,測定堆肥過程中理化參數(shù),利用熒光定量PCR檢測堆肥中參與氮循環(huán)相關(guān)功能基因的豐度變化,并分析理化參數(shù)對功能基因的影響。研究結(jié)果如下:1.對豬尸體進行好氧靜態(tài)堆肥試驗,發(fā)現(xiàn)添加耐高溫復(fù)合菌劑(實驗組)和自然堆(對照組)均在第2 d升到50℃,在第4 d達到最高溫68.3℃。實驗組和對照組堆體溫度高于50℃的天數(shù)分別為34 d和27 d。堆體pH值的變化均呈現(xiàn)出先升高后下降的整體趨勢,pH值的變化范圍為7.75~8.71,兩者差異不顯著。銨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量也都呈現(xiàn)出升高的趨勢。結(jié)合其他理化參數(shù)可知堆肥達到完全腐熟,并達到堆肥無害化要求。2.利用熒光定量PCR檢測,發(fā)現(xiàn)堆肥過程中均能檢測細菌16S rDNA、amoA、narG、nirK、nosZ和nifH基因。narG、nirK、nosZ和nifH這四個基因豐度均在堆肥升溫期到高溫期中期一周的時間較高,在堆肥高溫后期及腐熟期基因豐度較低。實驗組中amoA基因在高溫期后期有所降低,到腐熟期又升高到與升溫期相當(dāng)?shù)乃�。相對于堆肥�?6S rDNA的水平,amoAnarG,nirK,nosZnifH。3.利用SPSS軟件進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),參與硝化作用的amoA基因豐度變化會隨著含水率的降低而下降。參與反硝化作用的narG基因豐度會隨著含水率的降低而下降外,nirK和nosZ基因豐度除了會隨著含水率的降低而下降外,還會隨著銨態(tài)氮含量升高而降低。參與固氮作用中的nifH基因豐度會隨著含水率的降低而降低外,還會隨著銨態(tài)氮含量升高而降低。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S141.4
【部分圖文】：

圖 1-1 微生物參與的氮循環(huán)過程Fig.1-1 Nitrogen cycle involved by microorganisms1.5 參與堆肥氮循環(huán)微生物功能基因研究進展堆肥過程中所包含的微生物氮循環(huán)過程逐步被人們所認識，但參與這些關(guān)鍵作用的具體微生物并未得到完全的認識。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過對微生物功能基因進行定性定量的檢測這一方法來研究和認識堆肥中微生物參與氮循環(huán)這一復(fù)雜過程。1.5.1 硝化作用微生物的功能基因氨氧化作用是硝化反應(yīng)的第一步，同時也是氮循環(huán)中重要的限速環(huán)節(jié)。氨氧化細菌（ammonia oxidizing bacteria，AOB）、氨氧化古菌（Ammonia oxidizing archaea，AOA）以及亞硝酸鹽氧化菌（Nitrite oxidizing bacteria，NOB）這三類參與硝化作用

圖 3-1 堆肥化過程中堆體溫度和環(huán)境溫度的變化Fig.3-1 Changes of pile temperature and environmental temperature during composting3.1.2 堆體pH和含水率堆體中的 pH 和含水率是影響堆體中微生物生存變化的重要因素，適宜的 pH 和含水率有利于微生物的繁殖和代謝，從而影響堆肥效率。從圖 3-2 中可以看出對照組和實驗組堆體 pH 的變化均呈現(xiàn)出先升高后下降的整體趨勢，pH 的變化范圍為7.75~8.71。堆肥第 0 d 對照組和實驗組堆體的初始 pH 分別為 7.94 和 7.99，對照組在第 23 d 達到最大值 8.71，實驗組在第 37 d 達到最大值 8.65。在整個升溫期和高溫期，堆體 pH 均在緩慢升高。在腐熟期 pH 開始下降，到腐熟后期，對照組和實驗組均趨于平緩穩(wěn)定的狀態(tài)。堆肥結(jié)束后對照組和實驗組的 pH 分別為 8.08 和 8.06，兩組之間差異不顯著；這與初始值比較差異也不顯著。堆肥過程中 pH 的變化范圍都在滿足微生物生長繁殖要求的 6.0~9.0 之間，且本

圖 3-2 堆肥化過程中堆體 pH 的變化Fig.3-2 Changes of pH in the pile during composting堆體的含水率的變化從圖 3-3 可以看出，對照組和實驗組整體呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，并且差異不顯著。本試驗為豬尸體靜態(tài)堆堆肥，為避免有害病菌的傳播，堆肥的前期和中期都沒有進行翻堆。在堆肥快要結(jié)束時的第 124 d 有進行翻堆，查看豬尸體降解情況，并添加了一定的水調(diào)整含水率，故最后有升高。在堆肥的第 0 d對照組和實驗組的含水率分別為 63.7%和 64.7%。腐熟后期未添加水之前，緩慢降到接近 30%。在升溫期和高溫期堆體水分下降明顯，實驗組含水率與實驗組相比下降更快些，但差異不明顯。堆體中的含水率逐漸降低，一方面是由于堆體溫度升高水分大量蒸發(fā)，另一方面是微生物繁殖代謝會消耗一定的水分。含水率的降低，低于 40%時在一定程度上也會降低微生物的代謝活動，使得堆肥進程變緩。
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本文編號：2840410