土霉素对堆肥过程中酶活性和微生物群落代谢的影响

摘要

以猪粪和秸秆为试验材料,研究了土霉素对堆肥温度、种子发芽指数、C/N、纤维素酶、脲酶、过氧化氢酶以及微生物群落代谢的影响.结果表明,0 mg/kg(对照处理)的堆肥在第2天上升到50℃以上,维持了5d,达到了无害化处理的要求.35 mg/kg土霉素处理(A1处理)第4天升到51.0℃,其高温期维持了1d.70 mg/kg土霉素处理(A2处理)第3天升到50℃以上,高温期维持了2d.105 mg/kg土霉素处理(A3处理)和140 mg/kg土霉素处理(A4处理)的温度在整个堆肥期间均未达到50℃.在堆肥结束时各个处理的种子发芽指数均达到80％以上.CK(对照处理)、A1、A2、A3和A4处理的C/N由34.50分别降为16.64、16.07、19.48、18.45和19.83.堆肥的第1天,A1、A2、A3和A4处理对纤维素酶活性的抑制率分别为60.30％、21.30％、48.81％和76.05％,第3天,土霉素对纤维素酶活性起促进作用,在4-30 d,A3、A4处理对纤维素酶活性有抑制作用.在堆肥的前期(1-3 d),土霉素刺激脲酶活性,随着堆肥时间的延长,土霉素对脲酶活性由刺激变为抑制作用,在第18-30天A3、A4处理与CK相比有着显著的抑制作用.在堆肥第1天到第18天,土霉素基本上促进过氧化氢酶的活性,堆肥18d之后土霉素对过氧化氢酶起着是抑制作用.用Biolog (ECO Microplate)方法研究了土霉素对堆肥过程中微生物群落代谢的影响,结果表明,在升温期CK处理的平均颜色变化率AWCD (Average Well Color Development)在培养60h之后大于其他处理,高温期A2处理的AWCD值最高,在降温期CK的AWCD值一直是最高的.对Shannon指数进行分析显示,堆肥的初始阶段土霉素降低微生物群落的功能多样性,随着时间的延长,土霉素增加微生物群落的功能多样性.对微生物利用六大类碳源分析表明,140 mg/kg的土霉素浓度能够改变微生物利用碳源的种类.