腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响.pdf

2023年36 卷8 期Vol.36No.8引用格式：朱建伟，毕江涛，李文兵，贾渊超，毛瑞播腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响J西南农业学报，2 0 2 3，36（8）：1725 1736.Zhu JW,BiJT,LiW BJiaYC,Mao RF.Effects of decay agents and auxiliary materials on physicochemical properties and microbiota structure of dairycow manure compostJ.Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2023,36(8):1725-1736.D0I:10.16213/ki.scjas.2023.8.018.西南农业学报Southwest China Journal of Agricultural Sciences腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响1725朱建伟,毕江涛,李文兵，贾渊超 ,毛瑞（1.宁夏大学农学院，银川7 50 0 2 1;2.宁夏大学生态环境学院，银川7 50 0 2 1）摘要：【目的】探讨腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥过程中理化性质及菌群结构的影响。【方法】以奶牛粪为堆肥原料，配施腐熟菌剂与稻壳粉、麦麸、脱硫石膏，通过测定堆肥过程中堆体的理化性质变化及堆肥结束时堆体中的菌群结构，阐明腐熟菌剂与配施辅料对堆肥理化性质及菌群结构的影响。【结果】TIT4处理升温期堆体发酵时长较CK减少1 2 d,高温期（50）发酵时长较CK增加2 6 d。T 1、T 3、T 4处理堆体的含水率较CK显著降低（P0.05,下同）。不同发酵时期堆体的电导率均小于4.0 0mS/cm。升温期堆体有机质下降42.2 8%47.98%,T4处理显著高于其他处理。T1T4处理堆体中小白菜发芽指数在高温期和降温期快速升高，显著高于CK。随堆肥持续，T1T4处理堆体pH由8.40 降为7.30 7.6 3，全氮呈先降后升趋势，碳氮比由32.31降为9.0 1 10.90,堆肥结束时T1T4处理和CK堆体细菌群落在门、属水平上优势菌群相对丰度存在差异。AMOVA分析显示，与CK相比,T1T4处理堆体细菌群落结构呈极显著差异（PECTNpHMC。【结论】主成分综合得分法评价显示，T3处理，即奶牛粪+菌剂0.1%+稻壳粉1%+麦麸1%，为最佳堆肥方案。关键词：奶牛粪；好氧堆肥；腐熟度；稻壳粉；麦麸；脱硫石膏；微生物群落结构中图分类号：S141Effects of decay agents and auxiliary materials on physicochemicalproperties and microbiota structure of dairy cow manure compost文献标识码：A文章编号：10 0 1-48 2 9(2 0 2 3)8-0 17 2 5-12ZHU Jian-weil,BI Jiang-tao,LI Wen-bing,JIA Yuan-chao,MAO Rui-fan(1.School of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China;2.School of Ecological Environment,Ningxia University,Yin-chuan 750021,China)Abstract:ObjectiveThe study aimed to investigate the effects of rotten fungi and auxiliary materials on the physicochemical properties andbacterial structure of dairy manure compost.MethodUsing cow manure as compost raw materials,applying decomposing inoculant,ricehusk powder,wheat bran and desulfurization gypsum,the effects of decomposing inoculant and auxiliary materials on the physicochemicalproperties and bacterial structure of compost were clarified by measuring the changes of physical and chemical properties during the compos-ting process and the bacterial structure at the end of composting.Result The fermentation time of TI-T4 treatments during the warmingperiod decreased by 1-2 days compared with CK,and the fermentation time in the high temperature period(50 C)increased by 2-6days compared with CK.The moisture content of T1,T3 and T4 treatments was significantly lower than that of CK(P0.05,the same asbelow).The conductivity of the composting body was less than 4.00 mS/cm during different fermentation periods.During the warming peri-od,the organic matter decreased by 42.28%-47.98%,and the T4 treatment was significantly higher than that of other treatments.Thegermination index of Chinese cabbage in TI-T4 treated piles increased rapidly during the high temperature period and cooling period,which收稿日期：2 0 2 2-10-0 2基金项目：宁夏回族自治区重大专项（2 0 18 ZDKJ0312）；银川市西夏区科技计划项目（0 2 2 0 0 50 50 0 0 4）第一作者：朱建伟（1996），男，硕士，主要从事环境微生物研究。E-mail:通讯作者：毕江涛（196 4），男，博士，研究员，主要从事环境微生物结构与功能研究。E-mail:bi_1726was significantly higher than that of CK.With the continuation of composting,the pH of T1-T4 treatment decreased from 8.40 to 7.30-7.63,total nitrogen showed a trend of first decreasing and then rising,the carbon-nitrogen ratio decreased from 32.31 to 9.01-10.90,andthere was a difference in the relative abundance of dominant flora at the phylum and genus level between T1-T4 treatment and CK bacterialcommunity at the end of composting.AMOVA analysis showed that comparing TI-T4 treatment with CK the bacterial community structurewas significant different(PEC TN pH MC.Conclusion The evaluation of principal compo-nent comprehensive score method showed that T3 treatment,namely cow manure+0.7%of decomposing inoculant+1%of rice husk pow-der+1%of wheat bran,is the best composting scheme.Key words:Cow manure;Aerobic composting;Maturity;Rice husk powder;Wheat bran;Desulfurized gypsum;Microbial community struc-ture【研究意义】随着我国畜禽养殖业的迅速发展，巨量粪污的安全高效处置与资源化利用持续成为业界关注的焦点 。畜禽养殖产生的粪污既是废弃物，又是富含营养的可利用资源,其含有土壤培肥和作物生长所需的营养物质，经发酵腐熟可以变废为宝,生产高品质有机肥、沼液和能源物质，对提升土壤质量与作物产量和品质、消解污染和固碳减排具有重要作用2-3。【前人研究进展】为了提高畜禽粪污堆肥效果,通常添加腐熟菌剂和辅料,用于调节含水率、pH、温度、孔隙度、养分和菌群结构4-5。适宜的菌剂和辅料可以改善堆体的菌群结构,有效促进堆肥快速升温、延长高温发酵时间、提高腐熟度和肥效、降低无害化程度6-7 ,卢佳伟等8 、卢洋洋等9 研究表明,堆肥添加微生物菌剂能够有效促进升温及腐熟；王芳等10 、王旭杰等1 研究表明,堆肥过程中添加辅料可以促进固氮类细菌的相对丰度和腐熟。易被利用的有机物质更能促进牛粪的堆肥化处理，相较而言，秸秆类物质虽然成本低廉，但木质素较高不易被堆肥内微生物利用12 ,因此,可选用麦麸和水稻进行堆肥发酵；脱硫石膏可以减少堆肥过程中可溶性有机质中碳元素的损失，促进有机氮的反硝化作用，同时富含丰富的矿质营养,具有改良酸碱土壤的优势13。【本研究切人点】以奶牛粪为原料，配施腐熟菌剂和稻壳粉、麦麸、脱硫石膏，探究腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响。【拟解决的关键问题】运用畜禽粪便无害化处理和高通量测序技术，探究腐熟菌剂配施不同辅料对奶牛粪堆肥效果及微生物群落结构的影响,以期为奶牛粪堆肥资源化利用提供新的参物料酸碱度MaterialpH奶牛粪8.40Cow dung西南农业学报考途径。1材料与方法1.1堆肥物料以宁夏某奶牛养殖场牛粪作为堆肥原料，辅料为稻壳粉（含碳量37.45%，含氮量0.48%）、麦麸（含碳量41.6 1%，含氮量2.12%）和脱硫石膏均购自市场，腐熟菌剂（枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌+胶冻样芽孢杆菌+假单胞菌属）的菌种为宁夏大学环境微生物实验室分离所得，奶牛粪干湿分离后理化性质如表1所示。1.2试验设计将新鲜奶牛粪通过干湿分离等预处理后堆肥发酵,设置5个处理,对照（CK）、牛粪+菌剂0.1%（T 1）、牛粪+菌剂0.1%+稻壳粉1%（T2）、牛粪+菌剂0.1%+稻壳粉1%+麦麸1%（T3）、牛粪+菌剂0.1%+稻壳粉1%+麦麸1%+脱硫石膏1%（T 4）,采用条垛式方式堆肥，长5.0 m,上宽1.0 m，下宽3.0 m,高1.5m,每周机械翻堆通气。堆肥时间为3月2 8 日至5月7 日。分别于堆肥期第10、25、40 天取样，采用四分法取50 0 g样品装人自封袋,用于理化性质测定；在第40 天另取样品装人无菌的50 mL离心管中用于高通量测序,每个处理设置3次重复。1.3堆肥过程中堆体理化性质和发芽指数的测定测定项目包括堆肥的温度、含水率、有机质、有机碳、碳氮比、pH、电导率、全氮发芽指数,其中含水率、有机质、pH、电导率、全氮发芽指数参照NY/T5252021测定，有机碳、碳氮比参照薛文涛等14 的表1堆肥物料理化性质Table 1 Physical and chemical properties of composting materials含水率(%)MC76.0036卷有机质(%)全氮(%）OMTN87.641.57碳氮比C/N32.31电导率(S/cm)EC858.808期方法测定。温度：每日8：30 和17：30 各取3个点将水银温度计垂直插人堆体中心（2 5cm）处测定温度,计算平均值作为堆体温度，同时记录环境温度；含水率（M o i s t u r e c o n t e n t，M C）测定：采用烘干质量法，称取样品2 g置于10 5的烘箱内，干燥2 h,取出后置于干燥器中干燥至室温，称量；有机质（Organicmat-ter content,OM)测定：采用重铬酸钾容量法,重铬酸钾-硫酸溶液在加热条件下使物料中的有机碳氧化,用硫酸亚铁标准液滴定多余的重铬酸钾,从所消耗的重铬酸钾量计算有机碳含量;pH和电导率(E-lectricalconductivity，EC）测定：风干样和蒸馏水按照1:10 混合，煮沸10 min,搅拌3min,静置30 min测定。全氮（Total nitrogen,TN)测定：采用消煮凯氏定氮法，试料中的有机氮经硫酸一过氧化氢消煮，转化为铵态氮，再用硼酸溶液吸收，以标准酸溶液滴定;发芽指数(Germination index,GI)测定:称取10 g样品（鲜样），折算含水率后按照固液比1:10 浸提，吸取浸提液10 mL置于放置滤纸的9 cm培养皿中，放入10 粒大小一致且饱满的小白菜种子，盖上培养皿盖,在黑暗培养箱2 5培养48 h,同时用去离子水做空白试验。有机碳（Total organic carbon,TOC)测定：按照有机质1.7 2 4计算；碳氮比（C/N）为m（有机碳)/m(全氮）。1.4Ilumina NovaSeq高通量测序将采集的奶牛粪样品送至北京诺禾致源公司，在V3V4高变区进行PCR扩增,利用Illumina No-vaSeqPE250平台进行高通量测序。75.a706560555045403530252015100Fig.1Effects of decomposing inoculum with different auxiliary materials on the composting temperature of dairy cow manure朱建伟等：腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响环境温度 CK T1T2T3T451017271.5数据处理分析根据QIIME质量控制流程对原始数据进行质量过滤、截取和去除嵌合体序列，获得有效序列,用Uparse软件设置97%的一致性将序列聚类为OTU，用QIIME软件计算丰富度和多样性指数,用R软件绘制Alpha多样性，用Mothur软件进行AMOVA分析,用SPSS21和Excel2010软件对数据统计分析，用Canoco5.0软件进行CCA分析,用Origin2021进行绘图。2结果与分析2.1女奶牛粪堆肥发酵过程中堆体的理化性质变化T1T 4处理和对照（CK）的温度变化趋势大致相同(图1),加入辅料后堆体经过升温期（0 10d）、高温期(10 2 5d）、降温期（2 540 d)完成发酵,堆体的初始温度均为13。T1 和T4处理堆体在第8 天进人高温阶段（50），在第32 和2 9天堆体进入降温阶段，高温期分别持续2 4和2 0 d,堆体的最高温度分别为7 0.5和6 9.2。T2和T3处理堆体在第9 天进人高温阶段，在第31和30 天堆体进人降温阶段，高温期分别持续2 2 和2 1d,最高温度分别为6 8.3和6 5.7。CK堆体在第10 天进人高温阶段，在第2 8 天堆体进入降温阶段，高温期持续18 d,最高温度为6 9.0。CK和T1T4处理堆体温度 50 持续18 2 4d,均满足粪便无害化卫生要求。从图2-a可知,奶牛粪堆肥过程中,堆体的水分持续下降，升温期堆体的水分下降较快,T1T4处45b降温期高温期升温期403530(P)间20151050152025堆肥时间(d)Composting time图1腐熟菌剂配施不同辅料对奶牛粪堆体温度的影响30354045CKT1T2T3T4处理Treatment1728理下降12%19%,CK下降12%可能由于微生物迅速繁殖和堆体温度快速升高，致使水分消耗和蒸发较多,导致含水率快速下降。从表2 可知,堆肥结束时CK和T1T4处理堆体含水率保持在42%55%，含水率下降幅度依次为T4（44.7%）T 3(41.6%）T 1（36.0%）T 2(31.1%）C K（2 8.6%）,T 1、T 3、T 4处理堆体的含水率较CK显著降低(P0.05,下同)。从图2-b可知，奶牛粪堆肥过程中堆体电导率整体呈上升趋势。升温期堆体的电导率增加迅速，T1 T4 处理增至 8 94.2 8 10 6 1.47 S/cm,CK 增至10 0 8.7 S/cm,高温期和腐熟期电导率增加缓慢,40 d时 CK和T1T4处理堆体的电导率为2120.332359.69S/cm,均小于4.0 0 mS/cm,可以安全施用15。从图2-c 可知,奶牛粪堆肥过程中,CK和T1T4处理堆体有机质的变化规律为先快速下降再缓慢下降。升温期,T1T 4 处理堆体的有机质下降43.95%47.98%,CK下降42.2 8%,T1 T4处理堆体的有机质降解率高于CK,高温期,T1T 4处理堆体的有机质下降6.9 3%13.6 6%，CK下降10.42%;降温期,CK和T1T4处理堆体的有机质aCKT1T2 T3T48070(%)率号6050409080(%)一早170WO6050403020Fig.2Changes of moisture content,conductivity,organic matter and germination index of Chinese cabbage in reactor under different treatments西南农业学报降解缓慢,T1T4处理下降9.0 3%16.10%,CK下降18.0 5%；堆肥结束时T4处理堆体的0 M质量分数显著高于CK。从图2-d可知,CK和T1T 4处理堆体中小白菜的发芽指数在升温期变化不大。高温期,T1T 4处理堆体中小白菜的发芽指数上升19.0 0%34.0 0%，CK上升2 7.0 0%。降温期,堆体继续腐熟,CK和T1T4处理堆体中小白菜的发芽指数持续上升,T1T4处理堆体中小白菜的发芽指数上升19.0 0%29.00%,CK上升5.0 0%；堆肥结束时,T1T4处理堆体中小白菜的发芽指数分别为9 5.0 0%、85.00%、7 6.0 0%、90.0 0%,显著高于CK。从图 3-a 可知,CK 和 T1 T4 处理堆体的pH 变化趋势为先升高后下降，升温期均呈现快速上升的趋势,T4处理上升最快,CK上升最慢,T1T4处理堆体的pH分别升至7.9 8、7.8 5、8.13、8.37,CK上升至7.6 3,T1 T4 处理堆体的 pH 均高于 CK;高温期,T1T3处理和CK堆体的pH均呈上升趋势,只有T4处理堆体的pH下降至8.0 8,T1T4处理堆体的pH均高于 CK;降温期,T1T 4 处理和 CK堆体的pH分别下降至7.6 3、7.42、7.32、7.30 和7.32,T1T 3处理堆体的pH大于CK,T4的小于CKT1T2T3T425002000(uo/s）本吉甲15001000500010堆肥时间(d)Composting timeCKT1T2T3T4010堆肥时间(d)Composting time图2 不同处理堆体含水率、电导率和有机质和发芽指数的变化36卷254025400CK T1T2 T3T41009080(%)%706050403010堆肥时间(d)Composting time010堆肥时间(d)Composting time252540408期Treatment堆肥前Before composting堆肥后After compostingP值Pvalue注：同列不同字母表示不同处理间差异显著（P0.05）。Note:Different letters in the same column indicate significant differences among different treatments(P0.05).9.0Fa8.58.0三7.57.06.5朱建伟等：腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响表2 不同处理堆肥结束时及堆肥物料理化性质差异分析Table 2Difference analysis of physical and chemical properties at the end of composting with different treatments处理含水率(%)电导率(S/cm)MCEC76.00 0.73e858.80 12.49 b 87.64 1.12 c 35.00 1.00 a 8.43 0.11 bCK55.38 1.20 d2120.33 7.69 a 27.31 1.02 bT148.40 2.40 bc 2199.82 34.88 a 28.36 1.26 bT251.37 2.03 cd 2356.67 88.41 a 25.63 0.65 bT345.05 1.45 ab 2359.67 136.44 a 27.52 1.31 bT442.11 1.86 a 2164.00 137.37 a 32.30 1.49 a 90.00 3.00 de 7.31 0.17 a0.000CKT1T2 T3T4王010堆肥时间(d)Composting time40C1729有机质(%)发芽指数(%）OMGI68.00 4.00 b 7.32 0.14 a95.00 3.61 e7.63 0.40 a85.00 2.65 d 7.42 0.11 a76.00 2.00 c7.32 0.18 a0.0000.0002540CKT1T2T3T4酸碱度pH1.57 0.02 a 32.31 0.21 b1.63 0.08 a 9.72 0.80 a1.66 0.08 a 9.91 1.27 a1.65 0.12 a 9.01 0.67 a1.67 0.14 a 9.56 2.16 a1.72 0.17 a 10.90 2.81 a0.0000.015CK T1T2T3T42.01.8(%）1.61.41.21.0全氮（%）TN0.963王主0碳氮比C/N0.000主主10堆肥时间(d)Compostingtime254030N/2010一010堆肥时间(d)Composting time图3不同处理下堆体pH、全氮和碳氮比的变化Fig.3 Changes of reactor pH,total nitrogen and carbon-nitrogen ratios in reactor under different treatmentsCK。堆肥结束时,CK和T1T4处理堆体偏碱性。从图3-b可知,CK和T1T 4处理堆体的TN含量均呈先下降再上升的趋势。升温期，CK和T1T 4处理堆体的TN含量均下降,高温期和降温期,CK和T1 T 4处理堆体的TN含量均增加,第40天与堆肥初期相比，分别增加3.8 2%、5.7 3%、5.77%、7.0 5%和 10.97%。从图3-c可知,CK和T1T4处理堆体的碳氮比变化趋势基本一致,均呈下降趋势。升温期,CK25和T1T4处理堆体的碳氮比快速下降,T1T4处理下降至16.2 5 18.47,CK下降至19.6 4;降温期，T1T4处理堆体的碳氮比下降至9.0 1 10.90,CK下降至9.2 7。2.2腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥结束时堆体理化性质的影响腐熟菌剂配施不同辅料对堆体理化性质产生重要影响。从表2 可知,与CK相比,T1T 4处理堆体的含水率、小白菜发芽指数和有机质存在差异，401730T1、T 3、T 4 处理堆体的含水率差异显著,T1 T 4 处理堆体中的发芽指数差异显著,T4处理堆体的有机质差异显著。表明腐熟菌剂与配施辅料明显提高了奶牛粪堆肥腐熟度。2.3腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆体细菌群落多样性的影响2.3.1堆肥样品测序基于IlluminaNova PE250测序平台测序，构建PCR-free文库，然后进行双末端(Paired-End)测序。通过对Reads 拼接和质控,得到7 18 0 0 cleantags，然后过滤嵌合体，得到5538 2条有效数据（Effective tags）用于后续分析；利用Mothur方法,对每个OTUs在Silva数据库进行物种注释,平均每个样本得到注释序列（Taxon tags）51788条，Q30（测序错误率 0.1%）平均为91.7 9%，对所有样本的有效数据以97%的一致性（Identity）将序列聚类成为 OTUs（O p e r a t i o n a l T a x o n o m i c U-nits），然后对OTUs 的序列进行物种注释,得到2 界47门139纲2 8 0 目349科490 属。将获得的OTUs进行venn图分析（图4），与CK相比,T1T 4 处理堆体细菌的 OTUs存在较大差异,其中T1 处理堆体细菌特有 OTUs 为58 个,T2处理为116 个,T3 处理为 135 个,T4 处理为110 个，CK 为142 个,共有 0 TUs1009 个。2.3.2不同处理奶牛粪堆体的细菌群落物种构成与分布?根据物种注释结果,将每个样本在门水平上得到的最大丰度排名前10 的物种制作成相对丰度柱形累计图,从图5可知,与CK相比,T1T 4处理堆体中优势菌门类别和相对丰度存在差异。T1处理优势菌门为放线菌门（Actinobacteria，2 5.2 9%）和绿弯菌门（Chloroflexi,12.30%），T 2 处理堆体中的优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes，2 1.2 5%）和放线菌门（17.58%），T3处理堆体中的优势菌门为厚T4T158136116T2图4不同处理堆体中细菌的OTUs比较Fig.4Comparison of OTUs of bacteria in reactor under differenttreatments西南农业学报壁菌门（Firmicutes，2 32 7%）和放线菌门（14.9 4%）,T 4处理堆体中的优势菌门为放线菌门（2 5.0 8%）和变形菌门（Proteobacteria，18.33%），CK堆体中的优势菌门为放线菌门（13.2 1%）和绿弯菌门（13.38%）。与CK相比,T1处理堆体中的放线菌门相对丰度明显增加,绿弯菌门相对丰度略有下降;T2处理堆体中的放线菌门相对丰度略有增加,绿弯菌门相对丰度明显减少。T2 处理使 CK 中的非优势厚壁菌门相对丰度明显增加,成为T2 处理中的优势菌门。与 CK 相比,T3 处理堆体中的放线菌门略有增加,绿弯菌门略有减少,厚壁菌门相对丰度明显增加并成为T3处理中的优势菌门。与 CK相比,T4处理堆体中的放线菌门相对丰度明显增加,绿弯菌门相对丰度明显减小。T4 处理使 CK 中非优势变形菌门相对丰度明显增加,成为T4 处理的优势菌门,并使得绿弯菌门相对丰度明显减少。总体上,与CK相比,T1T 4处理堆体中的放线菌门、厚壁菌门和未知菌门（unidnetified_Bacteria）相对丰度增加,绿弯菌门、黏菌门（Myxococcota）和NB1-j门相对丰度减少。将每个样品在属水平上得到的最大丰度排名前10的物种制作成相对丰度柱形累积图（图6）。与CK相比,T1T 4处理堆体的优势菌属具有较大差异。T1处理堆体的优势菌属为长孢菌属（Longispo-ra,9.71%）、热多孢菌属（Thermopolyspora,3.01%）、卢得曼氏菌属（Luedemannella,2.97%）;T 2 处理堆体的优势菌属为甲烷八叠菌属（Methanosarcina，10.31%）、堆囊菌属（Sorangium，2.2 7%）、热多孢菌属（1.56%）;T3处理堆体的的优势菌属为甲烷八叠NB1-jMyxococcotaBateroidotaUnidentified_BacteriaHalobacterotaChloroflexiProteobacteriaActinobacteriaCK0.81425476131272771836卷GemmatimonadotaFirmicutes420.6（%）丰1053850100910430584511048135T30.40.20.0图5不同处理堆体中细菌门水平分布Fig.5Distribution of bacteria in reactor at the phylum level underdifferent treatmentsCKT1TreatmentT2处理T3T48期ThermoclostridiumChryseolineaThermopolysporaLuedemannella0.3(%)丰聘0.20.10.0图6 不同处理堆体的细菌属水平分布Fig.6 Distribution of bacteria in reactor at the genus level unde dif-ferent treatments菌属（4.10%）、堆囊菌属（3.30%）、热多孢菌属（2.2 0%）;T 4处理堆体的的优势菌属为卢得曼氏菌属（10.54%）、甲基暖菌属（Methylocaldum,6.10%）、丝状菌属（Chryseolinea,2.67%）;CK 堆体的优势菌属为堆囊菌属（5.13%）、丝状菌属（4.46%）和长孢菌属（2.91%）。与CK相比,T1 处理长孢菌属、卢得曼氏菌属和热多孢菌属相对丰度明显增加,堆囊菌属和丝状菌属相对丰度明显减少。与 CK相比,T2处理堆体的甲烷八叠菌属相对丰度明显增加，长孢菌属、堆囊菌属和丝状菌属相对丰度明显减少。与CK相比,T3处理堆体的甲烷八叠菌属和热多孢菌属相对丰度明显增加，堆囊菌属和丝状菌属相对丰度明显减少。与CK相比,T4处理堆体的甲基暖菌属和卢得曼氏菌属相对丰度明显增加,丝状菌属和堆囊菌属相对丰度明显减少。总体上,与CK相比，T1T4处理堆体的长孢菌属、甲烷八叠球菌属、热单孢菌属、卢得曼氏菌属和甲基暖菌属相对丰度明样品SampleCKT1T2T3T4朱建伟等：腐熟菌剂与配施辅料对奶牛粪堆肥理化性质及菌群结构的影响ThermobisporaThermomonosporaMethanosarcinaLongisporaSorangiumMethylocaldumCKT1TteatmentTable 3Bacterial richness and diversity in different treatmentsChaol 指数Chaol index1359.49 19.111060.19 312.711333.80 26.591680.19 1020.411320.39 321.241731显增加,甲基暖菌属、热多孢菌属和热双歧杆菌属相对丰度增加,堆囊菌属和长孢菌属相对丰度减少。说明,CK和T1T 4处理堆体的细菌群落优势菌属分布和物种相对丰度存在明显差异。2.3.3不同处理奶牛粪堆体中细菌群落的多样性多样性指数用于分析样本内的微生物群落多样性,Chaol指数和ACE指数用来评价细菌群落物种丰度,指数越大表明细菌群落物种丰富度越高，Shannon指数和Simpson指数用来评价细菌群落多样性,指数越大表明细菌群落均匀性和多样性越高。与 CK相比,T1T4 处理堆体中细菌 多样性指数T2T3处理表3不同处理细菌群落物种丰度及多样性ACE指数ACE index1378.32 7.801080.85 326.621345.87 33.871426.37 624.071322.45 325.69T4wilcoxon秩和检验差异不显著（表3），T3处理堆体中细菌的 多样性指数均高于 CK,T1 处理的多样性指数最低。说明,腐熟菌剂配施稻壳粉和麦麸有利于提高奶牛粪堆体中细菌群落的多样性和丰富度。2.3.4不同处理细菌群落多样性、多样性是对不同样本的微生物群落构成进行比较分析。分子方差分析法（ANOVA）是基于加权或非加权Unifrac距离矩阵检验不同组间差异显著性的非参数分析方法。从表4可知,与CK比较,T1T 4处理细菌群落结构差异极显著(P电导率(EC,R=0.495,P=0.011)全氮(TN,R=0.481,P=0.014)pH(R=0.168,P=0.328)含水率(MC,R=0.116,西南农业学报表4不同处理组间差异分析Table 4Difference analysis amorg different treatment groups总方差自由度SSdf0.083 8911(0.133 469)1(4)0.211 283(0.0530 514)1(4)0.038 7219(0.050 3511)1(4)0.056 9954(0.106 483)1(4)0.122 118(0.109 183)1(4)0.236 656(0.0811 633)1(4)0.063 0752(0.105 357)1(4)0.224 534(0.054 1774)1(4)0.045 327(0.0773 369)1(4)0.444 815(0.212 259)4(10)0.029 4343(0.078 4629)1(4)36卷均方F检验值MSFs0.083 8911(0.033 3672)2.514 180.211 283(0.0132 629)15.930 500.038 7219(0.012 5878)3.076 150.056 9954(0.0266 207)2.141 020.122 118(0.027 2958)4.473.890.236 656(0.020 2908)11.663 200.063 0752(0.0263 392)2.394.720.224 534(0.0135 443)16.577 700.045 327(0.0193 342)2.344 390.111 204(0.021 2259)5.239 060.029 4343(0.019 6157)1.500 55P=0.501)发芽指数(GI,R=0.055,P=0.729)。说明,堆体中有机质、电导率和全氮是影响细菌群落结构变化的关键驱动因子。2.5女奶牛粪堆体中细菌群落功能注释为预测不同处理堆体细菌功能基因，通过PICRUST进行菌群功能预测与KEGG数据库对比分析,发现6 类（一级)生物代谢通路：新陈代谢（M e t a b o l i s m）、遗传信息处理（Genetic informationprocessing）、环境信息处理（Environmenta informationprocessing）、细胞过程(Cellular processes）、人类疾病(Human diseases)和有机系统(Organismal systems）,涉及41类二级代谢通路,其中主要的二级代谢通路P值P-value0.0980.1020.0910.1970.1010.1100.1010.0980.20