摘要
蚯蚓堆肥过程中有机碳的消耗及氮元素的转化主要是通过微生物参与的呼吸作用、矿化作用及生物固氮能完成。因此，对城镇污泥蚯蚓堆肥共性微生物的作用机制进行研究至关重要。以不同批次不同环境因子影响下蚯蚓堆肥城镇污泥为研究对象，采用Ⅰllumina MiSeq高通量测序技术确定共性微生物筛选方法及筛选原则，研究共性微生物群落结构、丰度、组间差异、进化关系及功能。探讨不同温度、不同复氧条件及不同有机质含量的初始污泥经蚯蚓堆肥后不同组别的不同阶段均存在且具有优势度，可维持蚯蚓堆肥生态系统保持稳定的核心细菌，以及在不同组别的不同阶段存在显著变化特征，其相对丰度往往呈从无到有且存在时具有一定优势，对促进系统生化过程中有机质降解、氨化及硝化作用有特定意义的显著变化细菌。结合核心细菌与显著变化细菌在共性微生物中的贡献、二者相互之间的进化关系及其与环境因子之前的相关性，从生物化学和分子水平探讨城镇污泥蚯蚓堆肥共性微生物的群落多样性及功能，主要结果如下： （1）根据城镇污泥蚯蚓堆肥系统中共性微生物的筛选原则：共存性、优势性、显著性、变化性、统一性，确定共性微生物物种为：门水平包括Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、norank_f_Saprospiraceae，属水平包括Thauera、Zoogloea、norank_f_Sphingobacteriales、Aquabacterium、norank_f_Draconibacteriaceae、Arcobacter、Sediminibacterium、norank_f_AKYH767、Fluviicola、norank_f_Chitinophagaceae、Thermomonas、Filimonas、Pseudoxanthomonas、Mucilaginibacter、norank_o_JG30_KF_CM45。对包括核心细菌与显著变化细菌进行分类。其中核心细菌不易受环境因子变化影响，而显著变化细菌则伴随生化过程发生演替。 （2）筛选三批次蚯蚓堆肥所得共性微生物与环境因子及污泥样本的RDA分析表示，城镇污泥蚯蚓堆肥系统主要通过改变与有机质降解有关的共性微生物的细菌群落丰度及活性来促进后期的氨化及硝化进程。具体演替变化为有机质快速降解阶段相关性较强的Proteobacteria、Zoogloea、Sediminibacter演替为氨化阶段相关性较强的Fluviicola、norank_f_Sphingobacteriales，直至硝化阶段相关性最为显著的Bacteroidetes、Actinobacteria、Filimonas、norank_f_Chitinophagaceae、Mucilagimibacter。 （3）所得共性微生物在不同环境因子组随堆肥过程变化趋势较为一致，以其相对丰度平均值为基础数据构建共性微生物群落结构体系。整体而言，所有共性微生物呈现的变化趋势均为堆肥前期相对丰度骤降，后期则呈浮动变化。表明有机质降解阶段微生物体现的功能较为集中，后期氨化及硝化进程的促进则包含多种微生物通过协同创造适宜生境从而影响蚯蚓堆肥的生化进程，发挥协同作用的微生物同时易受环境因子变化影响。 （4）对城镇污泥蚯蚓堆肥共性微生物功能分类，结果表明门水平的优势菌门及属水平的共性菌属对城镇污泥群落结构及功能的形成具有重要意义。尽管共性微生物数量较少，但仍囊括了有机物、氮素、硫酸盐、铁元素代谢等多种代谢功能，对城镇污泥稳定化、腐殖化过程可做出突出贡献，从另一角度也说明这些群落对污泥微生态环境有更好的适应能力，能够完全容纳蚯蚓堆肥对微生物群落的选择性。
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