3種微生物菌劑對(duì)牛糞污水除臭過(guò)程中細(xì)菌群落的影響

謝玉清, 陳競(jìng), 代金平, 楊新平, 張慧濤, 王志方, 王小武, 馮蕾,

3種微生物菌劑對(duì)牛糞污水除臭過(guò)程中細(xì)菌群落的影響

謝玉清1,2, 陳競(jìng)1,2, 代金平1,2, 楊新平1,2, 張慧濤1,2, 王志方1,2, 王小武1,2, 馮蕾1,2,*

1. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所, 烏魯木齊 830091 2. 新疆特殊環(huán)境微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 烏魯木齊 830091

以牛糞污水為研究對(duì)象, 通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)研究三種微生物除臭菌劑在牛糞污水除臭過(guò)程中對(duì)細(xì)菌多樣性的影響, 并對(duì)部分菌群功能進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。對(duì)分別添加布氏乳桿菌()CC1、甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌()Q3、蒼白桿菌()FSB進(jìn)行除臭處理的牛糞污水細(xì)菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析對(duì)比。結(jié)果表明: (1)分別添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌Q3和蒼白桿菌FSB的處理可使糞水的微生物群落豐富度和多樣性先升后降, 而添加布氏乳桿菌CC1的處理微生物群落豐富度和多樣持續(xù)升高。(2)在屬水平, 不同處理的組間差異性較大, 微生物的豐富度、多樣性、相似性、優(yōu)勢(shì)菌群均有不同。與除臭和降解功能相關(guān)的脫硫微菌屬()、纖維素分解菌屬()、菌屬和菌屬在分別添加菌劑處理的F、C、Q組與對(duì)照組K,CK差異明顯并隨著發(fā)酵時(shí)間的變化而變化, 其中隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng), 纖維素分解菌屬()的豐度增加明顯, 菌劑處理組增幅明顯大于對(duì)照組, 發(fā)酵15天時(shí)在處理Q中, 其豐度由0增加到13.01%, F處理和C處理分別由0增加到4.33%, 而對(duì)照組僅由0增加到1.69%; 具有除NH3功能的菌屬的豐度在所有處理中發(fā)酵3天時(shí)豐度最大, 15天時(shí)為0; 與產(chǎn)NH3功能相關(guān)的菌屬隨著發(fā)酵進(jìn)程逐漸降低, 在15天時(shí)完全消失; 產(chǎn)生H2S的菌屬也隨著發(fā)酵進(jìn)程逐漸降低, 由對(duì)照的5.22%下降至3%以下, 并且添加菌劑組下降幅度大于不加菌劑組; 病原菌和的數(shù)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì), 由0天的1.54%和2.8%降至15天的1.38%和1.87%。(3)在門水平含量最多的是變形菌門(), 接下來(lái)依次為厚壁菌門()、擬桿菌門()、放線菌門()、互養(yǎng)菌門()、熱脫硫桿菌門()、疣微菌門()和纖維桿菌門()。其中, 變細(xì)菌門在K2處理中豐度最高, 達(dá)43.6%, 在C1處理中最低, 為27.5%, 并且在所有處理中表現(xiàn)出發(fā)酵15天的豐富度大于3天的變化趨勢(shì)。厚壁菌門在處理F、Q、C中也表現(xiàn)出發(fā)酵15天的含量大于3天的變化趨勢(shì)。擬桿菌門和放線菌門在所有處理中都表現(xiàn)出隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而含量降低的現(xiàn)象, 并且所有處理的含量均低于空白對(duì)照; 在Q和F處理中, 與纖維素降解相關(guān)的纖維桿菌門的含量明顯升高。(4)功能菌群總體變化趨勢(shì)為: 分別添加三種菌劑組中纖維素分解菌群、有機(jī)物降解菌群、固氮菌群、H2S/NH3去除菌群種類和豐度明顯高于對(duì)照組, 而H2S/NH3產(chǎn)生菌低于對(duì)照組, 病原菌和土著菌株經(jīng)過(guò)發(fā)酵后含量明顯降低或消失。

除臭菌劑; 牛糞污水; 高通量測(cè)序; 細(xì)菌多樣性

0 前言

隨著牛場(chǎng)養(yǎng)殖規(guī)模化、集約化的快速發(fā)展, 養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的大量糞污對(duì)環(huán)境造成的污染已成為制約養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的障礙[1]。規(guī)?；?chǎng)污水的主要來(lái)源是牛排放的糞尿、清洗牛舍和沖刷擠奶廳內(nèi)的廢水等產(chǎn)生的高濃度糞水, 大量糞污可能會(huì)造成水體、土壤、臭氣的污染并破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境, 同時(shí)牛糞水含有大量的病菌, 為人畜共患病提供了增殖條件[2]。其中, 臭氣污染是影響畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)展的主要問(wèn)題之一, 惡臭物質(zhì)不僅破壞畜禽的機(jī)體免疫力, 使其更易受到感染, 大大降低畜禽產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率, 還對(duì)場(chǎng)內(nèi)工作人員及周圍居民的身體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害[3–4]。所以, 畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的臭氣污染治理成為了近年國(guó)內(nèi)外相關(guān)從業(yè)者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

目前針對(duì)糞污的“減量化、無(wú)害化、資源化”研究較多, 隨著環(huán)保要求的提高, 糞水在堆放期間必須做無(wú)害化處理。生物無(wú)害化處理是養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理的主要手段, 而添加促進(jìn)基質(zhì)分解和快速除臭的微生物菌劑是生物無(wú)害化處理的有效途徑。通過(guò)添加功能微生物菌劑, 不僅可以加速物料的降解, 又能有效減少畜禽糞污堆漚過(guò)程中產(chǎn)生的NH3和H2S等有害氣體、有效減少臭味的逸出, 最終實(shí)現(xiàn)糞水回用或達(dá)標(biāo)排放[5–6]。目前微生物菌劑已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)各個(gè)過(guò)程的臭氣控制和減排, 如源頭上的微生物飲用水、飼料添加劑, 過(guò)程中的生物過(guò)濾器、畜禽微生物噴灑除臭劑, 末端治理中的復(fù)合微生物除臭劑等[7]。

糞水發(fā)酵過(guò)程中的微生物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 由于可培養(yǎng)技術(shù)的局限性, 難以完全認(rèn)識(shí)其中微生物群落組成及豐度情況。近年來(lái), 利用高通量測(cè)序技術(shù)研究牛糞水生物發(fā)酵中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性變化, 可深入了解其細(xì)菌菌群的組成及其演替過(guò)程[8–10]。本文主要介紹了在實(shí)驗(yàn)室模擬生物除臭試驗(yàn)中, 將本實(shí)驗(yàn)室篩選到的三株具有除臭功能的微生物菌劑應(yīng)用于糞水除臭, 通過(guò)16S rDNA高通量測(cè)序分析, 明確糞水發(fā)酵除臭過(guò)程中微生物群落的組成及變化規(guī)律, 為除臭菌劑的研制和規(guī)?；瘧?yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 樣品的采集

采樣地點(diǎn): 新疆烏魯木齊西山農(nóng)場(chǎng)褐牛養(yǎng)殖場(chǎng)。

試驗(yàn)樣品: 牛只以玉米秸稈青貯配合精飼料飼喂為主, 從糞污收集池內(nèi)采集三日內(nèi)產(chǎn)生的新鮮牛糞污水, 樣品主要由尿液、糞渣和沖洗廢水組成, 伴有惡臭。

采集方法: 在牛場(chǎng)對(duì)糞污池進(jìn)行物料攪拌處理時(shí)采用“五點(diǎn)取樣法”, 在每個(gè)點(diǎn)取2 L左右放入無(wú)菌玻璃瓶中混合在一起備用。樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后當(dāng)天處理完畢。

采樣時(shí)間: 2018 年4 月30 日。

1.2 樣品的處理

除臭菌劑: 菌劑為本實(shí)驗(yàn)室自篩的布氏乳桿菌(CC1)(試驗(yàn)編號(hào): C)、甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌(Q3)(試驗(yàn)編號(hào): Q)、蒼白桿菌(FSB)(試驗(yàn)編號(hào): F), 不加菌劑的對(duì)照樣品編號(hào)為K, 菌劑為新鮮配制的液體菌劑, 活菌數(shù)為1010—1011CFU。

將采集的糞水樣品每份300 mL分裝于500 mL可密封的玻璃瓶中, 每個(gè)處理設(shè)三個(gè)重復(fù),加入1%液體菌劑后混勻, 半密封放置于室溫(20—25 ℃),每24 小時(shí)搖動(dòng)混勻一次, 處理0 天、3 天及15 天時(shí)分別取樣進(jìn)行16S rDNA高通量測(cè)序, 并人工鑒定臭味等級(jí), Ⅰ級(jí)為不臭、Ⅱ級(jí)為稍臭、Ⅲ級(jí)為臭、Ⅳ級(jí)為惡臭。具體處理方法見(jiàn)表1。

表1 牛糞污水樣品編號(hào)、處理方法及理化指標(biāo)

1.3 DNA的提取與檢測(cè)

采用污水總DNA提取試劑盒(美國(guó)OMEGA 公司)提取樣品的總DNA, 分別使用紫外分光光度計(jì)和瓊脂糖凝膠電泳判斷DNA樣品的純度和濃度。

1.4 文庫(kù)的構(gòu)建和高通量測(cè)序

委托北京奧維森基因科技公司完成。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析[11–13]

Miseq測(cè)序得到的是雙端序列數(shù)據(jù), 首先對(duì)測(cè)得的fq數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理, 過(guò)濾read尾部質(zhì)量值20以下的堿基, 設(shè)置50 bp的窗口, 如果窗口內(nèi)的平均質(zhì)量值低于20, 從窗口開(kāi)始截去后端堿基, 過(guò)濾質(zhì)控后50 bp以下的read; 然后根據(jù)PE測(cè)序的overlap關(guān)系將成對(duì)的序列拼接成一條序列。其中融合利用Trimmomatic、FLASH軟件, barcode利用Pear軟件, 去除嵌合體使用usearch軟件。

對(duì)97%的相似水平下的所有OTU序列進(jìn)行生物信息統(tǒng)計(jì)分析。用uclust按照97%相似性將全部序列聚類, 去除singleton的OTU, 并得到代表序列和OTU表。用usearch按照97%相似性序列進(jìn)行OTU聚類(不含單序列), 得到代表序列再將其全部序列按照97%相似度map到OTU上形成OTU列表。

為了得到每個(gè)OTU對(duì)應(yīng)的物種分類信息, 采用RDP Classifier算法對(duì)OTU代表序列進(jìn)行比對(duì)分析, 并在各個(gè)水平(kingdom, phylum, class, order, family, genus, species)注釋其群落的物種信息。選擇97%相似度的OTU利用Mothur計(jì)算不同隨機(jī)抽樣下的多樣性指數(shù), 利用Ｒ語(yǔ)言工具制作曲線圖。多樣性指數(shù)誤差采用EXCEL軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 糞水的理化指標(biāo)

pH變化反應(yīng)糞水生物降解過(guò)程中有機(jī)質(zhì)降解為小分子的水解酸化過(guò)程, 電導(dǎo)率反應(yīng)糞水中的含鹽量和總固體量。由表1可以看出, 糞水pH的變化趨勢(shì)為: 糞水的起始pH為9.34, 放置3天和15天后pH降至7.26和6.42; 添加三種菌劑的處理Q、C、F、, 處理15天時(shí), pH分別下降至6.03、6.20和6.13, 電導(dǎo)率與pH變化趨勢(shì)一致, 由最初的8.85降至4.5以下。表明添加菌劑對(duì)糞水中有機(jī)質(zhì)和雜質(zhì)污染物的降解具有促進(jìn)作用。

2.2 序列統(tǒng)計(jì)和微生物多樣性

從稀釋性曲線(Rarefaction curve) (圖1)和Shannon-Wiener曲線(圖2)的結(jié)果可以看出, 曲線隨著測(cè)序數(shù)據(jù)的增加均基本趨于平緩, 表明測(cè)序數(shù)據(jù)量和深度已經(jīng)足夠。Chao1 指數(shù)和Shannon指數(shù)代表了菌群的豐度和微生物多樣性, 從表2可以看出, 處理3天的樣品F和Q中細(xì)菌的Chao1 指數(shù)和Shannon指數(shù)大于0 天和15 天, 說(shuō)明添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌Q3和蒼白桿菌FSB可使糞水的微生物群落豐富度和多樣性先升后降, 而添加布氏乳桿菌CC1的處理微生物群落豐富度和多樣持續(xù)升高。覆蓋度(Coverage)表示測(cè)序結(jié)果是否代表樣本的真實(shí)情況, 所有處理的細(xì)菌覆蓋度均大于98%, 說(shuō)明本測(cè)序結(jié)果可以比較真實(shí)地反映樣品中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。

圖1 細(xì)菌稀釋性曲線

Figure 1 Rarefaction curve analysis of bacteria

圖2 Shannon-Wiener曲線

Figure 2 Shannon-Wiener curve analysis of bacteria

表2 糞水中細(xì)菌豐富度和多樣性分析

2.3 門水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析

對(duì)于細(xì)菌的注釋分析(16S rDNA), 在門的分類單元(圖3)含量最多的是變形菌門(Proteobacteria), 接下來(lái)依次為厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、放線菌門(Actinobacteria)、互養(yǎng)菌門(Synergistetes)、熱脫硫桿菌門(Spirochaetae)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和纖維桿菌門(Fibroba-cteres)。其中, 變形細(xì)菌門在K2處理中豐度最高, 達(dá)43.6%, 在C1處理中最低, 為27.5%, 并且在所有處理中表現(xiàn)出發(fā)酵15天的豐度大于3天的變化趨勢(shì)。厚壁菌門在處理F、Q、C中也表現(xiàn)出發(fā)酵15天的含量大于3天的變化趨勢(shì)。擬桿菌門和放線菌門在所有處理中都表現(xiàn)出隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而含量降低的現(xiàn)象, 并且所有處理的含量均低于空白對(duì)照。值得關(guān)注的是: 在Q和F處理中, 與纖維素降解相關(guān)的纖維桿菌門的含量明顯升高, 而F2、C2處理中疣微菌門的含量增至1%—2%, 在CK中都未檢出。

圖3 門水平細(xì)菌的相對(duì)豐度

Figure 3 Relative abundance of bacteria on phylum

2.4 屬水平群落結(jié)構(gòu)和菌群功能分析

在屬的分類單元(圖4)不同處理的組間差異性較大, 優(yōu)勢(shì)菌群的種類和相對(duì)豐度各不相同。在所有處理中, 參與反硝化作用的鹽單胞菌屬()在發(fā)酵3天時(shí)相對(duì)豐度最高, 副球菌屬()在C處理和F處理中3天時(shí)相對(duì)豐度最高, 而在Q處理中15天時(shí)相對(duì)豐度最高, 且都高于處理K和CK。脫硫微菌屬()在所有處理中相對(duì)豐度都較高, 但在處理Q、F、C中15天的豐度大于3天, 大于處理K和CK。發(fā)酵15天時(shí), 在K、Q、F、C均可檢測(cè)到纖維素降解菌(), CK中未檢到; 與半纖維素降解相關(guān)的的相對(duì)豐度在所有處理中表現(xiàn)出15天大于3天的趨勢(shì), 而在CK中未檢出。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng), 纖維素分解菌屬的豐度增加明顯, 菌劑處理組增幅明顯大于對(duì)照組, 發(fā)酵15天時(shí)在處理Q中, 其豐度由0增加到13.01%, F處理和C處理分別由0增加到4.33%, 而對(duì)照組僅由0增加到1.69%; 具有除NH3功能的菌屬的豐度在所有處理中發(fā)酵3天時(shí)豐度最大, 15天時(shí)為0, 其中3天時(shí)F和C處理豐度分別為6.18%和6.69%, 高于對(duì)照組的4.98%; 與H2S去除相關(guān)的菌屬的豐度在添加菌劑的處理中都有不同程度的增加, 而對(duì)照組呈現(xiàn)下降趨勢(shì); 與產(chǎn)NH3功能的菌屬隨著發(fā)酵進(jìn)程逐漸降低, 在15天時(shí)完全消失; 產(chǎn)生H2S的菌屬也隨著發(fā)酵進(jìn)程逐漸降低, 由對(duì)照的5.22%下降至3%以下, 并且添加菌劑組下降幅度大于不加菌劑組; 病原菌和的數(shù)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì), 由0天的1.54%和2.8%降至15天的1.38%和1.87%。糞水中的土著和腸道來(lái)源的菌屬經(jīng)過(guò)發(fā)酵后消失。

圖4 屬水平物種的相對(duì)豐度

Figure 4 Relative abundance of bacteria on Genus

表3 屬水平細(xì)菌菌群的相對(duì)豐度和功能預(yù)測(cè)

2.5 基于OUT組成的PCA分析

通過(guò)分析不同樣本OTU(97%相似性)組成, 不同顏色的點(diǎn)代表不同的樣本分組情況, 橫、縱坐標(biāo)軸的刻度是相對(duì)距離, 無(wú)實(shí)際意義。點(diǎn)的距離越近表示樣本組成越相似。由主成分分析結(jié)果可以看出, K1、F1、C1聚類為一組, K2、F2、C2為一組, 這兩組之間差異明顯, 并且都與CK組距離較遠(yuǎn), 說(shuō)明處理3天的各組微生物群落組成相似性較高, 處理15天的各組微生物群落組成相似性較高, 并且都與CK組的群落相似性差異較大。

圖5 組間基于OTU豐度的PCA分析

Figure 5 PCA analysis based on abundance of OTU

3 討論

生物除臭是養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物的主要處理方式, 如果處理周期太長(zhǎng), 除臭過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量NH3而造成養(yǎng)分損失, 其臭味也會(huì)帶來(lái)環(huán)境二次污染等問(wèn)題[14]。通過(guò)外源接種微生物菌劑可以加速除臭進(jìn)程或減少有害氣體的排放[15]。因此本試驗(yàn)在牛糞污水除臭過(guò)程中分別接種三種微生物菌劑, 探究其對(duì)除臭過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)和功能菌群的影響。

除臭過(guò)程中物料pH的變化與有機(jī)酸的產(chǎn)生有關(guān), pH的變化會(huì)影響微生物活性進(jìn)而影響發(fā)酵進(jìn)程, 本試驗(yàn)中各處理pH均有大副下降且添加菌劑組下降值明顯大于對(duì)照組, 這可能是微生物共同作用加速有機(jī)質(zhì)降解酸化的結(jié)果, 這與王守紅等[16]的研究結(jié)果一致。EC值和糞污中有機(jī)質(zhì)和固形物的含量成正比, 研究中EC值的變化趨勢(shì)與pH相同, 也證明了菌劑的添加對(duì)糞污的降解具有促進(jìn)作用。添加三種微生物菌劑15天時(shí), 糞水的臭味等級(jí)由Ⅳ級(jí)變?yōu)棰窦?jí), 優(yōu)于不加菌劑組, 進(jìn)一步驗(yàn)證了三種除臭菌劑在糞水除臭過(guò)程中的功能性。

本試驗(yàn)采用Illumina MiSeq 高通量技術(shù)對(duì)牛糞污除臭發(fā)酵過(guò)程中的微生物群落結(jié)構(gòu)組成、種類、豐度和多樣性進(jìn)行分析, 結(jié)果表明細(xì)菌在門和屬水平上各處理間差異顯著。在門水平上的各處理組的優(yōu)勢(shì)菌群的種類和豐度各不相同, 不僅與是否添加菌劑和添加菌劑的種類相關(guān), 并且發(fā)酵周期也是影響菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。徐杰等[17]研究表明, 厚壁菌門成為堆肥高溫期的優(yōu)勢(shì)菌門可能與厚壁菌門的內(nèi)孢子具有耐受有關(guān), 可以對(duì)抗外界的惡劣環(huán)境, 對(duì)促進(jìn)纖維素的降解和利用起著特殊的作用。擬桿菌門被認(rèn)為是專門降解高分子量化合物的細(xì)菌。在屬水平上三種菌劑處理的優(yōu)勢(shì)功能菌群差異較大且富集程度高于對(duì)照組, 其功能分別與纖維素分解、有機(jī)化合物降解、H2S/NH3去除相關(guān), 表明本實(shí)驗(yàn)室自篩的三種除臭菌劑除臭機(jī)理不盡相同; 發(fā)酵時(shí)間為3天的處理菌群有較高程度的聚類, 發(fā)酵時(shí)間為15天的聚類程度也較高, 與對(duì)照組差異明顯, 說(shuō)明發(fā)酵周期也是影響菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。糞水中自帶的一些病原菌和土著菌經(jīng)過(guò)處理后未能檢出, 說(shuō)明添加菌劑發(fā)酵處理過(guò)程中, 優(yōu)勢(shì)功能菌群在富集的同時(shí), 會(huì)對(duì)土著菌尤其是病原菌產(chǎn)生抑制作用。

生物除臭是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程, 其發(fā)酵進(jìn)程和除臭效果不僅和除臭菌劑的添加有關(guān), 也和物料的來(lái)源、發(fā)酵溫度、工藝流程等因素有關(guān)[18], 所以此試驗(yàn)結(jié)果還有待于在實(shí)際應(yīng)用中驗(yàn)證; 本研究主要針對(duì)三種菌劑在糞水除臭過(guò)程中對(duì)微生物群落的影響進(jìn)行探討并對(duì)功能菌群和部分理化因子的變化進(jìn)行了初步分析, 下一步將繼續(xù)對(duì)菌劑除臭過(guò)程中C/N、NH3和H2S等污染氣體的釋放、COD等進(jìn)行綜合研究, 更深入探究菌劑添加與糞污除臭的生物學(xué)機(jī)制。

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Effect of three deodorant bacteria on microbial community during cow liquid dung deodorization

XIE Yuqing1,2, CHEN Jin1,2, DAI Jinping1,2, YANG Xinping1,2, ZHANG Huitao1,2, WANG Zhifang1,2, WANG Xiaowu1,2, Feng Lei1,2,*

1. Institute of Microbiology, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China 2. Xinjiang Key Laboratory of Special Environmental Microbiology, Urumqi 830091, China

Diversity of microbial community was studied in cow dung deodorization in whichCC1,Q3 andFSB wereadded separately. We analyzed microbial community structure by 16SrDNA sequences of different treatments. The results indicated that addingQ3 andFSB made abundance and diversity of microflora in dung first rising and then descending. But addingCC1 made abundance and diversity of microflora in dung rising persistently. On Genus level, there was great difference on abundance,diversity,similarity and dominant microbiology in different samples.,,andrelating with deodorization and degradation had great difference in all samples,which changed with fementation time.Abundance ofincreased distinctly with time expansion and the groups adding microbial inoculums were greater than control, and its abundance in Q increased from 0 to 13.01%, in group F and group C increased from 0 to 4.33%, but control group increased from 0 to 1.69% after 15 days. Abundance of Prolixibacter removing NH3was the highest in all groups at the third day and was 0 at the fifteenth day. Abundance of Desulfomicrobium producing H2S decreased from 5.22% to 3% with fermentation process and falling range of group adding microbial inoculums higher than control group. The sum of pathogenic bacteriaandshowed a trend of ascending in first and descending at last which decreased from 1.54% and 2.8% at 0 day to 1.38% and1.87% at the fifteenth day. Richness index ofwas the highest,successivelyandon Phylum level. The abundance of Proteobacteria was 43.6%in group K2 and 27.5% in group C1.anddecreased with fermentation time expansion in all groups and the groups adding microbial inoculums were lower than control group.In group Q and group F, proportion ofreleasing to cellulose degradation increased clearly.Its general tendency was that diversity and abundance in treatments added deodorizing microorganism separatelywere greater than control treatments in term of cellulose decomposition flora, Organic degradation flora, nitrogen fixation flora and H2S/NH3dislodge flora. But bacteria producing H2S/NH3were less than control group. Pathogenic bacteria and Indigenous bacteria in cow dung deceased or disappeared.

deodorizing microorganism;cow liquid dung; high-throughput sequencing;bacterial diversity

謝玉清, 陳競(jìng), 代金平, 等. 3種微生物菌劑對(duì)牛糞污水除臭過(guò)程中細(xì)菌群落的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(3): 120–127.

XIE Yuqing, CHEN Jin, DAI Jinping, et al. Effect of three deodorant bacteria on microbial community during cow liquid dung deodorization[J]. Ecological Science, 2021, 40(3): 120–127.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.03.015

Q938.1

A

1008-8873(2021)03-120-08

2019-12-27;

2020-02-29

新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)(科技援疆計(jì)劃2020E0204); 新疆維吾爾自治區(qū)家禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專家項(xiàng)目(xjjqcy-z-2020-01)

謝玉清(1976-), 女, 新疆烏魯木齊人, 碩士, 副研究員, 主要從事畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用研究, E-mail:604778481@qq.com

馮蕾(1967—), 女, 新疆烏魯木齊人, 博士, 研究員, 主要從事生物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究, E-mail:fl_xj03@sina.com