绿色大豆皮和玉米秸秆堆肥过程中的物质转化、微生物群落组成和代谢功能演替

发布时间：2022-10-10 15:28

　　随着蔬菜种植业的发展,蔬菜的种植面积在农业生产中所占比重也越来越大,蔬菜废弃物的产生量也在逐年增加。目前蔬菜废弃物已经成为我国仅次于水稻、玉米、小麦秸秆的第四大农业废弃物。然而一直以来,由于蔬菜废弃物的水分含量高,碳氮比低,使得其处理难度大,造成了严重的资源浪费和环境污染。堆肥是一种环保、可持续且为社会所接受的废弃物处理技术,堆肥过程中的微生物能够有效地将有机废弃物转化为稳定且相对无毒的复杂大分子物质。然而目前对于蔬菜废弃物堆肥过程中物质转化、微生物种群和代谢功能演替之间的关系尚不清楚。本研究以绿色大豆皮为原材料,以玉米秸秆为膨胀剂,根据堆肥含水量60%和C/N比25-30:1两个原则,确定绿色大豆皮和玉米秸秆的比例为3:1。实验设置了3个2m×1.5 m×1 m（长×宽×高）的堆体,进行为期55天的堆肥。整个堆肥实验采用自然通风和人工翻抛的方式进行曝气,每两天翻抛一次。每天两次测定堆体内部和周围环境温度,根据温度变化情况选取第0、2、4、8、14、22、28、34、40和55天的堆肥样品,测定堆肥过程中的物质变化和微生物变化。主要结果如下:（1）好氧堆肥可以有效地将绿色大豆皮废弃物转... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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符号说明
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 蔬菜废弃物资源化利用
        1.1.1 我国蔬菜废弃物处理的现状
        1.1.2 蔬菜废弃物的特性及危害
        1.1.3 蔬菜废弃物的处理方式
    1.2 堆肥化处理技术的研究进展
        1.2.1 堆肥化处理的影响因素
        1.2.2 堆肥化处理的腐熟度评价
            1.2.2.1 物理学指标
            1.2.2.2 化学指标
            1.2.2.3 生物学指标
    1.3 堆肥化处理的微生物群落演替的研究
        1.3.1 堆肥化处理的细菌群落演替的研究
        1.3.2 堆肥化处理的真菌群落演替研究
    1.4 堆肥化处理的微生物群落研究方法
    1.5 本研究的目的及意义
2 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 堆肥材料
        2.1.2 主要仪器设备
        2.1.3 主要酶及生化试剂
        2.1.4 实验相关引物
        2.1.5 生物学软件
    2.2 方法
        2.2.1 堆肥实验设计与样品采集
        2.2.2 堆肥理化指标的测定
        2.2.3 堆肥样品DNA的提取与检测
        2.2.4 高通量测序
            2.2.4.1 PCR扩增
            2.2.4.2 Miseq文库构建
            2.2.4.3 Miseq测序
        2.2.5 高通量数据下机分析
        2.2.6 统计学分析
3 结果与分析
    3.1 绿色大豆皮自然堆肥过程中理化特性的变化
        3.1.1 堆肥过程中的温度变化
        3.1.2 堆肥过程中的pH和电导率(EC)变化
        3.1.3 堆肥过程中的种子发芽指数(GI)变化
        3.1.4 堆肥过程中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和C/N比变化
        3.1.5 堆肥过程中的胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和HA/FA比变化
    3.2 绿色大豆皮堆肥过程中的微生物群落变化
        3.2.1 堆肥样品的高通量测序及稀释曲线
        3.2.2 堆肥过程中微生物的α-多样性变化
        3.2.3 堆肥过程中微生物的β-多样性变化
        3.2.4 堆肥过程中微生物在门水平的群落组成
        3.2.5 堆肥过程中的微生物标志物
    3.3 绿色大豆皮堆肥过程中的微生物代谢功能变化
        3.3.1 堆肥过程中的细菌代谢功能变化
        3.3.2 堆肥过程中的真菌代谢功能变化
    3.4 绿色大豆皮堆肥过程中的微生物群落结构与理化特性的关系
        3.4.1 堆肥过程中的微生物群落结构与理化特性的相关性
        3.4.2 堆肥过程中的微生物群落结构与理化特性的共存网络
4 讨论
    4.1 堆肥能有效地将绿色大豆皮废弃物转化为有机肥
    4.2 堆肥显著影响微生物群落多样性
    4.3 堆肥显著影响微生物种群
    4.4 堆肥显著影响微生物群落的代谢功能
    4.5 堆肥过程中的理化特性与微生物群落紧密相关
5 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]农村固体废弃物处理现状与对策[J]. 杨德利,吴天强,高健,靳亚亚.  绿色科技. 2018(24)
[2]分子生物学方法在环境微生物生态学中的应用研究进展[J]. 姬洪飞,王颖.  生态学报. 2016(24)
[3]蔬菜废弃物堆肥化处理研究进展[J]. 王丽英,吴硕,张彦才,李若楠,陈丽莉.  中国蔬菜. 2014(06)
[4]不同发酵辅料下牛粪腐解过程温度和养分的变化规律[J]. 李忠徽,王旭东.  农业环境科学学报. 2014(03)
[5]规模化猪场废弃物无害化处理好氧堆肥模式及参数探讨[J]. 俞芝芬,夏磊.  湖北畜牧兽医. 2013(04)
[6]不同通气量对牛粪好氧堆肥的影响[J]. 赵秀玲,朱新萍,罗艳丽,余雄,贾宏涛,海热古丽.  新疆农业大学学报. 2012(01)
[7]蔬菜残株堆肥及微生物菌剂对设施辣椒栽培土壤的改良作用[J]. 张志刚,董春娟,高苹,尚庆茂.  西北植物学报. 2011(06)
[8]不同C/N下鸡粪麦秸高温堆肥腐熟过程研究[J]. 赵建荣,高德才,汪建飞,邹长明.  农业环境科学学报. 2011(05)
[9]不同腐熟剂对牛粪好氧堆肥的影响[J]. 施宠,谢晶晶,郑春霞,柴仲平,贾宏涛.  新疆农业科学. 2010(02)
[10]不同C/N比对堆肥腐熟度和含氮气体排放变化的影响[J]. 秦莉,沈玉君,李国学,郭瑞.  农业环境科学学报. 2009(12)

博士论文
[1]产业废弃物堆肥处理效果及碳素物质变化规律研究[D]. 张陇利.中国农业大学 2014
[2]秸秆资源评价与利用研究[D]. 毕于运.中国农业科学院 2010

硕士论文
[1]蔬菜废弃物肥料化处理研究[D]. 张修顺.西北农林科技大学 2019
[2]蔬菜废弃物堆肥过程中有机氮转化的机理[D]. 陈孟立.西北农林科技大学 2019
[3]蔬菜废弃物堆肥化过程中碳氮转化规律[D]. 徐路魏.西北农林科技大学 2016
[4]蔬菜残株堆肥化利用技术研究[D]. 莫舒颖.中国农业科学院 2009
[5]VT菌剂在好氧堆肥中的作用机理及肥效研究[D]. 胡菊.中国农业大学 2005
[6]堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立[D]. 张亚宁.中国农业大学 2004



本文编号：3689885