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高温季节微生物发酵床基质微生物空间分布的研究. 姓 名：栗 丰 导 师：刘 波 博士、研究员 专 业：微生物学. 主要内容. 第一章 绪论. 1. 第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布. 2. 第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态. 3. 第四章 微生物发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态. 4. 5. 第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态. 第六章 微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸 （ PLFAs ）生态学特性. 6. 7. 第七章 结论与展望. - PowerPoint PPT Presentation
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高温季节微生物发酵床基质微生物高温季节微生物发酵床基质微生物空间分布的研究空间分布的研究
姓 名：栗 丰姓 名：栗 丰 导 师：刘 波 博士、研究员导 师：刘 波 博士、研究员 专 业：微生物学专 业：微生物学
主要内容主要内容第一章 绪论第一章 绪论1
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布 2
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态 3
第四章 微生物发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态第四章 微生物发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态 4
第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态 5
第六章 微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸第六章 微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸 （（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
6
第七章 结论与展望第七章 结论与展望7
第一章 绪论
水质污染恶臭气体污染氮、磷污染
传统养殖技术的弊端传统养殖技术的弊端
重金属污染有害病原生物污染
文本
文本
文本
文本
第一章 绪论第一章 绪论
耗氧处理技术
畜禽养殖废弃物的处理与利用
畜禽粪便处理 固液分离技术
零污染养殖技术
厌氧处理技术
厌氧——耗氧联合处理技术
2 2 畜禽养殖废弃物的处理与利用畜禽养殖废弃物的处理与利用
第一章 绪论
原地处理 ，生态养殖模式
微生物发酵床的制作
功能菌种 功能菌种 短短芽孢杆短短芽孢杆
菌 菌 JK-2 JK-2 •锯末、谷壳 锯末、谷壳
3 3 零污染养殖技术 零污染养殖技术 4 4 发酵床养猪垫层发酵床养猪垫层
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
过道
饮水处
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
取食台
过道
图图 1 1 猪舍概貌及取样栏舍位点示意图猪舍概貌及取样栏舍位点示意图
1 材料与方法
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
微生物含量统计
①① 含量最高的是细菌，其次是放线菌，真菌含量最少； 含量最高的是细菌，其次是放线菌，真菌含量最少； ②② 三类微生物的含量最大值变化不同：细菌、真菌变化都比较大，放线菌的含量最大三类微生物的含量最大值变化不同：细菌、真菌变化都比较大，放线菌的含量最大
值在第值在第 3030 天高，其余时间相对比较稳定； 天高，其余时间相对比较稳定； ③③ 三类微生物的含量最小值，细菌和真菌比较稳定，放线菌除第三类微生物的含量最小值，细菌和真菌比较稳定，放线菌除第 1515 天外比较稳定；天外比较稳定；④④ 三类微生物的平均含量，细菌在三类微生物的平均含量，细菌在 1-601-60 天的变化比较大，真菌第天的变化比较大，真菌第 6060 天比第天比第 1-451-45 天降低天降低
比较大，而放线菌相对比较稳定。比较大，而放线菌相对比较稳定。
时间（ d
）
细菌含量（ ×105cfu/g ） 真菌含量（ ×103cfu/g ） 放线菌含量（ ×104cfu/g ）
最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值
1 70.25 5.23 33.72 102.50 1.05 34.33 78.00 3.50 27.93
15 164.75 8.25 54.35 192.50 1.05 48.64 73.00 11.00 28.46
30 655.00 13.50 139.33 277.50 2.75 37.17 122.00 1.75 33.18
45 1930.00 13.00 197.23 162.50 1.50 26.45 83.00 0.70 20.14
60 602.50 10.10 79.40 80.00 0.75 7.87 85.00 3.45 24.43
2 发酵床垫料微生物的数量分布多态性
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
30d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
1d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
15d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.1 基质垫层微生物的空间分布多态性（细菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
60d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
45d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.1 基质垫层微生物的空间分布多态性（细菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
30d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
15d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
1d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.2 基质垫层微生物的空间分布多态性（真菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
60d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
45d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.2 基质垫层微生物的空间分布多态性（真菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
30d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
15d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
1d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.3 基质垫层微生物的空间分布多态性（放线菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
45d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
60d过道
10 栏 9 栏 8 栏 7 栏 6 栏 5 栏 4 栏 3 栏 2 栏 1 栏30 27 24 21 18 15 12 9 6 3
29 26 23 20 17 14 11 8 5 2
28 25 22 19 16 13 10 7 4 1
3.3 基质垫层微生物的空间分布多态性（放线菌）
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
（ 1 ）细菌没有固定的样位保持高含量或低含量（ 2 ）在真菌的空间分布中，类群Ⅲ包含的位点要多于类群Ⅰ和类群Ⅱ， 5栏的位 11和 12、 8 栏三个位点真菌数量一直保持很低，属于类群Ⅲ
（ 3 ）在放线菌的空间分布中，类群Ⅰ和类群Ⅱ包含的位点比较少，类群Ⅲ包含的位点比较多， 5 栏的放线菌数量比较稳定，属于类群Ⅲ，其余都有所变化，
3.4 基质垫层微生物的空间分布多态性
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
0. 00
10. 00
20. 00
30. 00
40. 00
50. 00
60. 00
1 15 30 45 60 d时间（ ）
%分布比例（）
Ⅰ类群 Ⅱ类群 Ⅲ类群
0. 00
10. 00
20. 00
30. 00
40. 00
50. 00
60. 00
70. 00
80. 00
90. 00
100. 00
1 15 30 45 60 d时间（ ）
%分布比例（）
Ⅰ类群 Ⅱ类群 Ⅲ类群细菌细菌 真菌真菌
4 基质垫层微生物的时间分布多态性
0. 00
10. 00
20. 00
30. 00
40. 00
50. 00
60. 00
70. 00
80. 00
1 15 30 45 60 d时间（ ）
%0
分布比例（
Ⅰ类群 Ⅱ类群 Ⅲ类群放线菌放线菌
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
（ 1 ）细菌的三个类群比例变化比较大，在平均水平，细菌的类群Ⅱ分布多于类群Ⅰ、类群Ⅲ，而真菌、放线菌类群Ⅲ多于类群Ⅰ、类群Ⅱ；
（ 2 ）真菌的类群Ⅰ空间分布比例比较稳定，类群Ⅲ的平均空间分布比例远高于类群Ⅰ和类群Ⅱ ；
（ 3 ）放线菌的类群Ⅰ和类群Ⅱ变化趋势相似。类群Ⅲ的平均空间分布比例远高于类群Ⅰ和类群Ⅱ 。
4 基质垫层微生物的时间分布多态性
第二章 零污染微生物发酵床基质微生物结构分布
40. 67%
30. 67%28. 67%
Ⅰ亚群 Ⅱ亚群 Ⅲ亚群
21. 33%12. 67%
66. 00%
Ⅰ亚群 Ⅱ亚群 Ⅲ亚群
67. 33%
28. 00%
4. 67%
Ⅰ亚群 Ⅱ亚群 Ⅲ亚群
细菌类群空间分布比例 真菌类群空间分布比例 放线菌类群空间分布比例
5 基质垫层微生物的空间分布比例比较
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
1 细菌数量变化动态（后峰型）
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu/
g）
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 15 30 45 60d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1 15 30 45 60 d时间（ ）
×10
细菌数量（
5 cfu
/g）
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 15 30 45 60d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
1 栏细菌数量变化 7 栏细菌数量变化
10 栏细菌数量变化 9 栏细菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
0
50
100
150
200
250
300
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
0
50
100
150
200
250
300
350
1 15 30 45 60d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
0
50
100
150
200
250
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10细菌数量（
5 cfu
/g）
1 细菌数量变化动态（中峰型）
3 栏细菌数量变化
4 栏细菌数量变化
6 栏细菌数量变化
8 栏细菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
0
20
40
60
80
100
120
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10
细菌数量（5
cfu/g）
2 栏细菌数量变化
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 15 30 45 60d时间（ ）
10
细菌数量（
5 cfu/g）
5 栏细菌数量变化
1 细菌数量变化动态
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
2 真菌数量变化动态（前峰型）
0102030405060708090
100
1 15 30 45 60 (d)时间
×10
真菌数量（
3 cfu
/g）
2 栏真菌数量变化
0
20
40
60
80
100
120
1 15 30 45 60 (d)时间
×10
真菌数量（
3 cfu
/g）
3 栏真菌数量变化
0
20
40
60
80
100
120
140
1 15 30 45 60 (d)时间
×103 cfu/g
真菌数量（
）
9 栏真菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态微生物数量变化动态
2 真菌数量变化动态（双峰型）
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 15 30 45 60(d)时间
×10
真菌数量（
3 cfu/g）
0
10
20
30
40
50
60
70
1 15 30 45 60(d)时间
×10
真菌数量（
3 cfu/g）
4 栏真菌数量变化
5 栏真菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
2 真菌数量变化动态（中峰型）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 15 30 45 60 (d)时间
×10
3 cf
u/g
真菌数量（
）
0
5
10
15
20
25
30
1 15 30 45 60(d)时间
×10
3 cf
u/g
真菌数量（
）
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 15 30 45 60 (d)时间
×103 cfu/g
真菌数量（
）
8 栏真菌数量变化 10 栏真菌数量变化
7 栏真菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
2 真菌数量变化动态（后峰型）
050
100150200250300350400450500
1 15 30 45 60 (d)时间
×10
真菌含量（3 cfu/g）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 15 30 45 60(d)时间
×10
真菌数量（
3 cfu/g）
1 栏真菌数量变化
6 栏真菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
3 放线菌数量变化动态（后峰型）
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60(d)时间
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 15 30 45 60( d)时间
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
1 栏放线菌数量变化
2 栏放线菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
3 放线菌数量变化动态
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 15 30 45 60d时间（ ）
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60 (d)时间
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
5 栏放线菌数量变化
9 栏放线菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
3 放线菌数量变化动态（中峰型）
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60(d)时间
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
0102030405060708090
100
1 15 30 45 60d时间（ ）
10
放线菌数量（
4 cfu/g）
3 栏放线菌数量变化
7 栏放线菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态
3 放线菌数量变化动态
0
5
10
15
20
25
1 15 30 45 60 d时间（ ）
10放线菌数量（
4 cfu
/g）
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 15 30 45 60d时间（ ）
10放线菌数量（
4 cfu
/g）
0
5
10
15
20
25
30
1 15 30 45 60d时间（ ）
10放线菌数量（
4 cfu
/g）
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60(d)时间
10放线菌数量（
4 cfu
/g）
4 栏放线菌数量变化
6 栏放线菌数量变化
8 栏放线菌数量变化
10 栏放线菌数量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态微生物数量变化动态
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 15 30 45 60 (d)时间
平均含量对数值
细菌 真菌 放线菌
培养微生物总量的的时间变化
4 微生物总量变化
第三章 微生物发酵床基质垫层第三章 微生物发酵床基质垫层微生物数量变化动态微生物数量变化动态
小结：
（ 1 ）细菌包含类型主要是后峰型和中峰型：后峰型有 1 、 7 、 9 、 10 四栏，中峰型有 3 、 4 、 6 、 8 四栏；
（ 2 ）真菌的数量变化曲线包括了全部四种类型：前锋型包括 2 、 3 、 9 三栏，双峰型包括 4 、 5 两栏，中峰型包括 7 、 8 、 10 三栏，后峰型包括 1 、6 两栏；
（ 3 ）放线菌的数量变化曲线，后峰型包括 1 、 2 两栏，前锋型包括 5 、 9两栏；
（ 4 ）细菌的平均含量对数值呈现先升后下降的趋势，真菌的平均含量对数值则基本呈现下降趋势，而放线菌的平均含量对数值变化平缓
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
1 细菌 / 真菌结构比例变化动态
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 15 30 45 60 (d)时间
B/F(
×10
2 )
0
5
10
15
20
25
1 15 30 45 60 (d)时间
B/F(
×10
2 )
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 15 30 45 60(d)时间
B/F(
×10
2 )
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60 (d)时间
B/F(
×10
2 )
1 栏细菌 / 真菌值
5 栏细菌 / 真菌值
3 栏细菌 / 真菌值
2 栏细菌 / 真菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
1 细菌 / 真菌结构比例变化动态
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 15 30 45 60(d)时间
B/F(
×10
2 )
4 栏细菌 / 真菌值
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
4
4. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
B/F(
×10
2 )
6 栏细菌 / 真菌值
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 15 30 45 60(d)时间
B/F(
×10
2 )
7 栏细菌 / 真菌值
0
10
20
30
40
50
60
1 15 30 45 60(d)时间
B/F(
×10
2 )
8 栏细菌 / 真菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态 结构比例变化动态
1 细菌 / 真菌结构比例变化动态
0
10
20
30
40
50
60
70
1 15 30 45 60(d)时间
B/F(×
10
2 )
0
5
10
15
20
25
30
1 15 30 45 60 (d)时间
B/F(×
10
2 )
10 栏细菌 / 真菌值
9 栏细菌 / 真菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
2 细菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
1
2
3
4
5
6
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
0
5
10
15
20
25
30
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
3 栏细菌 / 放线菌值
4 栏细菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
2 细菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
4
4. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
B/A(
×10
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 15 30 45 60 (d)时间
B/A(
×10
)
5 栏细菌 / 放线菌比值
10 栏细菌 / 放线菌比值
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 15 30 45 60 (d)时间
B/A(
×10
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(
×10
)
6 栏细菌 / 放线菌比值
8 栏细菌 / 放线菌比值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
2 细菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
7 栏细菌 / 放线菌值
9 栏细菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
2 细菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
5
10
15
20
25
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
0
1
2
3
4
5
6
7
1 15 30 45 60(d)时间
B/A(×
10)
1 栏细菌 / 放线菌值
2 栏细菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
3 真菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
1
2
3
4
5
6
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(×
10
-1 )
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(×
10
-1 )
2 栏真菌 / 放线菌值
3 栏真菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
3 真菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
0. 2
0. 4
0. 6
0. 8
1
1. 2
1 15 30 45 60(d)时间
F/A(
×10
-1)
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(
×10
-1)
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(×
10
-1 )
4 栏真菌 / 放线菌值
8 栏真菌 / 放线菌值
5 栏真菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
3 真菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
4
4. 5
5
1 15 30 45 60(d)时间
F/A(×
10
-1 )
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 15 30 45 60(d)时间
F/A(×
10
-1 )
6 栏真菌 / 放线菌值
7 栏真菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
3 真菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
1
2
3
4
5
6
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(×
10
-1 )
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
4
4. 5
5
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(×
10
-1 )
9 栏真菌 / 放线菌值
10 栏真菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
3 真菌 / 放线菌结构比例变化动态
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
1 15 30 45 60 (d)时间
F/A(
×10
-1 )
1 栏真菌 / 放线菌值
第四章 发酵床基质垫层微生物第四章 发酵床基质垫层微生物结构比例变化动态结构比例变化动态
小结：
（ 1 ） B/F ： 5 、 6 、 7 三栏 B/F 值变化范围比较小，比值 B/F＜ 10 ，三栏的细菌真菌结构比例变化小，比较稳定，其余 7 栏变化比较大；
（ 2） B/A ： 2 、 3 、 5 、 6 四栏的 B/A 值变化范围比较小，表明细菌放线菌含量比变化小，细菌放线菌结构比例比较稳定，其余 6 栏变化的范围比较大；
（ 3） F/A ： 10 个栏的 F/A 值都比较小， 60 天时 10栏 F/A 值比较接近，表明真菌放线菌含量差别比较小，结构相对较稳定，真菌放线菌结构比例在 60 天时处于相同的状态。
第五章 微生物发酵床基质垫层第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态微生物空间分布动态
不同时间细菌负二项分布中的 K指标
1 细菌空间分布动态
时间（ d
）K＇ = A(i)
和值公共 K值
=wXX wXY wYYChi-Square=0.00000
DF=29
14.1898
207.8793 4798.5161145.27
9273.3476 4.18982
152.9385
94.7764 2528.831860.572
1292.8564 2.93855
30 0.3792 0.5683 15.5834 41.0904 108.3474 0.37925
45 0.2785 0.2373 6.3389 22.763 81.7426 0.27847
60 0.5404 1.4967 41.704 77.1667 142.7847 0.54044 1-15 天时 K+∞ （＞ 2 ），表明在 1-15 天时细菌的空间分布为随机分布，30-60 天时 2＞ K＞ 0 ，且 K 呈减小后增加趋势，表明细菌在 30-60 天时的空间分布属于聚集分布，且聚集分布程度先降低又增加。
第五章 微生物发酵床基质垫层第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态微生物空间分布动态
2 真菌空间分布动态
2＞ K＞ 0 ，且 K随时间变化趋于减小，这表明真菌在 1-60 天时的空间分布属于聚集分布，且聚集分布程度逐渐降低。
不同时间真菌负二项分布中的 K指标
时间（ d ） K＇ = A(i)
和值公共 K值
=wXX wXY wYYChi-Square=0.00000
DF=29
1 1.5002 19.9538 533.5136 355.6277 237.053 1.50020
15 0.8140 4.3837 122.128 150.0295 184.3053 0.81403
30 0.5202 1.3504 36.9954 71.1234 136.734 0.52016
45 0.4270 0.7891 21.2395 49.7417 116.4921 0.42700
60 0.2469 0.1677 4.1434 16.78 67.9562 0.24692
第五章 微生物发酵床基质垫层第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态微生物空间分布动态
不同时间放线菌负二项分布中的 K指标
3 放线菌空间分布动态
15 天时 K＞ 2 ，其余时间 2 ＞ K＞ 1 ，这表明放线菌的空间分布在 1-
15 天时由聚集分布转变为随机分布，在 15-60 天时由随机分布转变为聚集分布， 30-60 天时 K 呈先减小后增加趋势，表明放线菌的聚集分布程度先降低又增加。
时间（ d ） K＇ = A(i)
和值公共 K值 =wXX wXY wYY
Chi-Square=0.00000 DF=29
1 1.6107 23.6423 610.0908 378.7851 235.1751 1.61065
15 3.9483 182.5373 4182.836 1059.409 268.3219 3.94827
30 1.4944 19.7696 530.6842 355.1131 237.6278 1.49441
45 1.3296 14.9119 383.4009 288.3628 216.8829 1.32958
60 1.6894 26.4774 680.5157 402.8174 238.4396 1.68939
第五章 微生物发酵床基质垫层第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态微生物空间分布动态
4 公共 K 值变化
0
1
2
3
4
5
1 15 30 45 60 d时间（ ）
K值
细菌 真菌 放线菌
公共 K 值变化
第五章 微生物发酵床基质垫层第五章 微生物发酵床基质垫层微生物空间分布动态微生物空间分布动态
4 公共 K 值变化
细菌和放线菌 K 值在 1-30 天时变化比较大， 45-60 天时趋于稳定，细菌的空间分布聚集度总体降低，由随机分布转变为聚集分布，且聚集分布的程度逐渐减弱，之后保持比较稳定的聚集分布程度；放线菌由聚集分布转变为随机分布，又转变为聚集分布，在 30-60 天时保持比较稳定的聚集分布状态，真菌的曲线变化比较平缓，聚集分布程度比较稳定；
在 30-60 天时细菌、真菌、放线菌聚集度指数 K 值都变化不大，细菌、真菌、放线菌均处于比较稳定的聚集分布状态，放线菌比细菌和真菌偏高，放线菌的聚集分布程度比细菌和真菌偏高。
1 生物群落脂肪酸生物标记的检测
不同栏不同位的取样中分析出 39 个脂肪酸生物标记，指示着不同类群的微生物，包括细菌、放线菌、放线菌、原生生物等。 不同脂肪酸生物标记在基质垫层的空间分布有几种类型：（ 1 ）生物标记数量小，在各栏位中的分布不完全；（ 2 ）生物标记数量小，在各栏位的分布为完全分布；（ 3 ）生物标记数量大，在各栏位次的分布不完全；（ 4 ）生物标记数量大，在各样品中的分布为完全分布。
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
2 生物群落脂肪酸生物标记总量的比较
不同栏位不同时间 PLFA 总量的比较（部分）
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
14000000
1 15 30 45 60 (d)时间
PLFA总量
1栏
2栏
4栏
8栏
10栏
呈相同的变化趋势；2 栏在 15-45 天时的变化范围较大， 10 栏的变化范围较小； 在第 1 天时 60 天时各栏微生物的 PLFA 总量相近
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
2 生物群落脂肪酸生物标记总量的比较
特征微生物总量的比较
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
1 15 30 45 60 d时间（ ）
PLFA总量均值
16: 0
18: 1 w9c
TBSA 10Me18: 0
20: 4 w6, 9, 12, 15c
呈相同的变化趋势；特征原生动物标识 20:4 ω6,9,12,15c 数量较少，变化范围较其他三者更小，变化平缓 ；
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
3 特征微生物脂肪酸生物标记特征指数（ B）的分析
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 15 30 45 60(d)时间
B指数
1栏
2栏
4栏
8栏
10栏
2 栏（ 7.54~20.72 ）和 4 栏（ 2.0~10.92 ）变化相对比较平缓；变化范围最大的是 10 栏，变化范围最小的是 4 栏 ；1、 8、 10 三栏变化曲线相似；45-60 天时四类微生物在每栏中的分布数量趋于稳定。
特征微生物脂肪酸生物标记特征指数（ B ）
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
4 微生物发酵床 PLFA 生物标记的分布特性
PLFA 标记分为两大类：一类是在微生物发酵床基质中呈不完全分布，频次比较低（低于24 ）或很低（低于 10 ）；另一类 PLFA 标记是完全分布，分布频次很高。
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
5 生物群落脂肪酸生物标记的聚类分析
微生物脂肪酸生物标记可以分为3 类：
类型 I特征为生物标记含量很高，在不同栏位基质垫层中不完全分布（接近完全分布）；
类型Ⅱ特征是生物标记含量高，在不同部位基质垫层中完全分布 ；
类型Ⅲ特征是脂肪酸标记数量差异很大 ，有完全分布和不完全分布；
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
6 基质垫层各类微生物脂肪酸含量比的分析
1 2 3 4 5 6 7 8
放线菌Actinomycetes
真菌Fungi
原生动物Protozoa
细菌Bacteria in
general
嗜热解氢杆菌Hydrogenobacter
耗氧细菌Aerobes
革兰氏阳性细菌 G+
Gram-positive bacteria
革兰氏阴性细菌 G-
Gram-negative bacteria
9 10 11 12 13 14 15 16
黄杆菌Flavbacterium
Balustinum
硫酸盐还原细菌
Sulfate-reducing bacterium
莫拉菌属Moraxella
纤维菌属 Сellulomonas
甲烷氧化菌Methane-oxidizing bacteria
节杆菌属Arthrobacter
假单胞杆菌 Pseudomonas
sp.
伯克霍尔德菌
Burkholderiacepacia
基质垫层各类微生物脂肪酸含量比的分析
第六章第六章 微生物发酵床基质垫层微生物微生物发酵床基质垫层微生物磷脂脂肪酸（磷脂脂肪酸（ PLFAsPLFAs ）生态学特性）生态学特性
6 基质垫层各类微生物脂肪酸含量比的分析
0
0. 05
0. 1
0. 15
0. 2
0. 25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1第 天 30第 天 60第 天
基质垫层各类微生物脂肪酸含量比
第七章 第七章 结论与展望结论与展望
（ 1 ）分离结果表明，各样品中含量最高为细菌，其次是放线菌，真菌含量最少；根据微生物在各样品中含量可分为三个类群，在三十个采样点中，细菌的平均空间分布由高至低依次为类群Ⅱ（ 40.67% ）、类群Ⅰ（ 30.67% ）和类群Ⅲ（ 28.67% ）；真菌的空间分布平均比例由高至低依次是类群Ⅲ（ 66.00% ）、类群Ⅱ（ 21.33% ）和类群Ⅰ（ 12.67% ）；放线菌的空间分布平均比例由高至低依次是类群Ⅲ（ 67.33% ）、类群Ⅱ（ 28.00% ）和类群Ⅰ（ 4.67% ）。
（ 2 ）微生物的数量 - 时间变化曲线可分为前峰型、中峰型、后峰型、双峰型等类型，细菌数量的时间变化曲线包含类型主要是中峰型和后峰型，真菌的数量变化曲线包括了全部四种类型，放线菌的数量变化曲线类型主要是前锋型和后峰型；细菌的平均含量随时间变化呈现先升后下降的趋势，真菌的平均含量则基本呈现下降趋势，而放线菌的平均含量变化平缓。
1 结论
第七章 第七章 结论与展望结论与展望
（ 3 ）细菌 / 真菌分析表明， 5、 6、 7 三栏的 B/F 值变化范围比较小，细菌 / 真菌结构比例比较稳定； 1 栏、 4 栏、 8 栏和 10 栏的 B/F 值变化范围很大；其余三个栏 2 栏、 3 栏和 9 栏的变化范围介于中间。细菌 / 放线菌分析表明， 2、 3、 5、 6 四栏的 B/A 值变化范围比较小，细菌 / 放线菌结构比例比较稳定； 1 栏、 4 栏、 7 栏、 8 栏、 9 栏、 10 栏等六栏 B/A 值范围较大，变化范围最大的是 10 栏。真菌 / 放线菌分析表明， 10 个栏的 F/A 值都比较小（ F/A＜10 ）， 4 栏的 F/A 值变化范围最小， 60 天时 10 个栏的 F/A 值＜ 1 。
（ 4 ）根据聚集度指数负二项分布的 K指标分析，细菌的聚集指数总体降低，由随机分布转变为聚集分布，且聚集分布的程度逐渐减弱，之后保持比较稳定的聚集分布程度；真菌属于聚集分布且聚集分布程度逐渐降低，但变化平缓；放线菌聚集指数变化比较大，由聚集分布转变为随机分布，又转变为聚集分布；在 30-60
天时细菌、真菌、放线菌聚集度指数 K值都变化不大，趋于稳定，放线菌比细菌和真菌偏高，表明细菌、真菌、放线菌均处于比较稳定的聚集分布状态，放线菌的聚集分布程度比细菌和真菌偏高。
1 结论
第七章 第七章 结论与展望结论与展望
（ 5 ）生物群落脂肪酸生物标记总量的分析。不同栏位不同时间 PLFA 总量的比较结果表明： PLFA 总量随时间变化呈相同的变化趋势“升—降—升—降”， 在第 1 天时各栏微生物的 PLFA 总量相近（ 2699504.33~3345488.00 ），第 60 天时（ 1458257.33~3078114.00 ）各栏微生物的 PLFA 总量降低并且也很相近。 PLFA 特征标识分析表明： PLFA
特征细菌标识 16:0 、特征真菌标识 18:1ω9c 、特征放线菌标识 TBSA 10 Me
18:0 和特征原生动物标识 20:4 ω6,9,12,15c 含量在随时间变化中均呈现“降—升—降”的变化趋势，特征原生动物标识 20:4 ω6,9,12,15c 数量较少，变化范围（ 16155.93~129881.93 ）较其他三者更小，变化平缓。
1 结论
第七章 第七章 结论与展望结论与展望
自然界中引起硝化作用的微生物主要是化能自养型细菌，参与亚硝化作用的亚硝化细菌和参与硝化作用的硝化细菌对环境条件的要求是：富氧，中性至微碱性，中温，最适温度是 30 ℃ ，另外尚有一些异养型的微生物可以利用含氮有机物进行生命活动，如假单胞菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、诺卡氏菌属等。在不通气条件下，假单胞菌属，芽孢杆菌属，黄杆菌属，副球菌属等都可以进行反硝化作用，反硝化作用的重要条件是厌氧环境。
在高温条件下的微生物发酵床基质中，最重要环境条件因素就是氧分压低，温度高，通过部分的单菌株细菌脂肪酸标记检测分析，微生物发酵床基质中有假单胞杆菌、脱氮副球菌、南非诺卡氏菌等细菌存在；短短芽孢杆菌是重要的添加菌制剂成分，假单胞杆菌、脱氮副球菌、南非诺卡氏菌等是重要的生猪粪尿分解菌，主要的参与氮素循环的微生物，他们之间的相互关系，可以为微生物发酵床基质发挥零污染治理的作用提供更大的研究空间 。
2 展望
致 谢致 谢 本论文是在尊敬的刘波博士、研究员的悉心指导下完成的，老师学识渊博，勇于创新，思维敏捷，严谨求真的治学态度，宽厚待人、朴实谦逊的做人理念，精益求精的工作作风，诲人不倦的育人精神，将使我受益终身！
在三年的学习工作中，还得到了蓝江林博士和朱育菁博士的悉心指导和帮助，使我的各项研究能够顺利完成；我还要感谢车建美、郑雪芳等老师，在我论文完成过程中给予了热心帮助和耐心指导；感谢苏明星主任在工作中的帮助和生活上的关心。此外，感谢卢舒娴同学及实验室的全体人员，有了大家的帮助，才使我论文得以顺利完成。在此对他们一并表示衷心的感谢！
最后，感谢我的父母对我的理解、鼓励和支持！ 再次衷心地感谢所有帮助和支持我的人 !
发酵床氧分压低，温度高
假单胞杆菌
脱氮副球菌南非诺卡氏菌
文本
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