生物炭对猪粪堆肥过程中细菌群落结构的影响

【背景】细菌群落多样性影响堆肥过程,生物炭影响细菌的生长,但生物炭对猪粪堆肥细菌群落结构的影响尚未见报道。【目的】根据细菌群落结构和堆肥温度的变化规律,添加适量的生物炭到猪粪堆肥,以提高堆肥主要细菌的占比和堆肥效率,为推广生物炭和猪粪堆肥的联合应用提供参考。【方法】设计0%、3%、6%和9%的生物炭添加量,在堆肥的高温期和温度稳定期分别取样,总共8个样品。根据IlluminaMiSeq对细菌16SrRNA基因的高通量测序结果,分析生物炭添加量和堆肥温度对猪粪堆肥细菌群落结构的影响。【结果】在细菌门水平上,猪粪堆肥主要的细菌有Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Gemmatimonadetes、Firmicutes、Acidobacteria和Deinococcus-Thermus;在细菌属水平上,猪粪堆肥主要的细菌有Chryseolinea、Subgroup_6_norank、Steroidobacter、Anaerolineaceae、Nonomuraea、Longispora、Bacillus、Sporacetigenium、Luteimonas、Phyllobacteriaceae、Truepera、Rhodothermacea和Aquamicrobium。生物炭添加量对猪粪堆肥主要细菌的生长既有促进作用,也有抑制作用。随着生物炭添加量的增加,Bacillus、Streptomyces、Rhodothermaceae和Firmicutes的丰度随之增加,而Chryseolinea、Longispora和Steroidobacter的丰度却随之减少。Firmicutes、Bacillus和Streptomyces的丰度在堆肥高温期要大于堆肥温度稳定期,而Chloroflexi、Anaerolineaceae和Longispora则相反。猪粪堆肥高温期的细菌多样性要明显大于堆肥温度稳定期。堆肥高温期的细菌群落达到70个,远多于堆肥温度稳定期的15个;其中对猪粪堆肥起主要作用的细菌,堆肥高温期时达到7个(Rhizobiales、Incertae_Sedis、Proteobacteria、Alphaproteobacteria、Xanthomonadales、Gammaproteobacteria和Steroidobacter),而堆肥温度稳定期只有3个(Micromonosporales、Longispora和Micromonosporaceae)。猪粪堆肥添加生物碳后,环境因子(电导率、含水量、温度和pH)对堆肥主要的细菌不能产生显著的影响。β-Proteobacteria、Rhodothermaceae、Phyllobacteriaceae和Bacterium是含水量、温度和pH影响最大的细菌。【结论】生物碳添加量和堆肥温度能改变猪粪堆肥的细菌群落结构,在猪粪堆肥高温期能显著增加细菌的数量和多样性。猪粪堆肥的电导率、含水率、温度和pH能影响堆肥细菌的生长,但对堆肥主要细菌的影响不显著。     

连续炭基肥替代化肥对菜园土壤性质和细菌群落结构的影响

为了解生物炭基肥替代化肥减量施用的田间长期效应,利用定位试验研究连续5 a炭基肥替代化肥对蔬菜产量、土壤理化性质和细菌群落结构的影响。结果表明,连续5 a实施炭基有机肥替代化肥,土壤p H提高了0.13～0.25,土壤有机质、碱解氮和有效磷含量也分别提高了2.1%～62.2%、5.8%～86.0%和0.4%～103.1%,炭基肥替代化肥处理的荠菜(Capsella bursapastoris)产量提高了4.0%～14.8%,但75%替代处理较50%替代处理有所降低。炭基肥替代化肥处理的土壤菌群Sobs、Shannon、Ace和Chao指数均高于单施化肥处理,且均以75%替代处理最高。炭基肥替代化肥显著降低了土壤中硝化菌属(Nitrolancea)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)等的丰度,增加了纤维素降解菌菌群(Planifilum、Saccharomonospora)的丰度。芽单胞菌属、Ilumatobacteraceae、Methyloligellaceae等的丰度与土壤全氮、全磷、有机质间具有显著的相关性。可见,连续炭基肥替代化肥...     

南麂列岛海洋保护区浮游动物调查

主要研究南麂列岛海洋保护区浮游动物种类组成、数量分布、多样性指数、浮游动物与浮游植物动态变化及浮游动物数量变化与营养盐的关系。经鉴定共发现,浮游动物98种,主要有2个生态类群:(1)暖温带近海类群,优势种有中华哲水蚤(Calanus sinicus)、中华假磷虾(Pseudeuphausia sinicas)、五角水母(Muggiaea atlantica)、百陶箭虫(Sagitta bedoti)、拿卡箭虫(S.nagae)等;(2)暖水性外海类群,代表性种类有肥胖箭虫(S.enflata)、精致真刺水蚤(Euchaeta concinna)等。结果表明,8月份南麂列岛浮游动物生物量和丰度出现最高值,9、10月份逐渐减少,多样性指数变化范围1.78~4.38,平均3.99;保护区内浮游动物数量与浮游植物细胞密度呈良好的正相关关系,与氮含量呈负相关关系。