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| 复合微生物菌剂在制药菌渣堆肥过程中的保氮效果及机理研究 |
| The Nitrogen Retention Effect and Mechanism of Composite Microbial Agents in the Fermenting Process of Pharmaceutical Residue |
| 投稿时间：2024-12-27 修订日期：2025-04-02 |
| DOI： |
| 中文关键词: 菌渣 堆肥 保氮 微生物菌剂 微生物群落 |
| 英文关键词: Pharmaceutical residue Composting Nitrogen retention Microbial agent Microbial community |
| 基金项目:山东省绿色产业与环境安全创新创业共同体（2023-LSGTT-CX-003）；山东省自然科学基金青年项目（ZR2021QE109） |
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| 中文摘要: |
| 制药菌渣由于其较低的碳氮比和较高的氮含量，在堆肥过程中容易出现严重的氮素流失现象。【目的】为探讨复合微生物菌剂对制药菌渣堆肥过程中铵态氮（NH+ 4-N）、硝态氮（NO- 3-N）和总氮（TN）等理化因子和微生物群落结构的变化，揭示其对氮素保留效果及作用机理的影响。【方法】通过将1‰RW菌剂（T1）、1‰MC菌剂（T2）、2‰MC菌剂（T3）分别添加到菌渣堆肥体系中，每3d检测堆肥过程理化性质，并采用16S rRNA高通量测序技术对堆肥过程中微生物群落结构和功能进行深入分析。【结果】结果表明，添加菌剂的三组堆体最高温度分别为61.8℃、68.9℃和62.4℃，比对照组高2.8~9.9℃，高温期持续时间较对照组延长了3~7d，种子发芽指数（GI）提高了12.50%~21.43%；添加菌剂的堆肥产品较对照组总氮含量增加了9.38%~15.51%，其中硝态氮含量增加了35.27%~66.72%，添加1‰MC菌剂组的效果最好；添加菌剂的三组处理均提高了堆肥中期厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度。冗余分析表明，在堆肥过程中norank_f_Bacillaceae、Bacillus和Pseudogracilibacillus这三种菌属的丰度与硝态氮和总氮的含量呈正相关，且与铵态氮的含量呈负相关，Cerasibacillus的丰度与铵态氮的含量呈正相关；网络分析表明，添加1‰MC菌剂能够提高网络的复杂性和紧密性，促进微生物之间的合作和共生；FAPROTAX功能预测结果显示，菌渣堆肥过程中有11种微生物功能类群（31.43%）参与氮循环，其中尿素分解（ureolysis）为主要功能类群，添加MC菌剂不仅能够提高尿素分解功能菌群的相对丰度，同时还能抑制硝酸盐反硝化和反硝化功能菌群的生长。 【结论】研究表明，MC菌剂较RW菌剂能够更好的促进堆肥进程，提高氮素转化效率和产品肥效，并提升氮素保留效果，其中最佳添加量为1‰。 |
| 英文摘要: |
| 本研究综合使用微生物菌剂，利用分子生物学技术和功能预测方法，全面探讨了堆肥过程中氮素的保留机制及微生物群落的作用，为提高堆肥效能，减少堆肥过程氮素流失和减少环境污染提供了新的解决方案。 |
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