不同促腐菌劑對(duì)園林廢棄物堆肥理化性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)微生物群落的影響

夏金利， 王巖， 董春玲， 劉海寧， 唐航， 尚韜， 蘆阿虔

(鄭州大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450000)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的要求越來(lái)越高。伴隨著城市綠地面積大幅度地增加，園林廢棄物的產(chǎn)生量驟增。資料表明，中國(guó)每年產(chǎn)生的園林廢棄物總量超過(guò)4 000萬(wàn)t，已成為城市固廢中除污泥外的又一大污染源[1]。因此，如何合理處置園林廢棄物以減少對(duì)環(huán)境的危害就顯得尤為重要。

為探索適宜的園林廢棄物處理方式，人們已相繼開(kāi)展了較多研究。國(guó)內(nèi)外園林廢棄物處理的實(shí)踐表明，高溫好氧堆肥是目前應(yīng)用最多的園林廢棄物資源化利用方法之一[2-5]。高溫好氧堆肥是在合適的條件下利用多種微生物將固體有機(jī)物進(jìn)行分解并逐步轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì)的復(fù)雜生物化學(xué)過(guò)程[6]。但是，由于園林廢棄物富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等難降解的物質(zhì)，所以在園林廢棄物堆肥過(guò)程中仍存在降解速度慢和堆肥品質(zhì)難以保證等問(wèn)題。近年來(lái)，研究人員試圖通過(guò)添加微生物菌劑或輔助材料以提高其發(fā)酵速度、定向轉(zhuǎn)化和降解某些特定成分等來(lái)改善這種狀況。ZHANG等[7]研究表明，在園林廢棄物中添加白腐真菌可提高堆體溫度、加快有機(jī)物分解，并且高溫后再接種更有利于有機(jī)物的降解。付冰妍等[8]研究表明在園林廢棄物中添加芽孢桿菌B01可提高木質(zhì)素和纖維素的降解率以及腐殖酸的含量。李燕等[9]研究表明在園林廢棄物中添加腐熟產(chǎn)品、牛糞、變色栓菌和復(fù)合菌劑均可促進(jìn)微生物增殖并加速堆肥進(jìn)程。以上研究均證，實(shí)添加微生物菌劑可以有效地促進(jìn)固體廢棄物堆肥腐熟，并且由于堆肥本質(zhì)是依靠堆體中微生物降解有機(jī)物，所以進(jìn)一步探究堆肥過(guò)程中微生物群落變化尤為重要。如HU等[10]研究表明，在以豬糞和菇渣進(jìn)行共堆肥時(shí)添加木質(zhì)纖維素降解菌可以有效地影響真菌群落分布、增加群落多樣性和抑制病原菌；李昌寧等[11]研究表明，添加以Acinetobacterpittii、Bacillussubtilissubsp.Stercoris和Bacillusaltitudinis按照體積比為2∶1∶1復(fù)合而成的微生物菌劑可以顯著提高并維持堆肥過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)門、屬細(xì)菌群落豐度，進(jìn)而促進(jìn)堆體升溫加速堆肥腐熟。目前,較多學(xué)者專注于研究畜禽糞便堆肥中微生物群落演替，但是鮮有人探究園林廢棄物堆肥過(guò)程中微生物群落的演替規(guī)律；而且實(shí)踐中簡(jiǎn)單地或無(wú)針對(duì)性地添加單一或幾種微生物復(fù)配菌株不僅實(shí)現(xiàn)提高堆肥效果的目的而且處理成本較高，所以如何節(jié)約處理成本也變得尤為重要。

因此，本研究針對(duì)園林廢棄物成分和特點(diǎn)，選擇已腐熟的園林廢棄物堆肥(簡(jiǎn)稱堆肥返料)、富含降解纖維素及木質(zhì)真菌的香菇菌渣(簡(jiǎn)稱菇渣)和市售發(fā)酵菌劑(簡(jiǎn)稱市售菌劑)作為發(fā)酵菌劑，以不添加任何菌劑處理作為對(duì)照，分析了添加不同微生物菌劑對(duì)園林廢棄物堆肥效果的影響，并通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)考察了堆肥過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性等變化，旨在為提高園林廢棄物堆肥發(fā)酵速度和改善堆肥品質(zhì)提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 堆肥原料

研究所用園林廢棄物為鄭州市某居民小區(qū)欒樹(shù)和女貞等樹(shù)木修剪枝，修剪枝經(jīng)粉碎機(jī)一次性粉碎成3～5 mm左右的細(xì)碎顆粒，其基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 堆肥原料的理化性質(zhì)Table 1 Basic physicochemical properties of the composting raw materials

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個(gè)處理，3次重復(fù)：CK(對(duì)照):150 kg修剪枝+1.5 kg尿素; T1:150.0 kg修剪枝+1.5 kg尿素+10.0 kg堆肥返料;T2:150.0 kg修剪枝+1.5 kg尿素+10.0 kg菇渣; T3:150.0 kg修剪枝+1.5 kg尿素+1.0 kg市售菌劑。

堆肥返料為2018年春季園林廢棄物堆肥腐熟產(chǎn)品(150.0 kg修剪枝+3.0 kg尿素+1.0 kg市售菌劑)。菇渣為蘋果修剪枝栽培香菇后的廢棄基質(zhì)。市售腐熟菌劑為某生物技術(shù)公司產(chǎn)品，主要由枯草芽孢桿菌和酵母菌構(gòu)成，有效活菌數(shù)(cfu)≥10億·g-1，主要用于有機(jī)物料好氧堆肥發(fā)酵。

2018-10-25進(jìn)行備料、處理和堆制，各處理均堆置成高約1.0～1.2 m的自然圓錐體，試驗(yàn)自2018-10-26至2018-11-24共30 d在居民小區(qū)進(jìn)行，為防止淋雨，堆體覆蓋塑料薄膜。

1.3 樣品采集

試驗(yàn)的第1周每3 d翻堆1次，以后每7 d翻堆1次，并于第3、6、10、30 天采用五點(diǎn)取樣法采取各處理混合樣，裝袋并編號(hào)后帶回實(shí)驗(yàn)室。其中一部分自然風(fēng)干并用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)20目篩，以備理化性質(zhì)的測(cè)定；另一部分冷凍至-20℃下用于高通量測(cè)序分析微生物多樣性。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 堆肥理化性狀的測(cè)定 堆體溫度采用五點(diǎn)測(cè)溫法：選取堆體四周及中心共5個(gè)點(diǎn)，測(cè)定深度大約在堆體下30 cm處，使用8400電子探針溫度計(jì)于每日12：00對(duì)堆體進(jìn)行測(cè)定，取平均值作為當(dāng)日堆體溫度并記錄堆肥場(chǎng)地小氣候的氣溫。

堆肥樣品中全氮、全磷和全鉀等測(cè)定方法參考有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)(NY 525—2012)進(jìn)行；纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測(cè)定參考系統(tǒng)定量分析程序[12]。

種子發(fā)芽指數(shù)(GI)的測(cè)定：按V(水，30 mL)：m(物料，3 g)=10∶1混合樣品，然后以160 r·min-1振蕩浸提1 h，于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中放入濾液5 mL和小麥芽苗菜種子20顆，在25 ℃避光環(huán)境培養(yǎng)48 h，根據(jù)平均根長(zhǎng)及種子發(fā)芽率進(jìn)行計(jì)算[13]，每個(gè)樣做3組平行。

1.4.2 高通量測(cè)序 根據(jù)E.Z.N.A.?soil試劑盒(Omega Bio-tek, Norcross, GA, U.S.)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行總DNA抽提，DNA濃度和純度利用NanoDrop2000進(jìn)行檢測(cè)，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA提取質(zhì)量；通過(guò)PCR擴(kuò)增細(xì)菌和真菌總DNA-ITS序列，細(xì)菌所用引物為338F (5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)和806R (5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’)，真菌所用引物為SSU0817F(5’-TTAGCATGGAATAATRRAATAGGA-3’)和1196R(5’-TCTGGACCTGGTGAGTTTCC-3’)。擴(kuò)增程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性3 min，27個(gè)循環(huán)(95 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s, 72 ℃延伸30 s)，最后72 ℃延伸10 min ,最終維持在10 ℃直至停止，PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用2%瓊脂糖電泳檢測(cè)取3 μL，最終產(chǎn)物利用Illumina公司的Miseq PE300平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

采用SPSS20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，Origin2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并作圖。微生物PCA分析、群落柱狀圖和Spearman相關(guān)性分析作圖均由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司提供的I-Sanger生信信息分析平臺(tái)完成[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 堆肥過(guò)程中堆肥溫度和種子發(fā)芽指數(shù)的變化

溫度是堆肥過(guò)程中最重要的指標(biāo)之一，它不僅反映了微生物的活性，而且可以了解堆肥所處不同階段[15]。在堆肥過(guò)程中微生物通過(guò)分解有機(jī)物釋放熱量使堆體升溫，高溫期停留的時(shí)間越長(zhǎng)越有利于消滅有害病原菌[5]。由圖1a可以看出，T1、T2、T3和CK處理的高溫期(50 ℃以上)時(shí)間分別為9、10、8和7 d。有研究表明，添加普通微生物菌劑可以加速堆體升溫[5]，但本試驗(yàn)添加堆肥返料、菇渣使堆體在第1天分別快速升溫至47.4 ℃、46.3 ℃，比對(duì)照(CK)高溫期(>50 ℃)也分別延長(zhǎng)了2 d和3 d，這主要是由于堆肥返料和菇渣中均富含有大量分解纖維素和木質(zhì)素的微生物所致。

種子發(fā)芽指數(shù)(GI)可作為表現(xiàn)堆肥毒性的生物指標(biāo)，他是評(píng)價(jià)堆肥腐熟度的一個(gè)重要參數(shù)，可直觀表現(xiàn)堆肥的進(jìn)程及毒性強(qiáng)弱。成熟堆肥有機(jī)酸大量減少，毒性降低，發(fā)芽率提高[16]。在堆肥過(guò)程中(圖1b)各處理GI整體呈上升趨勢(shì)，當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí)各個(gè)處理的GI值均達(dá)到80%以上，表明堆肥已完全腐熟。

圖1 堆肥過(guò)程中溫度(a)和發(fā)芽指數(shù)(b)的變化Fig.1 Changes of temperature (a) and germination index (b) during the composting process

2.2 不同促腐菌劑對(duì)堆肥肥料指標(biāo)的影響

表2 堆肥期間全氮、全磷和全鉀含量變化

2.3 不同促腐菌劑對(duì)堆肥中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的影響

園林廢棄物堆肥速度慢的原因主要是木質(zhì)纖維素等含量高，所以探究堆肥過(guò)程中其含量的變化可以有效地反應(yīng)堆體腐熟度。如表3所示，在堆肥第3天纖維素含量在T1、T2、T3和CK中分別為324.3、237.3、300.0和285.6 g·kg-1(P<0.05)，當(dāng)堆肥進(jìn)行至第30天時(shí)在各處理中其含量降至184.0、174.1、205.6和223.2 g·kg-1(P<0.05)，即各處理的纖維素降解率分別為43.3%、27.0%、31.4%和21.8%。這表明添加堆肥返料、菇渣和市購(gòu)菌劑均加速了材料中纖維素降解，但以添加堆肥返料的處理效果最佳。半纖維素含量在整個(gè)堆肥過(guò)程中也是逐漸下降的，堆肥結(jié)束時(shí)CK中半纖維素降解率為13.4%，T1、T2和T3的降解率分別為28.9%、6.3%和15.4%。本試驗(yàn)中木質(zhì)素含量同樣呈下降趨勢(shì)，但整體降幅較小。當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí)，T1、T2、T3和CK的木質(zhì)素降解率分別為25.7%、17.6%、20.9%和15.1%。

表3 堆肥過(guò)程中木質(zhì)纖維素等含量變化

2.4 不同促腐菌劑對(duì)堆肥過(guò)程中微生物Beta多樣性分析

為探究添加不同促腐菌劑對(duì)堆肥過(guò)程中微生物群落的影響，對(duì)堆肥樣本進(jìn)行了PCA分析。由圖2a看出，隨著堆肥進(jìn)行各處理間細(xì)菌分散程度逐漸增強(qiáng)，T1、T2、T3距CK的距離為T2>T1>T3。在堆肥進(jìn)行至第3天時(shí)(圖2b)T1、T2、T3和CK中真菌群落差異明顯，隨著堆肥進(jìn)行差異逐漸減小，10 d以后所有樣本真菌群落幾乎無(wú)差異。這表明添加堆肥返料或菇渣在堆肥初期改變了堆體內(nèi)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)并隨著堆肥的進(jìn)行其優(yōu)勢(shì)逐漸增強(qiáng)；而添加堆肥返料、菇渣或市售菌劑僅在堆肥初期影響了堆體中真菌群落結(jié)構(gòu)。

圖2 不同處理堆肥過(guò)程中第3、6、10和30天微生物群落(PCA)分析((a)指在細(xì)菌屬水平，(b)指真菌屬水平)Fig.2 Analysis of microbial community diversity (PCA) on the 3rd, 6th, 10th and 30th day of the composting process with different treatments((a) refers to the level of bacteria and (b) refers to the level of fungi)

2.5 不同促腐菌劑對(duì)堆肥過(guò)程中細(xì)菌群落組成的影響

在整個(gè)堆肥過(guò)程中，Proteobacteria(29%～67%)、Bacteroidetes(14%～34%)、Actinobacteria(11%～44%)和Firmicutes(1%～10%)作為優(yōu)勢(shì)門存在于各處理中[20-21]，隨著堆肥進(jìn)行它們的相對(duì)豐度也隨著發(fā)生改變(圖3a)，而Chloroflexi在堆肥第3天被檢測(cè)僅存在于T1和T2中，隨著堆肥進(jìn)行被檢測(cè)其存在于各個(gè)處理中。Proteobacteria作為主要門與C、N代謝有關(guān)，可加速堆肥過(guò)程中有機(jī)物的降解[22-23]，在整個(gè)堆肥過(guò)程中其在T1、T2和CK中相對(duì)豐度變化規(guī)律為先下降后升高結(jié)束時(shí)其相對(duì)豐度均低于堆肥第3天的相對(duì)豐度；而在T2中的相對(duì)豐度均呈逐漸下降趨勢(shì)。Bacteroidetes在降解木質(zhì)纖維素扮演重要角色[24]，它的相對(duì)豐度越高越有利于堆肥的腐熟。在堆肥第3天時(shí)T1(27.9%)、T2(20.9%)和T3(16.7%)處理的相對(duì)豐度均高于CK(14.3%)，但當(dāng)堆肥進(jìn)行至第30天時(shí)T1(17.9%)和T2(17.9%)的相對(duì)豐度卻低于T3(30.5%)和CK(25.8%)，這可能是T1和T2中可降解木質(zhì)纖維素含量快速下降有關(guān)。Actinobacteria可以有效地降解纖維素和木質(zhì)素，是堆肥過(guò)程中成熟階段的優(yōu)勢(shì)菌門也是堆肥成熟的指標(biāo)之一[25]。在整個(gè)堆肥進(jìn)程中CK(11.0%～13.6%)處理的相對(duì)豐度變化幅度較小，在T1(14.6%～22.8%)、T2(22.4%～42.6%)和T3(15.7%～44.1%)的相對(duì)豐度變化幅度較大，說(shuō)明添加促腐菌劑促進(jìn)了其大量繁殖，從而加速了園林廢棄物堆肥的速度。

圖3 細(xì)菌在門水平(a)和屬水平(b)的群落組成

在屬水平，隨著堆肥進(jìn)行堆體中除norank_f_Cylobacteriaceae、Thermobifida和Myroides未存在于堆肥的全過(guò)程外，其他菌屬均存在整個(gè)堆肥階段，其差異在于在不同階段的相對(duì)豐度不同導(dǎo)致不同堆肥階段的優(yōu)勢(shì)菌也不同。如圖3b所示,在第3天Sphingobacterium在4個(gè)處理中的相對(duì)豐度差異已顯著，在T1(17.4%)、T2(8.1%)中的相對(duì)豐度遠(yuǎn)高于T3(1.2%)和CK(1.7%)；隨著堆肥進(jìn)行在各處理中其相對(duì)豐度先增加而后有所降低，當(dāng)堆肥進(jìn)行至第30天，T3(21.3%)、CK(9.7%)的相對(duì)豐度大于T1(3.0%)、T2(4.1%)。Sphingobacterium可以產(chǎn)生木質(zhì)纖維素降解酶[26]，在堆肥初始它的相對(duì)豐度越高越利于堆體腐熟，當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí)它在T3和CK的相對(duì)豐度高于T1和T2，這進(jìn)一步表明添加堆肥返料和菇渣作為促腐菌劑可以加速堆肥進(jìn)程，而添加市售菌劑效果不顯著。

在堆肥第3天時(shí)Thermobifida僅在T2(0.3%)中被檢測(cè)出，堆肥進(jìn)行至第6天時(shí)Thermobifida同時(shí)出現(xiàn)在T1(0.3%)、T2(4%)和CK(0.2%)處理中。當(dāng)堆肥進(jìn)行至第30天時(shí)，T2中Thermobifida的相對(duì)豐度升至13.9%，在其他處理未被檢測(cè)出。Thermobifida通常存在于腐爛的有機(jī)物中，可以分泌多種纖維素分解酶[27]，添加菇渣的T2加速了Thermobifida菌群繁殖，有利于園林廢棄物的堆肥發(fā)酵。Cellulosimicrobium是一種革蘭氏陽(yáng)性菌，可以降解半纖維素[28]，在堆肥第6天其作為優(yōu)勢(shì)菌屬存在于在T2(5.1%)中，在其他3個(gè)處理中其相對(duì)豐度低于1%。4個(gè)處理中Cellulosimicrobium和Thermobifida的相對(duì)豐度均以T2最高，說(shuō)明添加菇渣更有利于園林廢棄物的快速降解。Enterobacter作為致病菌，如果不妥善處理會(huì)引起人體的一系列疾病[29]。堆肥第3天時(shí)CK處理中該菌所占比例為18%，T1、T2和T3處理所占比例分別僅為5.2%，7.2%和7.5%，顯然堆肥時(shí)添加菌劑在一定程度上抑制了Enterobacter的繁殖，隨著堆肥進(jìn)程的推進(jìn)此菌再未被檢測(cè)到。Myroides作為致病菌，對(duì)大多數(shù)的抗生素具有抵抗能力[30]。堆肥第3天它僅存在于T1(0.5%)、T3(6.8%)和CK(2.6%)中，當(dāng)堆肥進(jìn)行到第30天時(shí)在各處理中均未被檢測(cè)到。因此，添加堆肥返料和菇渣作為菌劑不僅可以增加有益細(xì)菌的相對(duì)豐度促進(jìn)木質(zhì)纖維素的降解加速堆體腐熟，并能抑制一些病原體以提高堆肥產(chǎn)品的安全性。

2.6 不同促腐菌劑對(duì)堆肥過(guò)程中真菌群落組成的影響

在門水平，Ascomycota、Basidiomycota作為優(yōu)勢(shì)菌門存在于整個(gè)堆肥過(guò)程中(圖4a)，隨著堆肥進(jìn)行它們的相對(duì)豐度也隨著發(fā)生變化。Ascomycota廣泛存在[31]并且可以降解木質(zhì)纖維素[32]。在第3天時(shí)Ascomycota在T1、T2、T3和CK中的相對(duì)豐度分別為89%、88%、91%和92%；第6天時(shí)在CK中相對(duì)豐度下降至25%，而分別在T1、T2和T3中的相對(duì)豐度為80%、86%和90%；第10天時(shí)在T2中其相對(duì)豐度達(dá)到了99%，在T1、T3和CK中的相對(duì)豐度分別為95%、77%和45%；第30天時(shí)在T2其相對(duì)豐度仍然高達(dá)99%，在CK處理中其相對(duì)豐度回升至72%，在T1和T3中的相對(duì)豐度為98%和94%。這一結(jié)果表明，相對(duì)于CK添加促腐菌劑可使堆體中Ascomycota的相對(duì)豐度在整個(gè)堆肥過(guò)程中均維持較高水平。在降解木質(zhì)纖維素時(shí)Basidiomycota扮演著重要角色，其相對(duì)豐度越高越利于有機(jī)物的降解。在第3天其在T1(9%)、T2(9%)和T3(8%)的相對(duì)豐度高于CK(7%)；第6天，其在T1和CK中的相對(duì)豐度分別為4.5%和2.0%，但未在T2和T3中檢測(cè)到；第30天時(shí)其在T1和T3中的相對(duì)豐度分別為2.05%和2.3%，在T2中仍未檢測(cè)到，CK為10.3%，說(shuō)明堆肥返料具有較好的促腐作用。

在屬水平上，隨著堆肥進(jìn)行各個(gè)處理中存在的真菌種類發(fā)生變化并且逐漸減少，如圖4b所示。Pseudallescheria在降解木質(zhì)纖維素的過(guò)程中扮演重要角色[10]，在第3天時(shí)其在各個(gè)處理中的相對(duì)豐度分別為12.6%、7.5%、8.9%和2.4%；在第6天時(shí)其在T1(13.7%)、T2(15.9%)、T3(26.3%)的相對(duì)豐度高于CK(2.7%)；在第10天和30天時(shí)，其在T1、T2、T3、CK的相對(duì)豐度分別為25.2%、7.0%、73.2%、38.4%和26.0%、17.5%、44.5%、28.1%。由此表明：添加堆肥返料或菇渣在堆肥前期提高了Pseudallescheria的相對(duì)豐度，而添加市售菌劑提高了整個(gè)時(shí)期堆體中Pseudallescheria的相對(duì)豐度。Fusarium是重要的植物病原菌之一，可侵染多種植物引起病害，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的危害。在堆肥進(jìn)行至第3天時(shí)，在T1(1.4%)和T2(1.9%)處理中其相對(duì)豐度小于CK(6.5%)，當(dāng)堆肥進(jìn)行至30天時(shí)其T1(0.2%)、T2(0.2%)、T3(0.3%)和CK(0.6%)的相對(duì)豐度均低于0.5%。這表明添加高溫好氧堆肥可以實(shí)現(xiàn)堆肥產(chǎn)品無(wú)害化，堆肥返料或菇渣作為促腐菌劑在堆肥初期就具有較好的抑制有害病原菌繁殖生存的特質(zhì)。

圖4 真菌在門水平(a)和屬水平(b)的群落組成

2.7 園林廢棄物堆體微生物群落與環(huán)境因子的Spearman相關(guān)性分析

探究環(huán)境因子與微生物群落的關(guān)系，對(duì)于提高堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性具有重要意義。因此，將全氮、全磷、全鉀、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量作為環(huán)境因子與微生物群落進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，結(jié)果如表4和表5所示。Thermobifida與全氮、全磷、全鉀和GI呈正相關(guān)，但與纖維素、半纖維素和木質(zhì)素呈負(fù)相關(guān)(P≤0.05)。Myroides與Thermobifida的規(guī)律相反，它與與全氮、全磷、全鉀和GI呈負(fù)相關(guān)，與纖維素、半纖維素和木質(zhì)素呈正相關(guān)(P≤0.05)。Cellulosimicrobium與纖維素和半纖維素呈負(fù)相關(guān)(P≤0.05)。由于Myroides作為一種致病菌與全氮、全磷、全鉀和GI均呈負(fù)相關(guān)并隨著堆肥進(jìn)行至結(jié)束其相對(duì)豐度減少到檢測(cè)不到，進(jìn)一步表明堆肥可以促使園林廢棄物實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理。Thermobifida可以降解纖維素并與堆體中的纖維素含量呈負(fù)相關(guān)；Cellulosimicrobium可以降解半纖維素并與半纖維素含量呈負(fù)相關(guān)，這為之后進(jìn)一步研究高效促腐菌劑提供了思路。Pseudallescheria與GI呈顯著正相關(guān)(0.001

表4 屬水平上細(xì)菌群落與環(huán)境因子的Spearman相關(guān)性

表5 屬水平上真菌群落與環(huán)境因子的Spearman相關(guān)性Table 5 Spearman correlation between fungal community and environmental factors at the genus level

Boeremia、Fusarium均與全鉀和GI呈負(fù)相關(guān)(P≤0.05)。Pyxidiophora與全氮、全磷、全鉀和GI呈正相關(guān)并結(jié)合其在堆肥結(jié)束時(shí)的相對(duì)豐度來(lái)看，它的存在可能促進(jìn)堆肥進(jìn)程。隨著堆肥進(jìn)行堆體中的全鉀含量逐漸增加且堆體毒性逐漸減弱而B(niǎo)oeremia和Fusarium均為致病菌且均與全鉀和GI呈負(fù)相關(guān)，至堆肥結(jié)束時(shí)Boeremia和Fusarium均未在堆體中檢測(cè)到，再次驗(yàn)證了堆肥化處理園林廢棄物是一種可推廣的方法。

3 結(jié)論

1) 添加堆肥返料或菇渣可促使堆體快速升溫并延長(zhǎng)2 d和3 d的高溫期時(shí)間。

2) 添加堆肥返料作為促腐菌劑使堆體纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等降解率相較于CK分別顯著提高了21.5%、15.5%和22.3%；添加菇渣提高了纖維素和木質(zhì)素的降解率僅分別為5.2%和2.5%；添加市售菌劑使堆體內(nèi)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解率相較于CK分別提高了9.6%、2%和5.8%。

3) 以堆肥返料或菇渣作為促腐菌劑可以提高堆體內(nèi)有益菌(Sphingobacterium、Cellulosimicrobium、Thermobifida和Pseudallescheria)的相對(duì)豐度，加速堆體內(nèi)木質(zhì)纖維素的降解，有效抑制堆體內(nèi)有害菌(Enterobacter、Myroides和Fusarium)，實(shí)現(xiàn)了堆肥的無(wú)害化處理。

4)Spearman相關(guān)分析表明，在堆肥過(guò)程微生物群落結(jié)構(gòu)的變化受環(huán)境因子的影響，其中Thermobifida和Cellulosimicrobium與纖維素和半纖維素含量呈負(fù)相關(guān)，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高效促腐菌劑提供了思路；作為致病菌的Myroides、Boeremia和Fusarium均與GI呈正相關(guān)；Pyxidiophora與全氮、全磷、全鉀和GI呈正相關(guān)，結(jié)合其在堆肥結(jié)束時(shí)在各個(gè)處理中的相對(duì)豐度，推測(cè)其加速堆肥進(jìn)程的作用。