綠色大豆皮和玉米秸稈堆肥過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、微生物群落組成和代謝功能演替
發(fā)布時間:2022-10-10 15:28
隨著蔬菜種植業(yè)的發(fā)展,蔬菜的種植面積在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所占比重也越來越大,蔬菜廢棄物的產(chǎn)生量也在逐年增加。目前蔬菜廢棄物已經(jīng)成為我國僅次于水稻、玉米、小麥秸稈的第四大農(nóng)業(yè)廢棄物。然而一直以來,由于蔬菜廢棄物的水分含量高,碳氮比低,使得其處理難度大,造成了嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染。堆肥是一種環(huán)保、可持續(xù)且為社會所接受的廢棄物處理技術(shù),堆肥過程中的微生物能夠有效地將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定且相對無毒的復(fù)雜大分子物質(zhì)。然而目前對于蔬菜廢棄物堆肥過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、微生物種群和代謝功能演替之間的關(guān)系尚不清楚。本研究以綠色大豆皮為原材料,以玉米秸稈為膨脹劑,根據(jù)堆肥含水量60%和C/N比25-30:1兩個原則,確定綠色大豆皮和玉米秸稈的比例為3:1。實驗設(shè)置了3個2m×1.5 m×1 m(長×寬×高)的堆體,進行為期55天的堆肥。整個堆肥實驗采用自然通風(fēng)和人工翻拋的方式進行曝氣,每兩天翻拋一次。每天兩次測定堆體內(nèi)部和周圍環(huán)境溫度,根據(jù)溫度變化情況選取第0、2、4、8、14、22、28、34、40和55天的堆肥樣品,測定堆肥過程中的物質(zhì)變化和微生物變化。主要結(jié)果如下:(1)好氧堆肥可以有效地將綠色大豆皮廢棄物轉(zhuǎn)...
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
符號說明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 蔬菜廢棄物資源化利用
1.1.1 我國蔬菜廢棄物處理的現(xiàn)狀
1.1.2 蔬菜廢棄物的特性及危害
1.1.3 蔬菜廢棄物的處理方式
1.2 堆肥化處理技術(shù)的研究進展
1.2.1 堆肥化處理的影響因素
1.2.2 堆肥化處理的腐熟度評價
1.2.2.1 物理學(xué)指標(biāo)
1.2.2.2 化學(xué)指標(biāo)
1.2.2.3 生物學(xué)指標(biāo)
1.3 堆肥化處理的微生物群落演替的研究
1.3.1 堆肥化處理的細(xì)菌群落演替的研究
1.3.2 堆肥化處理的真菌群落演替研究
1.4 堆肥化處理的微生物群落研究方法
1.5 本研究的目的及意義
2 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 堆肥材料
2.1.2 主要儀器設(shè)備
2.1.3 主要酶及生化試劑
2.1.4 實驗相關(guān)引物
2.1.5 生物學(xué)軟件
2.2 方法
2.2.1 堆肥實驗設(shè)計與樣品采集
2.2.2 堆肥理化指標(biāo)的測定
2.2.3 堆肥樣品DNA的提取與檢測
2.2.4 高通量測序
2.2.4.1 PCR擴增
2.2.4.2 Miseq文庫構(gòu)建
2.2.4.3 Miseq測序
2.2.5 高通量數(shù)據(jù)下機分析
2.2.6 統(tǒng)計學(xué)分析
3 結(jié)果與分析
3.1 綠色大豆皮自然堆肥過程中理化特性的變化
3.1.1 堆肥過程中的溫度變化
3.1.2 堆肥過程中的pH和電導(dǎo)率(EC)變化
3.1.3 堆肥過程中的種子發(fā)芽指數(shù)(GI)變化
3.1.4 堆肥過程中的總有機碳(TOC)、總氮(TN)和C/N比變化
3.1.5 堆肥過程中的胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和HA/FA比變化
3.2 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物群落變化
3.2.1 堆肥樣品的高通量測序及稀釋曲線
3.2.2 堆肥過程中微生物的α-多樣性變化
3.2.3 堆肥過程中微生物的β-多樣性變化
3.2.4 堆肥過程中微生物在門水平的群落組成
3.2.5 堆肥過程中的微生物標(biāo)志物
3.3 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物代謝功能變化
3.3.1 堆肥過程中的細(xì)菌代謝功能變化
3.3.2 堆肥過程中的真菌代謝功能變化
3.4 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的關(guān)系
3.4.1 堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的相關(guān)性
3.4.2 堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的共存網(wǎng)絡(luò)
4 討論
4.1 堆肥能有效地將綠色大豆皮廢棄物轉(zhuǎn)化為有機肥
4.2 堆肥顯著影響微生物群落多樣性
4.3 堆肥顯著影響微生物種群
4.4 堆肥顯著影響微生物群落的代謝功能
4.5 堆肥過程中的理化特性與微生物群落緊密相關(guān)
5 結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]農(nóng)村固體廢棄物處理現(xiàn)狀與對策[J]. 楊德利,吳天強,高健,靳亞亞. 綠色科技. 2018(24)
[2]分子生物學(xué)方法在環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用研究進展[J]. 姬洪飛,王穎. 生態(tài)學(xué)報. 2016(24)
[3]蔬菜廢棄物堆肥化處理研究進展[J]. 王麗英,吳碩,張彥才,李若楠,陳麗莉. 中國蔬菜. 2014(06)
[4]不同發(fā)酵輔料下牛糞腐解過程溫度和養(yǎng)分的變化規(guī)律[J]. 李忠徽,王旭東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]規(guī);i場廢棄物無害化處理好氧堆肥模式及參數(shù)探討[J]. 俞芝芬,夏磊. 湖北畜牧獸醫(yī). 2013(04)
[6]不同通氣量對牛糞好氧堆肥的影響[J]. 趙秀玲,朱新萍,羅艷麗,余雄,賈宏濤,海熱古麗. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[7]蔬菜殘株堆肥及微生物菌劑對設(shè)施辣椒栽培土壤的改良作用[J]. 張志剛,董春娟,高蘋,尚慶茂. 西北植物學(xué)報. 2011(06)
[8]不同C/N下雞糞麥秸高溫堆肥腐熟過程研究[J]. 趙建榮,高德才,汪建飛,鄒長明. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[9]不同腐熟劑對牛糞好氧堆肥的影響[J]. 施寵,謝晶晶,鄭春霞,柴仲平,賈宏濤. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(02)
[10]不同C/N比對堆肥腐熟度和含氮氣體排放變化的影響[J]. 秦莉,沈玉君,李國學(xué),郭瑞. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2009(12)
博士論文
[1]產(chǎn)業(yè)廢棄物堆肥處理效果及碳素物質(zhì)變化規(guī)律研究[D]. 張隴利.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]秸稈資源評價與利用研究[D]. 畢于運.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]蔬菜廢棄物肥料化處理研究[D]. 張修順.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]蔬菜廢棄物堆肥過程中有機氮轉(zhuǎn)化的機理[D]. 陳孟立.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[3]蔬菜廢棄物堆肥化過程中碳氮轉(zhuǎn)化規(guī)律[D]. 徐路魏.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]蔬菜殘株堆肥化利用技術(shù)研究[D]. 莫舒穎.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2009
[5]VT菌劑在好氧堆肥中的作用機理及肥效研究[D]. 胡菊.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]堆肥腐熟度快速測定指標(biāo)和方法的建立[D]. 張亞寧.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3689885
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
符號說明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 蔬菜廢棄物資源化利用
1.1.1 我國蔬菜廢棄物處理的現(xiàn)狀
1.1.2 蔬菜廢棄物的特性及危害
1.1.3 蔬菜廢棄物的處理方式
1.2 堆肥化處理技術(shù)的研究進展
1.2.1 堆肥化處理的影響因素
1.2.2 堆肥化處理的腐熟度評價
1.2.2.1 物理學(xué)指標(biāo)
1.2.2.2 化學(xué)指標(biāo)
1.2.2.3 生物學(xué)指標(biāo)
1.3 堆肥化處理的微生物群落演替的研究
1.3.1 堆肥化處理的細(xì)菌群落演替的研究
1.3.2 堆肥化處理的真菌群落演替研究
1.4 堆肥化處理的微生物群落研究方法
1.5 本研究的目的及意義
2 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 堆肥材料
2.1.2 主要儀器設(shè)備
2.1.3 主要酶及生化試劑
2.1.4 實驗相關(guān)引物
2.1.5 生物學(xué)軟件
2.2 方法
2.2.1 堆肥實驗設(shè)計與樣品采集
2.2.2 堆肥理化指標(biāo)的測定
2.2.3 堆肥樣品DNA的提取與檢測
2.2.4 高通量測序
2.2.4.1 PCR擴增
2.2.4.2 Miseq文庫構(gòu)建
2.2.4.3 Miseq測序
2.2.5 高通量數(shù)據(jù)下機分析
2.2.6 統(tǒng)計學(xué)分析
3 結(jié)果與分析
3.1 綠色大豆皮自然堆肥過程中理化特性的變化
3.1.1 堆肥過程中的溫度變化
3.1.2 堆肥過程中的pH和電導(dǎo)率(EC)變化
3.1.3 堆肥過程中的種子發(fā)芽指數(shù)(GI)變化
3.1.4 堆肥過程中的總有機碳(TOC)、總氮(TN)和C/N比變化
3.1.5 堆肥過程中的胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和HA/FA比變化
3.2 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物群落變化
3.2.1 堆肥樣品的高通量測序及稀釋曲線
3.2.2 堆肥過程中微生物的α-多樣性變化
3.2.3 堆肥過程中微生物的β-多樣性變化
3.2.4 堆肥過程中微生物在門水平的群落組成
3.2.5 堆肥過程中的微生物標(biāo)志物
3.3 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物代謝功能變化
3.3.1 堆肥過程中的細(xì)菌代謝功能變化
3.3.2 堆肥過程中的真菌代謝功能變化
3.4 綠色大豆皮堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的關(guān)系
3.4.1 堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的相關(guān)性
3.4.2 堆肥過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)與理化特性的共存網(wǎng)絡(luò)
4 討論
4.1 堆肥能有效地將綠色大豆皮廢棄物轉(zhuǎn)化為有機肥
4.2 堆肥顯著影響微生物群落多樣性
4.3 堆肥顯著影響微生物種群
4.4 堆肥顯著影響微生物群落的代謝功能
4.5 堆肥過程中的理化特性與微生物群落緊密相關(guān)
5 結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]農(nóng)村固體廢棄物處理現(xiàn)狀與對策[J]. 楊德利,吳天強,高健,靳亞亞. 綠色科技. 2018(24)
[2]分子生物學(xué)方法在環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用研究進展[J]. 姬洪飛,王穎. 生態(tài)學(xué)報. 2016(24)
[3]蔬菜廢棄物堆肥化處理研究進展[J]. 王麗英,吳碩,張彥才,李若楠,陳麗莉. 中國蔬菜. 2014(06)
[4]不同發(fā)酵輔料下牛糞腐解過程溫度和養(yǎng)分的變化規(guī)律[J]. 李忠徽,王旭東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]規(guī);i場廢棄物無害化處理好氧堆肥模式及參數(shù)探討[J]. 俞芝芬,夏磊. 湖北畜牧獸醫(yī). 2013(04)
[6]不同通氣量對牛糞好氧堆肥的影響[J]. 趙秀玲,朱新萍,羅艷麗,余雄,賈宏濤,海熱古麗. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[7]蔬菜殘株堆肥及微生物菌劑對設(shè)施辣椒栽培土壤的改良作用[J]. 張志剛,董春娟,高蘋,尚慶茂. 西北植物學(xué)報. 2011(06)
[8]不同C/N下雞糞麥秸高溫堆肥腐熟過程研究[J]. 趙建榮,高德才,汪建飛,鄒長明. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[9]不同腐熟劑對牛糞好氧堆肥的影響[J]. 施寵,謝晶晶,鄭春霞,柴仲平,賈宏濤. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(02)
[10]不同C/N比對堆肥腐熟度和含氮氣體排放變化的影響[J]. 秦莉,沈玉君,李國學(xué),郭瑞. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2009(12)
博士論文
[1]產(chǎn)業(yè)廢棄物堆肥處理效果及碳素物質(zhì)變化規(guī)律研究[D]. 張隴利.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]秸稈資源評價與利用研究[D]. 畢于運.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]蔬菜廢棄物肥料化處理研究[D]. 張修順.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]蔬菜廢棄物堆肥過程中有機氮轉(zhuǎn)化的機理[D]. 陳孟立.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[3]蔬菜廢棄物堆肥化過程中碳氮轉(zhuǎn)化規(guī)律[D]. 徐路魏.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]蔬菜殘株堆肥化利用技術(shù)研究[D]. 莫舒穎.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2009
[5]VT菌劑在好氧堆肥中的作用機理及肥效研究[D]. 胡菊.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]堆肥腐熟度快速測定指標(biāo)和方法的建立[D]. 張亞寧.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3689885
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