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高温好氧堆肥是农业固体废弃物资源化利用最为有效的途径之一。传统堆肥往往存在效率低、周期长等问题，而通过外源接种微生物菌剂可加快堆体升温、促进有机物质分解和提高堆肥品质。好氧堆肥过程中木质纤维素等难降解物质的分解主要发生在高温阶段，该阶段中嗜热细菌对加快木质纤维素降解具有较明显的作用，且多菌株组合的稳定性和效果往往优于单一菌株。在此背景下，本文从高温堆肥的样品中筛选嗜热细菌，并配制成不同组合，研究接种不同组合对尾菜-秸秆堆肥进程、理化特征、腐熟度和细菌区系的影响，主要研究结果如下:
1.通过稀释涂布和分离纯化，从不同堆肥样品中分离得到7株嗜热细菌，其均可在60℃以上条件下快速生长。形态观察与16SrRNA鉴定表明7株嗜热细菌中包括3株热致硝化芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)、2株嗜热脂肪地芽孢杆菌(G.stearothermophilus)和1株热葡萄糖苷芽孢杆菌(G.thermoglucosidasius)，另有1株菌暂未明确鉴定。在60℃培养条件下比较了7株单一菌株，以及含2、3和4株菌的菌株组合的共培养速度，分别筛选出生长速度最快的单一菌株，以及含2、3和4株菌的组合各1组。
2.研究接种上述4种不同的嗜热细菌(T1～T4)对尾菜-秸秆堆肥进程的影响。结果表明与未接种嗜热细菌的对照(CK)相比，接种菌剂后显著加快了堆体升温，堆肥3天后堆体温度即上升至55℃～60℃，而对照处理仅为50℃左右。接菌处理同时将堆体的高温期延长了2天以上，其中T4处理堆肥较对照组(CK)高温期延长了3天，且平均温度最高。另外，堆肥结束时，4个接菌处理堆体的种子发芽指数均超过100.0％,T4处理最高达126.2％，远高于对照的91.6％。菌剂接种后腐熟堆体的全氮、全磷和全钾含量有一定增加，但整体上与对照无显著差异接菌处理堆肥的其他理化与生物学指标，包括pH、含水率、铵硝和纤维素酶活等的变化规律与常规有机废弃物好氧堆肥相似，且在各处理间差异不大。
3.三维荧光光谱分析结果表明在尾菜-秸秆堆肥过程中，堆体中腐殖酸和富里酸的含量逐渐增加，各接种嗜热细菌处理组和对照组差别不大。
4.利用MiSeq高通量测序研究各处理堆肥间的细菌区系差异。堆肥高温期样品(CK，T1～T4)的细菌丰富度与多样性均显著高于堆肥开始时的样品(CKD1)，但对照与接种嗜热细菌的处理间差异不大。主坐标成分分析表明堆肥初期(CK D1)与高温期堆肥样品(CK，T1～T4)细菌区系差异显著，且对照(CK)与接种不同嗜热细菌组合的堆肥(T1～T4)的高温期细菌群落差异显著。门水平分析表明堆肥高温期堆体中占优势地位的细菌为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等;接种嗜热细菌的T2和T4处理显著提高了样品中厚壁菌门的丰度。
综上所述，本文从堆肥样品中分离得到7株嗜热细菌，堆肥试验表明接种不同的嗜热细菌组合可有效促进尾菜-秸秆堆肥升温，延长高温期时间并提高堆肥质量。其中外源接种4种嗜热细菌组合T4处理(菌株L1、L3、L6和L7)最佳，对于改善相关物料的堆肥生产有一定实际意义。本研究为通过接种微生物菌剂改善农业固体废弃物好氧堆肥提供了理论依据和技术支持。
1.通过稀释涂布和分离纯化，从不同堆肥样品中分离得到7株嗜热细菌，其均可在60℃以上条件下快速生长。形态观察与16SrRNA鉴定表明7株嗜热细菌中包括3株热致硝化芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)、2株嗜热脂肪地芽孢杆菌(G.stearothermophilus)和1株热葡萄糖苷芽孢杆菌(G.thermoglucosidasius)，另有1株菌暂未明确鉴定。在60℃培养条件下比较了7株单一菌株，以及含2、3和4株菌的菌株组合的共培养速度，分别筛选出生长速度最快的单一菌株，以及含2、3和4株菌的组合各1组。
2.研究接种上述4种不同的嗜热细菌(T1～T4)对尾菜-秸秆堆肥进程的影响。结果表明与未接种嗜热细菌的对照(CK)相比，接种菌剂后显著加快了堆体升温，堆肥3天后堆体温度即上升至55℃～60℃，而对照处理仅为50℃左右。接菌处理同时将堆体的高温期延长了2天以上，其中T4处理堆肥较对照组(CK)高温期延长了3天，且平均温度最高。另外，堆肥结束时，4个接菌处理堆体的种子发芽指数均超过100.0％,T4处理最高达126.2％，远高于对照的91.6％。菌剂接种后腐熟堆体的全氮、全磷和全钾含量有一定增加，但整体上与对照无显著差异接菌处理堆肥的其他理化与生物学指标，包括pH、含水率、铵硝和纤维素酶活等的变化规律与常规有机废弃物好氧堆肥相似，且在各处理间差异不大。
3.三维荧光光谱分析结果表明在尾菜-秸秆堆肥过程中，堆体中腐殖酸和富里酸的含量逐渐增加，各接种嗜热细菌处理组和对照组差别不大。
4.利用MiSeq高通量测序研究各处理堆肥间的细菌区系差异。堆肥高温期样品(CK，T1～T4)的细菌丰富度与多样性均显著高于堆肥开始时的样品(CKD1)，但对照与接种嗜热细菌的处理间差异不大。主坐标成分分析表明堆肥初期(CK D1)与高温期堆肥样品(CK，T1～T4)细菌区系差异显著，且对照(CK)与接种不同嗜热细菌组合的堆肥(T1～T4)的高温期细菌群落差异显著。门水平分析表明堆肥高温期堆体中占优势地位的细菌为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等;接种嗜热细菌的T2和T4处理显著提高了样品中厚壁菌门的丰度。
综上所述，本文从堆肥样品中分离得到7株嗜热细菌，堆肥试验表明接种不同的嗜热细菌组合可有效促进尾菜-秸秆堆肥升温，延长高温期时间并提高堆肥质量。其中外源接种4种嗜热细菌组合T4处理(菌株L1、L3、L6和L7)最佳，对于改善相关物料的堆肥生产有一定实际意义。本研究为通过接种微生物菌剂改善农业固体废弃物好氧堆肥提供了理论依据和技术支持。