生活垃圾微生物强化堆肥对放线菌群落的影响

为了探讨微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响,在堆肥过程中接种高效细菌复合菌剂和真菌复合菌剂,并以不接种的堆体为对照,对堆肥过程的温度变化和木质纤维素的降解效率进行了测定,并借助于PCR-DGGE方法对堆肥过程中放线菌群落的动态变化和种群多样性进行研究。结果表明：微生物强化堆肥能缩短堆体起爆时间,并能有效提高堆体降温期和二次发酵期的温度;和自然堆肥相比微生物强化堆肥使半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别提高8.95%、12.72%和10.13%。DGGE图谱显示：2种堆肥方式的放线菌多样性指数表现出极显著差异,微生物强化堆肥能增加堆体中优势菌群的种类和数量,能有效提高腐熟期的放线菌群落多样性,有利于堆肥腐熟。优势条带测序结果表明：在接种堆肥过程中检测到了放线菌门的棒杆菌属、分支杆菌属、链霉菌属、热孢菌属、迪茨菌属、糖丝菌属和放线菌属。     

利用PCR-DGGE方法研究添加复合菌剂对堆肥微生物群落的影响

为研究接种复合菌剂对堆肥微生物群落变化的影响,以奶牛粪便和稻草为原料进行堆肥试验,设添加复合菌剂BLD（由3株木质纤维素降解细菌组成,经测序鉴定分别为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞菌属中未鉴定种）和不加菌剂两个处理,利用传统平板培养与聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法相结合研究两种堆肥处理对微生物群落演替的影响。结果表明,基于传统培养方式,微生物数量呈升高-降低-升高-降低的趋势,且细菌数量明显大于真菌数量;DGGE图谱显示,两种堆肥处理的条带数呈现与传统培养相似的变化趋势。接种菌株在堆肥初期成功定殖,高温期成为优势菌株,降温期优势逐渐减弱。接种菌剂增加了堆肥中细菌数量,提高了堆肥微生物群落多样性,从而促进堆肥微生物群落演替,缩短堆肥腐熟时间。     

接种方式对堆肥过程中功能菌定殖的影响

利用园林绿化废弃物添加磷矿粉,在堆肥前期、后期以及前后期分两次接种复合菌剂进行好氧堆肥,通过抗生素标记、选择性培养基方法,研究堆肥过程功能菌（解磷菌、拮抗菌）的定殖状况,分析堆肥产品的微生物群落功能多样性、解磷效果以及对青枯病菌的拮抗性能。结果表明：堆肥后期和分前后两次接种复合菌剂明显增加堆肥枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌功能菌数量,而前期接种经过堆肥高温期,堆体功能菌数量锐减,表明功能菌定殖效果取决于是否后期接种;堆肥后期和分前后两次接种显著提高了堆肥的微生物群落功能多样性、堆肥水溶性磷和有效磷含量以及堆肥对青枯病菌拮抗性能。     

镰刀菌rDNA ITS区 RFLPs分析

本实验采用PCR-RFLP技术分析了镰刀菌菌种间的多态性。运用SDS碱裂解法抽提了采自于山西省不同地区的11株镰刀菌（Fusarium）基因组DNA，并用一对特异性引物对其rDNA ITS区段进行扩增，选用4种限制性内切酶（TaqⅠ AluⅠ HaeⅢ EcoRⅠ）酶切PCR扩增产物，共得到16条多态性片段，其中特异性条带8条，分子量大约在70-900bp之间。利用NTSYS-PC(2.1)软件包分析各菌株间的DNA限制性片段多态性，总共可以分为５大组，与传统分类一致，说明该方法可以用于镰刀菌菌株间的多态性分析。     

铅锌矿区重金属污染对微生物数量及放线菌群落结构的影响

采集四川省汉源县富泉乡万顺铅锌矿区5个不同重金属浓度的土壤样品,进行了微生物数量及放线菌多样性的研究。经分离、纯化得到43株不同的放线菌,然后对其进行BOXAIR-PCR和16SrDNAPCR-RFLP分析。结果表明,铅锌矿区重金属复合污染对土壤微生物数量有较大的影响,随着铅锌矿区重金属污染程度的加剧,土壤微生物的总数下降。相关性分析表明,重金属含量与细菌数量呈极显著负相关（P〈0.01）,与放线菌数量、真菌数量呈显著负相关（P〈0.05）。供试菌株的16SrDNA用HaeⅢ、HinfⅠ和TaqⅠ酶切后具有32种遗传图谱类型。BOXAIR-PCR的聚类结果表明在86%的水平上,所有菌株分为10个遗传类型,结果基本与16SrDNAPCR-RFLP聚类差异不大。来源于高重金属的含量样品的菌株基本聚在一起,可能是重金属含量影响了放线菌的分布。同时,16SrDNA序列聚类分析结合系统发育树分析表明链霉菌属是汉源铅锌矿区主要的放线菌属并且具有遗传多样性。     

秸秆与菇渣堆肥用于双孢蘑菇栽培的理化性状和细菌群落分析

该研究以双孢蘑菇(Agaricus bisporus)传统麦草配方作为对照,分别用玉米秸秆和杏鲍菇菇渣替换部分麦草设计2个新配方,通过理化性状、细菌群落动态及产量分析,评价玉米秸秆或杏鲍菇菇渣用于工厂化双孢菇生产的可行性。分别在建堆、一次发酵结束、二次发酵结束3个时期采集堆肥样品,提取总DNA,以大肠杆菌(Escherichia coli)16S r DNA V3区通用引物,进行PCR‐DGGE扩增和序列分析,同时分析培养料理化性状,并测定双孢蘑菇产量。研究结果:玉米秸秆配方基质颗粒比较粗大,含氮量较低,二次发酵结束时与麦草配方具有较多的共有优势菌群,两者的细菌多样性指数变化规律也基本一致。菇渣配方基质颗粒比较细碎,含氮量较高,其堆肥3个时期的优势细菌种类、多样性指数变化趋势与麦草配方明显不同。传统麦草配方具有良好的理化性状和稳定的细菌群落,玉米秸秆、杏鲍菇菇渣代替部分麦草的配方仍需进一步优化。     

堆肥隧道式后发酵技术及效果

该文采用发酵隧道对堆肥进行后发酵处理,并测定发酵过程中的温度、pH值、含氮量、微生物的变化,旨在为集约化生产双孢蘑菇培养料提供理论依据。该技术可以对堆肥进行10 h以上的巴氏灭菌（温度在57～62℃之间）处理和5 d的腐熟处理（温度在45～53℃之间）。处理后发酵堆肥中氮质量分数从1.58%增加至1.85%;pH值从8.7下降到7.5。嗜热细菌的菌落数从5.2×108 cfu/g上升到7.3×108 cfu/g（第3天）,发酵结束时降低为2.88×108 cfu/g;放线菌和嗜热真菌菌落数发酵开始时分别为2.4×105 cfu/g 和3.2×104 cfu/g,发酵结束时分别为19.6×105 cfu/g和10.1×104 cfu/g。试验结果表明,经过隧道式后发酵的堆肥适合于双孢蘑菇生长需要,隧道式后发酵技术可以用于规模化生产优质双孢蘑菇培养料。     

接种自生固氮菌对玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性的影响

为了探索玉米根际土壤微生态特征对接种自生固氮菌的响应机理,在盆栽实验条件下,研究了3株自生固氮菌褐球固氮菌（Azotobacter chroococcum YCYS）、芸苔叶杆菌（Phyllobacterium brasssicacearum QL54）和类芽孢杆菌（Paenibacillus sabinae MX31）接种盆栽玉米（Zea mays L.）之后,玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性的变化。结果表明,接种自生固氮菌对玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性产生了一定的影响,而且不同自生固氮菌之间的接种效果有一定的差异。接种褐球固氮菌（A. chroococcum YCYS）和类芽孢杆菌（P. sabinae MX31）玉米根际土壤脲酶活性分别比对照高20.55%和9.58%。然而接种处理对玉米根际土壤碱性磷酸酶活性的影响差异不显著（P0.05）。BIOLOG结果显示,接种自生固氮菌可以提高细菌总代谢活性,其中接种褐球固氮菌（A. chroococcum YCYS）处理的AWCD是对照的1.8倍,并且细菌群落丰富度指数（R）显著高于对照（P0.01）。不同接种处理土壤根际细菌生理碳代谢优势群落结构不同。主成分分析（PCA）表明接种自生固氮菌可以调控根际土壤细菌群落功能多样性。     

微生物菌剂对麦草、鸡粪高温堆肥进程及质量的影响

通过鸡粪与麦草静态高温好氧堆肥,对接种微生物菌剂的堆肥处理与不接种微生物菌剂的常规堆肥过程中温度、碳氮比（C/N）、铵态氮以及种子发芽指数（GI）的变化进行了比较分析。结果表明：与不接种微生物菌剂比较,接种自制微生物菌剂CM和市售的有机废弃物发酵菌曲JM堆肥温度提前3d达到最高温度60℃;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过14d其C/N就由30降为15以下,较不接种提前10d;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过20d其NH4＋-N含量分别达到1.42,1.54g/kg,显著低于对照的2.01g/kg;经过14d的堆肥处理,接种CM、JM菌剂以及不接种的堆肥GI分别为57,48,32。研究表明,接种微生物菌剂CM、JM有助于麦草和鸡粪的快速腐熟,接种CM菌剂较接种JM菌剂有助于堆肥质量的提高。     

不同菌剂在鸡粪堆肥中的应用效果

选出适宜的鸡粪堆肥菌剂及其与辅料的配比,对促进鸡粪堆肥的效果具有重要的意义。本研究采用了接种不同菌剂的堆肥发酵试验,研究不同鸡粪堆肥过程中堆肥的养分、理化性状和发芽指数等参数变化。结果表明,接种等量不同微生物菌剂的堆肥效果基本一致,比鸡粪(CK)处理的发酵温度提前9~10 d达到50℃;种子发芽指数达到85.2%~87.3%,提高45.2%~47.3%;发酵周期缩短了12 d。接种菌剂处理比仅加米糠处理的发芽指数平均提高了18.8%。聚类分析得出5个处理的堆肥效果被分成了3类,接菌剂处理划归为第一类,表明3种菌剂堆肥效果基本相同;仅加米糠处理是第二类;鸡粪(CK)处理是第三类。本试验在鸡粪和米糠的C/N为25.5的条件下,分别接种3种不同的微生物菌剂(0.05%)的处理,堆肥效果较一致,比仅加米糠和纯鸡粪处理堆肥效果好。     

接种木质纤维素分解复合菌系对堆肥发酵进程的影响

以具有高效木质纤维素分解能力的复合菌系作为接菌剂,接种到以牛粪、鸡粪和麦秸为材料的堆肥化过程中,测定了各发酵参数和物质成分的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片断多态性(T-RFLP)分析方法,研究了堆肥发酵过程中微生物群落的动态.结果表明,接菌对堆肥化过程中温度、水分和pH值的影响不大.经63 d发酵之后,接菌处理的半纤维素、纤维素和木质素的减重率比不接菌处理分别高4.3%、3.0%和3.4%.接菌处理的各个发酵阶段C/N比也明显低于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果显示,接菌后堆肥发酵初期复合系中的 Ureibacillus thermosphaericu、Pseudoxanthomonas taiwanensis、Tepidiphilus margaritifer、Rhizobiaceae str.M100、C thermobutyricum 和Bacillus thermoamylovorans 菌株大量定殖于堆肥体系中,DGGE图谱中可见接种处理堆肥体系中的条带数少于不接菌处理,而同一水平线的条带亮度明显高于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果都表明接菌处理的微生物多样性少于不接菌处理.可见接种微生物在堆肥体系中占据优势,抑制了部分杂菌生长,促进了发酵进程.     

不同处理方式对奶牛粪细菌群落多样性及群落结构的影响

以腐熟牛粪、新鲜牛粪以及蚯蚓粪为材料,提取其微生物总DNA,利用细菌16SrDNAV3区扩增及变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）法,分析了3种材料中细菌的多样性以及细菌群落结构的相似性。结果表明,蚯蚓粪的细菌多样性最丰富,腐熟牛粪次之,新鲜牛粪的细菌多样性最小。蚯蚓粪和腐熟牛粪的细菌群落结构有40%的相似性;蚯蚓粪和新鲜牛粪的细菌群落结构的相似性为25%;新鲜牛粪和腐熟牛粪的细菌群落结构的相似性则为35%。     

高效NMF菌群对性冷牛粪的快速腐熟作用研究

采用添加高效腐熟菌剂NMF菌群进行奶牛粪便的腐熟试验。结果表明,接种NMF菌剂的奶牛粪便在25 d内可以达到腐熟标准,氮磷钾总养分和腐植酸分别比不接菌处理提高18%和45%。NMF菌剂可以通过改变微生物区系、增加纤维素酶和多酚氧化酶活性等途径加快腐熟速度,促进腐熟程度。     

木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

石油烃类污染物降解动力学和微生物群落多样性分析

为了探讨不同初始浓度石油污染土壤堆腐化修复机制,以石油降解菌剂和腐熟鸡粪为调理剂,研究了初始浓度分别为5 000(T1)、10 000(T2)和50 000 mg/kg(T3)的石油污染土壤堆腐化修复过程石油烃类污染物降解动力学特征和微生物群落多样性。结果表明:堆腐化修复过程石油烃类污染物降解符合一级反应动力学,反应常数分别为0.012、0.094和0.050 d-1,半衰期分别为6.79、7.37和13.86 d。整个堆腐过程石油烃类污染物平均降解速率分别为112.08、230.05和887.93 mg/(kg·d)。3个处理的孔平均颜色变化率(average well color development)和碳源利用率(除芳香烃类化合物外)随堆腐进程的推进逐渐升高,在堆腐中、后期达到最大,T3处理显著高于T1、T2处理。多聚物类和糖类代谢群是堆腐体系中的优势菌群。主成分分析表明3个处理的微生物群落差异显著(除第9天外),起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。微生物群落的丰富度指数和均一度指数随堆腐进程的推进逐渐升高并在堆腐后期达到最大,与T1处理相比,T3处理分别高了0.21%和17.64%,差异达到显著水平(P0.05)。微生物群落优势度指数在中期达到最大,T1处理分别比T2、T3处理高2.12%和9.44%,3个处理间差异不显著(P0.05)。堆肥结束时3个处理的种子发芽指数(seed germination index,SGI)分别比堆腐初期提高了18.26%、20.42%和36.41%。该研究结果为黄土高原不同程度石油污染土壤堆腐化修复的应用提供参考依据和理论基础。     

Effects of regenerating vegetation on soil enzyme activity and microbial structure in reclaimed soils on a surface coal mine site

The aim of this study was to evaluate the influence of reclaimed scenarios on soil enzyme activities and microbial community in a reclaimed surface coal mine on the Northwest Loess Plateau of China. Soil samples were collected from a bare land (CK), and a plantation (PL) and four mixed forests (MF1-4). Soil physicochemical characteristics, four enzyme activities and microbial abundance and T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism) profiles were measured. Effects of reclaimed scenarios on soil nutrients content, enzyme activities and microbial community were pronounced. Soil organic carbon could be well used to predict the major differences in enzyme activities, and microbial abundance and composition. Soil enzyme activities were more significantly correlated with fungal abundance than bacterial and archaeal ones. The higher soil nutrient content, enzyme activities, and microbial abundance and diversity were from mixed forests and the lowest ones were from CK, which suggested mixed forests would be feasible scenarios in semi-arid Loess Plateau. Soil bacteria, archaea and fungi evolved with reclaimed process, but the influences of reclaimed scenarios on each domain of microbial abundance, diversity and composition were different. These findings suggested that soil bacteria, archaea and fungi play different ecological roles during restoration process.