生物炭对堆肥过程中微生物群落多样性及抗生素抗性基因的影响

发布时间：2018-03-25 18:08

  本文选题：生物炭　切入点：堆肥　出处：《西北农林科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：抗生素在规模化养殖业中的大量使用致使畜禽粪便成为重要的抗生素抗性基因(ARGs)贮存库,畜禽粪便会通过施肥方式进入到农田,ARGs会通过基因的水平转移在不同的微生物之间进行传播,这些ARGs对人类的健康构成了严重的威胁。因此,在施肥之前将ARGs去除对于降低ARGs对人类健康威胁有着重要的意义。本试验选取了一种比表面积较大的生物炭和使用抗生素频繁鸡的粪便作为研究对象,通过添加不同比例的生物炭与鸡粪、小麦秸秆混合堆肥。分析理化性质、酶活性,以及微生物群落多样性的影响,然后进一步研究生物炭对ARGs丰度影响,及其影响ARGs的环境因素,得到的主要研究结果和结论如下:(1)所有处理的堆体温度50℃以上均维持5天(或以上),满足无害化处理和腐熟标准。生物炭可增加高温期堆体温度,并有利于有机物的矿化。生物炭在高温期显著增加了NH4+-N,并在堆肥结束时增加NO3 -N 16.7~69.0%。堆肥结束后,与对照处理相比,添加生物炭的处理有效铜和有效锌分别降低2.3%~13.0%,10.6%~24.2%。生物炭在堆肥的前期对纤维素酶和脲酶活性均有促进作用,在堆肥结束时,这种作用有所减弱。(2)通过Biolog方法分析表明,在堆肥高温期,添加生物炭的处理能显著增加高温期微生物活性,且随着添加比例的增加,微生物活性越高;在降温期生物炭比例过高(20%)时,对提高微生物活性不利;在腐熟期各处理间无显著差异。添加高比例的生物炭(BC10和BC20)降低了高温期的微生物多样性。主成分分析表明,添加生物炭改变了堆肥过程中微生物群落结构,BC10处理作用更为显著,起分异作用的碳源主要为糖类、氨基酸类及羧酸类。(3)堆肥结束后,大多数的ARGs丰度显著下降。CK、BC5、BC10和BC20抗性基因(sul1除外)的分别下降了0.85、1.05、1.08和1.15数量级。在所有影响抗性基因的环境因子中,温度是最重要的环境因子。生物炭降低了8/12 tetC、tetG、tetW、tetX、sul2、drfA1、drfA7、ermB相对丰度,不同比例的生物炭对tetG、tetW、tetX、sul2、drfA1、ermB无显著影响,10%的生物炭对tetC和drfA7去除最有效。因此,比例为10%生物炭可能是去除鸡粪中抗性基因比较合适的比例。
[Abstract]:The extensive use of antibiotics in large-scale aquaculture has led to the emergence of animal manure as an important antibiotic resistance gene (ARGs) storehouse. Livestock and poultry feces are fertilized into farmland, and they are spread between different microbes through horizontal gene transfer, and these ARGs pose a serious threat to human health. The removal of ARGs before fertilization is of great significance in reducing the threat to human health caused by ARGs. In this study, a large specific surface area of biochar and feces from chickens with frequent use of antibiotics were selected as research objects. By adding different proportions of biochar, chicken manure and wheat straw compost, the effects of physicochemical properties, enzyme activities and microbial community diversity were analyzed, and the effects of biochar on ARGs abundance were further studied. The main results and conclusions of the study are as follows: 1) the heaps temperature above 50 鈩，

本文编号：1664260