采用Illumina Miseq高通量技术分析不同温度和贮存方式下玉米秸杆(IO)和白菜废弃物(IA)贮存30 d时的微生物群落. 设置低温(O)、中温(R)和高温(H)3种温度;每种温度条件均设有秸杆单贮(O)、白菜单贮(A)和二者混贮(X)3个处理组. 结果显示,IO原料附着细菌主要包括变形菌门(Proteobacteria)(65.26％)和厚壁菌门(Firmicutes )(33.78％),IA主要包括Proteobacteria(80.23％)和拟杆菌门(Bacteroidetes)(18.57％). 贮存30 d后在属水平上,IO主要包括肠杆菌(Enterobacter)(47.11％)、肉食杆菌 (Carnobacterium)(27.71％)和泛菌(Pantoea)(10.14％)等;IA主要包括假单孢菌(Pseudomonas)(48.40％)、Pantoea(17.10％)和黄杆菌(Flavobacterium)(16.26％)等;IA中几乎不含乳酸菌,IO中乳酸菌丰度约28.71％. IO组低、高温单贮时主要包括Enterobacter(21.76％和35.87％)、Carnobacterium(40.42％和27.29％)和Pseudomonas(18％和26.99％),中温单贮时主要包括Enterobacter(66.72％);IA中、高温单贮时主要包括乳杆菌(Lactobacillus)(80.07％和74.63％),低温单贮时主要包括Lactobacillus(28.43％)、耶尔森氏鼠疫杆菌 (Yersinia)(19.50％)和Enterobacter(17.13％);二者低、中温混贮时主要包括Lactobacillus(52.03％和53.52％)、Enterobacter(5.98％和11.65％)和Carnobacterium(12.98％和10.65％),高温混贮时主要包括Enterobacter (70.57％). 综上表明,高通量测序技术全面反映了IO和IA在不同贮存条件下细菌群落的组成及丰度信息,白菜中高温单独贮存、秸秆/白菜中低温混合贮存时乳酸菌占优势. (图9 表3 参37)

动态研究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)和布氏乳杆菌(Lactoacillus buchneri,LB)对干玉米秸秆与白菜废弃物连续混贮170 d期间品质变化的影响,利用MiSeq高通量测序平台考察细菌多样性.无添加剂设为对照组(ME组),定期分析感官品质、有机化学组分、发酵品质和细菌多样性,结果表明,与ME组相比,30 d时LB和LP组干物质(DM)含量均显著(P＜0.05)下降,之后分别于60 d和90 d显著(P＜0.05)增加,且LB组始终高于LP组.贮存170 d期间LP和LB组中可溶性碳水化合物(wsC)含量显著(P＜0.05)高于ME组,且LB组始终高于LP组(除130 d).30-90 d期间LP和LB组pH显著(P＜0.05)低于ME组,且LP组始终低于LB组,LP组乳酸(LA)含量显著(P＜0.05)增加,氨态氮/总氮(AN/TN)显著(P＜0.05)降低.130-170 d期间LP和LB组中乳酸/乙酸(LA/AA)和乳酸/总有机酸(LA/TOA)均明显低于ME组,乳酸发酵程度变弱.3个处理组中厚壁菌(Firmicutes)和变形菌(Proteobacteria)为门水平优势类群;乳杆菌(Lactobacillus)始终为属水平优势菌;2种乳酸菌剂均能使肠杆菌(Enterobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobacterium)等腐败菌丰度显著(P＜0.05)降低,130 d时Enterobacter消失.总之,L.plantarum有助于改善混贮中前期(90 d)发酵品质,能有效保存纤维素、半纤维素和综纤维素等能源组分,L.buchneri有利于170 d贮存期间的DM和WSC保存;建议实际生产中根据贮存周期长短来选择适宜的乳酸菌,以便获得最佳贮存品质.

为实现干秸秆的跨季节保质贮存,并改善其湿法贮存品质,研究纤维素酶添加量对干玉米秸秆(DMS)与白菜废弃物(CW)混贮发酵品质的影响,解析贮存过程中细菌菌群的动态演替规律.设置对照组(ME,无酶添加)、低剂量组(CA,添加量0.1％)和高剂量组(CB,添加量0.3％),18±1℃恒温密闭贮存170 d,间隔一定时间分析有机组分含量和发酵品质,并利用Miseq高通量测序技术研究细菌多样性的动态变化.结果表明,与ME组相比,CA组和CB组在贮存170 d期间的可溶性碳水化合物含量显著升高,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、纤维素、综纤维素含量及pH值均显著下降;30-60 d期间CA组和CB组的氨氮/总氮值显著下降,90 d后有升高趋势.贮存170 d期间CA组和CB组中乳酸含量显著增加,乳酸/乙酸比值和乳酸/总有机酸比值得到优化,提高了乳酸发酵程度,改善了发酵品质.细菌群落分析显示,DMS与CW两种废弃物原料有乳酸菌互补性,有利于混贮发酵反应快速启动;加入纤维素酶后的CA组和CB组中门水平优势菌Firmicutes和Proteobacteria及属水平优势菌Paralactobacillus和Lactobacillus相对丰度提高,Enterobacter等腐败细菌于130 d时消失,有益乳酸菌的总丰度始终保持50％以上(除90 d的CA组).总之,干玉米秸秆和白菜废弃物密闭混贮能确保干秸秆贮存近半年不变质,添加纤维素酶效果更佳,结合酶成本等因素,生产实践中推荐添加量为0.1％(原料鲜重的0.1％).

为促进干秸秆的跨季节贮存及尾菜资源化利用,利用青贮原理将干玉米秸秆与白菜废弃物进行混合贮存发酵,探讨不同添加量乙酸对二者混贮发酵品质的影响,并通过Miseq高通量测序技术解析发酵过程中的微生物多样性.设置ME组(无乙酸添加)为对照组,AA组(添加量0.3％)和AB组(添加量0.6％)为2个乙酸处理组,18±1℃恒温密闭混贮60 d,间隔30 d分析其化学组分、发酵品质及微生物多样性.结果表明,AA组贮存60 d时的干物质、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量均显著高于ME组,酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量显著下降,半纤维素、纤维素和综纤维素含量显著增加.AB组在30 d和60 d时pH均显著低于ME组,乳酸含量在30 d时显著增加,60 d时显著降低.AA组和AB组中乳酸/乙酸、乳酸/总有机酸及氨氮/总氮值均低于ME组.混贮发酵期间ME组、AA组和AB组的门水平细菌主要为Proteobacteria和Firmicutes,属水平细菌包括Lactobacillus、Paralactobacillus、Enterobacter、Pediococcus、Flavobacterium、Chryseobacterium、Pedobacter、Sphingomonadaceae、Erwinia等,其中Lactobacillus、Paralactobacillus和Enterobacter为优势菌.与ME组相比,AA组和AB组中腐败菌Enterobacter丰度呈下降趋势;2个乙酸处理组的总乳酸菌丰度高于ME组,但乳酸菌多样性较ME组有所减少,主要包括Lactobacillus、Paralactobacillus和Pediococcus等乳酸菌属.总之,干玉米秸秆与白菜废弃物能以适宜比例混贮60 d不变质,尽管添加乙酸后的乳酸发酵强度有所抑制,但低剂量乙酸更有助于保存干物质、可溶性碳水化合物、粗蛋白、综纤维素等有机组分,建议乙酸添加量为0.3％.

吹填土由于含盐量高、黏重板结、通气透水差和脱盐率低等特性,严重限制了其绿化能力.选取稻壳和蛭石为物理改良剂,研究不同配比的改良剂对吹填土脱盐效果和性质的影响.土柱实验结果表明:与未掺拌改良剂的对照组(CK)相比,掺拌改良剂能有效提高脱盐效果.其中,以质量分数4％稻壳和4％蛭石配比最佳,洗盐效率为88.75％,改良后土壤容重降低了 30％,有效磷含量提高了 18％,有效钾含量提高了 12％.利用最佳改良后的土壤进行了小白菜盆栽种植,结果表明:与利用羽毛发酵液(羽毛降解菌发酵制得)联合作用效果最佳,小白菜株高提高了 41.11％,鲜重提高了 283.78％.由此可知,以来源于低劣固体废弃物的改良剂进行吹填土洗盐处理,并配施一定量的羽毛降解发酵液,可提高吹填土的可植性及肥效.