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首开SCI之门|膜覆盖对猪粪-麦秸好氧堆肥中细菌群落演化影响机制

又双叒叕crazy2019-08-13 07:08:29

话说经历两年半之久,才发了第一篇真正意义上的SCI。如果说给自己找个借口,那就是我才接触这个课题一年半,在学术界我还是小鲜肉呀。趁着大雪纷飞的周末,整理一下文章,以这种方式做一下记录。


01 研究背景


我国每年产生大量的畜禽粪便给环境带来了极大的挑战,目前畜禽粪污年产出量约38亿吨。2017年,国家出台《畜禽粪污资源化利用行动方案(2017-2020年)》大力推进畜禽粪便资源化利用。好氧堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要途径之一,它是在微生物的作用下将废弃物中的有机物质分解并转化、合成腐殖质的过程。细菌群落演替对好氧堆肥过程是至关重要的。目前基于膜覆盖好氧堆肥技术的细菌群落演替过程知之甚少。本研究将基于中国首个实验室规模膜覆盖好氧堆肥反应器系统开展对比试验,研究覆膜处理对细菌群落演替的影响。


02 试验设计



03 主要结果


1. 堆肥样品测序结果

通过对细菌V3~V4区进行测序,过滤掉低质量的序列后,在97%相似度下聚类用于物种分类的OTU,统计各个样品的OTU信息,两组样本中共产生804个OTU。A组OTU含量为782个,B组OTU含量为767个。

2. 样品群落组成分析

好氧堆肥中FirmicutesProteobacteria BacteroidetesActinobaceriaTenericutesGemmatimonadetes是主要优势门,占总丰度的99%以上。

3. 主成分分析

在两组堆肥试验中,由于原料配比相同,故堆肥开始阶段两点几乎重合。随着堆肥的进行,两组试验同一堆肥天数距离很近,可以很清晰的分为堆肥初始、高温期、冷却期和腐熟期,可见细菌的演化主要受堆肥过程的影响。

4.  LEfSe分析

覆膜A组出现5个分类群,B组出现9个分类群。其中纤维弧菌(Cellvibrinales)只出现在覆膜A组,可见覆膜后更有利于Cellvibrinales的生存,可加速有机质的降解。绿脓杆菌(Pseudomonas)是一种致病微生物,主要存在于对照B组中。说明对照组高温期持续时间不够长,未能有效杀死病原菌。Clostridiales是厌氧的纤维素降解菌,主要存在于对照B组中,厌氧环境更适合其生长。从Clostridiales的相对丰度看,对照B组厌氧环境几乎存在于整个堆肥周期,而覆膜A组则显著改善。


04 主要结论


覆膜后通过改善堆体环境可以影响部分细菌的相对丰度,尤其是厌氧菌相对减少,可有效促发酵、减排放、保质量,具有良好发展前景。


参考文献:

Ma, S.S., Fang, C., Sun, X.X., Han, L.J., He, X.Q., Huang, G.Q. Bacterial community succession during pig manure and wheat straw aerobic composting covered with a semi-permeable membrane under slight positive pressure[J]. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.03.054