本文關(guān)鍵詞：堆肥中氮素轉(zhuǎn)化微生物群落與理化參數(shù)間關(guān)系的研究

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【摘要】：堆肥化技術(shù)是處理農(nóng)業(yè)廢棄物的主流技術(shù),但堆肥過程中由于氣態(tài)氮的產(chǎn)生導(dǎo)致氮素?fù)p失,同時造成環(huán)境污染。目前堆肥氮素轉(zhuǎn)化研究多集中在氮素轉(zhuǎn)化微生物的群落結(jié)構(gòu)和演替規(guī)律,關(guān)于環(huán)境因子與氮素轉(zhuǎn)化菌群之間內(nèi)在關(guān)系的研究較少,不利于深刻理解堆肥氣態(tài)氮素?fù)p失的生物學(xué)機(jī)制及堆肥控氮技術(shù)的研發(fā)。本研究以amo A和nos Z基因?yàn)闃?biāo)記,通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)監(jiān)測牛糞秸稈堆肥化進(jìn)程中氨氧化細(xì)菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia oxidizing archaea,AOA)和反硝化細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性變化,應(yīng)用Canoco4.5和SPSS19.0軟件分析功能微生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性與理化參數(shù)間的相關(guān)性。本研究可為揭示堆肥過程中氣態(tài)氮素?fù)p失機(jī)制并提出控氮技術(shù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)堆肥化進(jìn)程中,主要檢測到了3類AOB:亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)和未培養(yǎng)細(xì)菌,亞硝化單胞菌屬為AOB的優(yōu)勢菌屬;主要檢測到了3類AOA:未培養(yǎng)泉古生菌(Uncultured crenarchaeote)、未培養(yǎng)古細(xì)菌(Uncultured archaeon)和Candidatus Nitrososphaera gargensis,其中未培養(yǎng)泉古生菌和未培養(yǎng)古細(xì)菌為AOA的優(yōu)勢菌屬;主要檢測到了6類反硝化細(xì)菌:副球菌屬(Paracoccus)、無色桿菌屬(Achromobacter)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、未培養(yǎng)細(xì)菌(Uncultured bacterium)和固氮螺菌屬(Azospirillum),其中假單胞菌屬和固氮螺菌屬是堆肥化過程中反硝化細(xì)菌的優(yōu)勢菌屬。(2)堆肥化過程中,AOB群落多樣性指數(shù)在2.072~2.220之間變化,即在堆肥化初期(0~7d)AOB群落多樣性指數(shù)減小,在堆肥化后期(13~29d)其多樣性指數(shù)變大;AOA群落多樣性指數(shù)在1.936~2.177之間變化,即在堆肥化初期(0~7d)AOA群落多樣性指數(shù)減小,在堆肥化后期(13~29d)其多樣性指數(shù)變大;反硝化細(xì)菌群落多樣性指數(shù)在1.801~2.536之間變化,即在堆肥化初期(0~4d)反硝化細(xì)菌群落多樣性指數(shù)變大,在堆肥化后期(7~29d)其多樣性指數(shù)減小。(3)AOB群落結(jié)構(gòu)與理化參數(shù)的冗余分析結(jié)果表明,在堆肥化起始(0~1d)和高溫期(4~7d)時,AOB群落結(jié)構(gòu)的演替相對較小,而在堆肥化后期(13~29d)群落演替較大;NH4+-N和T與AOB群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性相對較大。(4)AOA群落結(jié)構(gòu)變化與理化參數(shù)相關(guān)性的RDA分析表明,在堆肥后期(13~29d)時群落結(jié)構(gòu)變化較小,而在堆肥初期(0~1d)和堆肥高溫期(4~7d)時,AOA群落結(jié)構(gòu)變化較大;T和NH4+-N與AOA群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性相對較大。(5)反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與理化參數(shù)RDA排序分析表明,在堆肥起始(0~1d)時群落結(jié)構(gòu)變化較小,而在堆肥高溫期(4~7d)和堆肥后期(13~29d)時,反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化較大;T和p H與反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性較大。(6)堆肥化進(jìn)程中,AOB群落多樣性(H-AOB)與p H值呈顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系(P≤0.05,r=-0.938),與含水率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系(P≤0.05,r=0.765);AOA群落多樣性(H-AOA)與NH4+-N含量呈極顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系(P≤0.01,r=-0.901);反硝化細(xì)菌群落多樣性(H-nos Z)與堆體溫度(T)(P≤0.05,r=0.768)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系,與含水率呈極顯著性正相關(guān)關(guān)系(P≤0.01,r=0.864)。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S141.4;Q93

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