虻粪二次堆肥生化特性的动态变化趋势及其微生物演替规律

[目的] 通过培养试验动态观察了虻粪在后续二次堆肥过程中生化特性的动态变化趋势，研究了堆体微生物生态的动态演替规律，讨论了虻粪二次堆肥的稳定化机理。[方法] 采取盛有虻粪的圆桶埋入大条垛发酵堆体的动态培养试验，在为期49 d的测试期内间隔7 d动态采样，采用16S rRNA高通量测序开展虻粪堆体样品的微生物多样性与群落结构分析以及代谢功能预测。[结果] 虻粪堆体经历2周快速升温至68.7℃后，逐步降温至第49天的37.7℃，总有机碳、溶解性有机质（DOM）、pH分别达到67.3%、18.4 g/kg、8.0。在堆体熟腐过程中，Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数等微生物多样性水平均随堆肥进程而快速增加，而后缓慢下降至结束时的7.45、0.98和985。16S rRNA测序发现，Bacteroidetes（拟杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）与Actinobacteria（放线菌门）等是堆体微生物群落的主要菌群。与此同时，Corynebacteriaceae（棒状杆菌科）从初始的35.7%下降至结束时的6.5%，Flavobacteriaceae（黄杆菌科）则从3.22%逐步增长至12.6%，Porphyromonadaceae（单胞菌科）快速增加至11.5%之后缓慢下降至与初始水平相当的5.1%。PICRUSt预测发现，在整个虻粪堆肥过程中，氨基糖和核苷酸糖代谢、碳固定通路、甲烷代谢等功能平均相对丰度保持较强水平，且均在堆肥中期（第15–35天）出现峰值，后续均呈现下降态势。脂肪代谢、不饱和脂肪酸生物合成代谢、多环芳烃降解以及硫代谢等平均相对丰度较弱的代谢功能呈现先降后升的特征。[结论] 虻粪二次堆肥过程中，物料含水量与DOM快速下降、有机质降解逐步完成以及物料微生物结构与功能趋于稳定等，堆制腐熟后的虻粪生化性质稳定，有利于虻粪有机肥农田再利用。

Dynamic features of biochemical property and microbial succession of black soldier fly larvae (Hermetia illucens L) vermicompost during secondary composting