利用pcr-sscp技术分析猪粪堆肥微生物群落动态

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1、摘要本试验以猪粪和稻草为原料进行室内堆肥，设置2个试验组分别为堆体l(被动通风静态垛)和堆体2(强制通风静态垛)，在为期30d的堆程中，均测定了2个堆体上、中、下层的一系列理化指标如温度、C02、PH、含水率、总有机碳(TOC)、全氮(n(N)和C／N随时间的变化，也用分子生物学方法(PcR．sscP)检测了每堆体三层的细菌和真菌群落数随时间的变化，并调用SAS6．12软件中的T检验程序和相关分析程序处理数据，旨在研究堆肥微生物群落结构动态，其中涉及到同一堆体不同堆肥阶段微生物群落结构比较；不同堆体或不同堆肥工艺微生物群落结构比较；微生物群落结构演替与堆肥理化性质变化的关系；真菌群落动态和

2、细菌群落动态的比较。试验结果如下：不论是从堆料的物理性状还是化学指标来看，堆体O～30d都快速经历了完整的常规堆肥一次发酵过程。且微生物分子生物学检测(PCR--SSCP)表明这个过程中细菌和真菌构成的微生物群落发生了很大的变化。堆体内细菌类群数在0～100d的堆肥期中总体呈振荡下降，梯级递减的趋势。而2个堆体的真菌群落动态表明：第9d真菌群落已有繁荣迹象，但15～24d处于最繁荣的阶段。将细菌与真菌群落动态进行比较可知：两堆体各层的细菌变化与真菌变化主要表现为较弱的负相关(rO．05)；堆体各层条带数均是真菌平均数大于细菌平均数；但全过程中，真菌类群数的变异要大于细菌；不管是真

3、菌还是细菌，强制通风堆每个点的类群平均数明显大于被动通风堆(真菌为3．128个对2．641个；细菌为2．436个对1．54个)。将细菌和真菌的类群变化结合起来，得出：在14d以前，细菌类群明显占据优势，14d以后真菌类群数超过细菌，并一直处于优势状态，尤其是在15～24d内十分突出，类群数远远高于细菌。将理化指标平均数与细菌和真菌的相关性进行分析可知：细菌类群数与温度和C02释放量呈显著正相关(r>0，p<0．05)，与0c和C／N呈极显著正相关(r>0，pO，p<0．05)。细菌类

4、群数量变化与堆体的温度和C／N变化趋势比较一致，在第一次发酵(0～30d阶段)中，18d以前是细菌最活跃的阶段，之后细菌成为群落中的劣势微生物类群。由于堆肥30d以前堆体温度主要在44～71"C，在SSCP图谱上的条带可能是好氧高温细菌占主导。利用取样日的温度、C／N、KN和真菌类群数的标准化数据进行比较作图，可以看出：真菌最适宜的温度可能是42。5～50‘C；C／N变得不适宜于细菌生长似乎也间接有利于真菌的繁殖：而I(N的相对含量过高可能对真菌的繁殖有抑制作用，从而协同温度造成了真菌类群数下降。把细菌和真菌的类群数数据除以相应的平均数，得到无量纲标准化数据可知，第15d是一个明显的分界线

5、，前期细菌的优势地位在15d后被真菌取而代之，从整个微生物群落的角度看，第27d以前群落是兴旺的，以后则趋向衰弱。关键词：猪粪；堆肥；静态垛；聚合酶链反应．单链构象多态性(PCR-SSCP)；微生物群落IlAbstractInthisstudy，swinemanureandricestrawwereusedtobecompostingmaterialsindoor．Twotrialgroupsweresetup，whichwerecalledstaticwindrowofpassiveaeration(PileOne)andstaticwindrowofforcedaeration(Pil

6、eTwo)，respectively．Physicalandchemicalparameters，suchastemperature，carbondioxide，pH，moisturecontent，totalorganiccarbon，totalkjeldahlnitrogen，theratioofcarbontonitrogen，weredeterminedinthirtydays．Thetestsamplesweretakenfrombothpilesatthreepointsofdifferentdepthevery3d，Inaddition，bacteriaandfungipop

7、ulationsweredetectedwiththebiologicaltechniqueofSingleStrandConformationPolymorphism．Theproceduresoft-testandcorrelationanalysisinthesoftwareofSAS6．12wereappliedtoanalyzestatisticallythedataobtainedintheexperimen