农业废物好氧堆肥过程中物化参数对放线菌种群的影响

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堆肥技术已经在农业废物处理方面得到了广泛的应用,并在一定程度上使农业固体废物减量化、无害化、资源化,但是木质素的降解效率低仍然是一个亟待解决的问题,放线菌对木质素的降解有着不容忽视的作用,所以,研究放线菌种群与堆肥过程中物化参数的对应关系具有重要的实际意义。本研究从农业固体废物堆肥样品中提取总DNA,采用放线菌特异性引物F243/R1378进行PCR扩增,再以扩增的产物为模板,采用引物GC-F984/R1378进行第二轮扩增获得适合DGGE的DNA片段,采用DGGE技术对获得的放线菌16SrDNA进行电泳分离。应用QuantityOne2.0软件处理放线菌的DGGE指纹图谱获得农业废物垃圾堆肥过程中放线菌种群多样性的信息。DGGE图谱显示,在堆肥初期放线菌种类迅速增加;堆肥中期放线菌种类基本保持不变,优势菌明显;堆肥后期,放线菌种类逐渐增多,种群均匀度较高,各种群丰度差异不大。采用Real-timeqPCR对放线菌数量进行监测,所用引物为F984/R1378。结果表明,放线菌在农业固体废物堆肥过程中,在数量上呈“升高-降低-升高”的规律。为了检验哪些堆肥物化参数或组合能够在一定程度上解释堆肥样品中放线菌种群的变化。用Canoco4.5软件对种群数据和物化参数(含水率、水溶性有机碳(WSC)、C/N、环境温度、堆体温度、pH、水溶性氨氮(NH4+-N)和硝氮(NO3--N))进行冗余分析(redundancyanalysis,RDA),做出样点、物化参数的二维排序图。冗余分析结果表明,8个物化参数与放线菌前两个排序轴的相关性大小依次为:含水率>WSC>pH>硝态氮>铵态氮>C/N>堆体温度>环境温度。其中,含水率和WSC达到了极显著水平(P<0.01),pH则为显著相关(P<0.05)。为了考察物化参数与放线菌16SrDNA基因数之间的相关性。应用SPSS软件对物化参数和放线菌16SrDNA的基因数做回归分析,并作出回归直线与散点分布图。结果表明,含水率与放线菌16SrDNA基因数呈线性负相关(R2=0.450,P<0.01);这些物化参数的有效调控对充分发挥放线菌在农业固体堆肥中的作用有重要的指导意义。
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