張文浩，門夢琪，許本姝，許修宏，成利軍，孟慶欣，鄧?yán)?，?欣，武曉桐，盛思遠(yuǎn)

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

靜態(tài)堆肥由于不需要擾動(dòng)堆體結(jié)構(gòu)，不僅可以減少機(jī)械能（翻堆、通風(fēng)等）的消耗，還可以減少以銨態(tài)氮為主的含氮化合物的揮發(fā)，提高堆肥肥效[1]。但是，由于自然狀態(tài)下靜態(tài)堆肥的堆體中溫度和氧氣分布不均一，堆肥過程中會(huì)出現(xiàn)堆體表面溫度低、堆體深層厭氧的現(xiàn)象，導(dǎo)致表層和深層堆肥效果不佳。本研究針對(duì)這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一種靜態(tài)發(fā)酵裝置（如圖1所示），通過人為地提高環(huán)境溫度，同時(shí)降低堆體的厚度，旨在保持靜態(tài)堆肥固有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服其“堆體表面溫度低、堆體深層厭氧”等技術(shù)缺陷。

堆肥實(shí)質(zhì)上是一個(gè)微生物演替過程，其微生物類群和豐度決定了堆肥的質(zhì)量[2]。細(xì)菌在堆肥過程中種類繁多，數(shù)量龐大，相關(guān)報(bào)道較多[3]。真菌作為堆肥微生物群落的重要組成部分，在堆肥過程中也起著重要的作用[4]。但是，目前國內(nèi)外對(duì)堆肥過程中真菌群落變化規(guī)律的研究報(bào)道還比較少[5]。

近年來，研究者采用 T-RFLP[6]、PCR-DGGE[7-10]、16S rRNA克隆文庫[11]等方法分析了堆肥過程中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，但是這些分子生物學(xué)方法分辨率較低，不能全面和準(zhǔn)確地反映堆肥微生物群落結(jié)構(gòu)。高通量測序技術(shù)的出現(xiàn)，可以使人們更準(zhǔn)確地描述微生物群落的動(dòng)態(tài)變化及多樣性、研究高度復(fù)雜的微生物類群[12]。

本研究采用一種新型的靜態(tài)堆肥技術(shù)處理奶牛糞污，通過測定堆肥過程中溫度、pH、碳氮比和種子發(fā)芽指數(shù)（GI）等指標(biāo)評(píng)價(jià)堆肥產(chǎn)品的腐熟程度。利用高通量測序技術(shù)分析堆肥過程中真菌的群落結(jié)構(gòu)，揭示新型靜態(tài)堆肥過程中真菌群落組成的動(dòng)態(tài)變化，并探討群落組成與堆肥理化指標(biāo)及GI指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置

圖1 堆肥裝置的橫截面Figure 1 Cross section of the composting system

本試驗(yàn)裝置的截面如圖1所示。裝置由兩個(gè)拼接在一起的由鐵絲網(wǎng)編織成的同軸圓筒組成，距離地面高20 cm。其內(nèi)筒直徑60 cm，外筒直徑180 cm，高為160 cm。堆肥原料填充在兩個(gè)圓筒的夾層中間（堆肥物料厚度為60 cm），形成一個(gè)中空的圓柱體（可以容納3.62 m3堆肥原料），這樣堆肥原料的內(nèi)表面和外表面都能接觸空氣，保證堆體內(nèi)的氧氣充足。將該裝置置于發(fā)酵倉內(nèi)，發(fā)酵倉內(nèi)溫度保持在40℃左右，并定期通風(fēng)，保持倉內(nèi)空氣新鮮。

1.2 堆肥原料及樣品采集

堆肥的原料為充分混勻的新鮮牛糞與切碎至長度為3 cm左右的水稻秸稈（表1），其初始碳氮比為35∶1。堆肥持續(xù)17 d。分別在第0、2、4、6、8、10、12、14 d和17 d時(shí)進(jìn)行取樣。取樣時(shí)，分別從堆體的三個(gè)不同層（分別為：距離堆體底部15 cm—A5和A6點(diǎn)；距離堆體底部80 cm—A3和A4點(diǎn)；距離堆體底部145 cm—A1和A2點(diǎn)），以及每一層的兩個(gè)不同深度（外層：距離堆體外表面10 cm—A1、A3和A5點(diǎn)；中心：距離堆體外表面30 cm—A2、A4和A6點(diǎn)）進(jìn)行取樣（圖1），每個(gè)取樣點(diǎn)三次重復(fù)，所有點(diǎn)的樣品充分混勻后，為這個(gè)時(shí)期的樣品。另外，第0 d（初始期）、第2 d（升溫期）、第6 d（高溫期）、第12 d（高溫期后期）和第17 d（腐熟期）不同層及不同深度的混合后樣品置于-80℃環(huán)境下保存，用于后續(xù)分子實(shí)驗(yàn)分析，并分別命名為C0、C2、C6、C12和C17樣品。

表1 堆肥材料的主要成分Table 1 Properties of raw materials for composting

1.3 堆肥理化以及GI指標(biāo)的測定

在堆體不同深度（距離堆體外表面10 cm和30 cm）的上、中、下三層（距離堆體底部15、80 cm和145 cm）的6個(gè)不同位置，每日使用精密溫度計(jì)分別測其溫度并取外層（距離堆體外表面10 cm）及中心（距離堆體外表面30 cm）的不同層溫度的平均值，同時(shí)記錄上、中、下三層的環(huán)境溫度。含水率的測定采用恒重法，將混勻后的堆肥樣品在105℃下烘干至恒質(zhì)量，然后進(jìn)行計(jì)算，得出含水率數(shù)值。pH的測定是將堆肥樣品按1∶10（質(zhì)量濃度）比例加入去離子水，振蕩過濾后的濾液用數(shù)字pH儀測定。全碳和全氮分別采用重鉻酸鉀容量法和凱氏定氮法[13]測定，兩者的比值即為碳氮比（C/N）。水溶性銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的測定是將堆肥樣品以2 mol·L-1氯化鉀溶液浸提，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SAN++SYSTEM，荷蘭）測定其含量。種子發(fā)芽指數(shù)使用獨(dú)行菜（Lepidium sɑtivum L.）種子[14]測定。方法為將堆肥樣品按1∶7.5（質(zhì)量濃度）比例加入去離子水，取5 mL提取液滴入含有濾紙的培養(yǎng)皿中，并將20粒種子均勻分布在濾紙上，在25℃黑暗條件下培養(yǎng)48 h。根據(jù)計(jì)算公式：GI=處理平均發(fā)芽率×處理平均根長/（對(duì)照平均發(fā)芽率×對(duì)照平均根長）×100%，計(jì)算種子發(fā)芽指數(shù)。以上除溫度外的其他指標(biāo)，每個(gè)樣品均進(jìn)行三次重復(fù)測定。

1.4 真菌ITS基因測序

使 用 OMEGA 的 Soil DNA Isolation Kit（Omega Bio-Tek，Inc.，GA，USA）提取堆肥樣品總DNA，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA。然后進(jìn)行堆肥真菌總DNA-ITS序列的PCR檢測。ITS序列引物[15]為 ITS1F：5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′；ITS2R：5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′。擴(kuò)增條件為：95℃預(yù)變性3 min，接著進(jìn)行35個(gè)循環(huán)，包括95℃變性30 s，55℃退火30 s，72℃延伸45 s，循環(huán)結(jié)束后72℃最終延伸10 min。PCR產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測。高通量測序在上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司的Illumina Miseq PE300平臺(tái)進(jìn)行。原始數(shù)據(jù)提交至NCBI數(shù)據(jù)庫，登錄號(hào)為：SRP121517。

1.5 生物信息處理

利用Mothur（V.1.36.1）對(duì)原始DNA序列進(jìn)行過濾處理，去除嵌合體，得到優(yōu)化序列；按照97%相似性將優(yōu)化序列劃分可操作分類單元（OTU，Operational Taxonomic Units）；基于OTU進(jìn)行稀釋性曲線分析，并計(jì)算Chao1豐富度指數(shù)，覆蓋度（Coverage）和Shannon多樣性指數(shù)等。利用主成分分析（PCA）分析各樣間OTU相似性。對(duì)比Unite（Release 6.0 http：//unite.ut.ee/index.php）的真菌數(shù)據(jù)庫，采用RDP分類器（Version 2.2 https：//rdp.cme.msu.edu/）貝葉斯算法對(duì) 97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析，并在各個(gè)分類水平上統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品的群落組成；利用Spearman相關(guān)性矩陣研究堆肥樣品的理化及GI指標(biāo)與真菌群落的關(guān)系。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。用SPSS 22.0軟件的單因素方差分析（ANOVA）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（Tukey HSD法），差異顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 堆肥過程中理化及GI指標(biāo)的變化

堆肥過程中，微生物快速分解有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生CO2和水，并釋放出大量的熱，使堆肥物料的溫度上升。堆肥過程中溫度的變化可反映微生物活性的變化和有機(jī)質(zhì)的降解程度，并影響最終堆肥產(chǎn)品的成熟度和質(zhì)量[16]。圖2表示堆肥過程中溫度的變化，從圖中可以看出，外層和中心溫度在堆肥開始后均迅速升高，在第3 d分別達(dá)到55.8℃和59.8℃；然后溫度保持上升趨勢并都在第6 d達(dá)到最高溫度，分別為56.9℃和61.9℃。外層和中心的溫度從第3 d直到第12 d均保持在55℃以上，在第12 d后，溫度呈緩慢降低趨勢。堆肥過程中溫度的變化表明了三個(gè)階段：（1）升溫期（第0～2 d）；（2）高溫期（第3～12 d，＞55 ℃）；（3）降溫及腐熟期（第13～17 d）。根據(jù)國家糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 7959—1987）規(guī)定，堆肥過程的溫度必須達(dá)50～55℃，并持續(xù)5～7 d。本研究中，外層和中心溫度連續(xù)9 d保持在55℃以上，所以無論堆肥物料的外層還是中心部分，其溫度均符合標(biāo)準(zhǔn)。

堆肥過程中除溫度外的其他指標(biāo)如表2所示。隨著堆肥的進(jìn)程，pH保持下降的變化趨勢，與堆肥初始階段的8.77相比，堆肥結(jié)束后，pH顯著下降至8.32（P＜0.05），主要由于堆肥中的微生物的代謝作用造成有機(jī)酸的大量積累[17]。有報(bào)道稱，腐熟堆肥的pH范圍在7.0～8.5[18]。本實(shí)驗(yàn)最終堆肥產(chǎn)物的pH在此范圍內(nèi)，故其pH符合腐熟堆肥的標(biāo)準(zhǔn)；堆肥過程中含水率保持降低的趨勢，堆料水分由最初的72.0%顯著降低至51.0%（P＜0.05），但是一般腐熟的堆肥產(chǎn)品含水量為40%左右[19-20]。這是由于本研究使用新型靜態(tài)好氧堆肥，在堆肥過程中無需進(jìn)行翻堆，水分損失較少，因此最終堆肥產(chǎn)物含水率相對(duì)略高。

隨著堆肥的進(jìn)程，銨態(tài)氮含量變化呈現(xiàn)先升后降的趨勢。在第0～2 d，銨態(tài)氮含量從864.8 mg·kg-1顯著上升至932.2 mg·kg-1（P＜0.05），從第4 d開始，銨態(tài)氮含量呈顯著下降趨勢（P＜0.05），并在堆肥結(jié)束后達(dá)到最低，為311.3 mg·kg-1。這是由于在堆肥前期，微生物氨化作用及礦化作用加速了氮素的分解，所以銨態(tài)氮含量不斷上升。而堆肥后期由于硝化作用，部分銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，加之氨氣揮發(fā)和轉(zhuǎn)化導(dǎo)致銨態(tài)氮含量的下降[21]。堆肥過程中硝態(tài)氮含量呈上升的趨勢，由初始階段55.8 mg·kg-1的硝態(tài)氮含量顯著上升至堆肥結(jié)束后的95.5 mg·kg-1（P＜0.05）?？赡苁怯捎谶^高的溫度抑制了硝化微生物的活性[22-23]，使硝態(tài)氮生成和積累的速度緩慢。

碳氮比（C/N）是評(píng)價(jià)堆肥腐熟的重要指標(biāo)[21]，并且可以影響堆肥過程中微生物群落的組成[24]。本研究中初始C/N為35.0，堆肥結(jié)束時(shí)顯著降低至20.0（P＜0.05），依據(jù)Xiao等[25]提出的堆肥腐熟度C/N標(biāo)準(zhǔn)，此堆肥產(chǎn)物達(dá)到腐熟堆肥的碳氮比的標(biāo)準(zhǔn)。種子發(fā)芽指數(shù)（GI）是指示堆肥腐熟程度的直接指標(biāo)[21]。一般認(rèn)為，GI達(dá)到80.0%意味著植物毒性的喪失和堆肥的腐熟[21，26]。本實(shí)驗(yàn)中GI從37.63%顯著上升至97.70%（P＜0.05），表明最終堆肥產(chǎn)物已經(jīng)喪失植物毒性，并符合腐熟堆肥的GI標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 堆肥過程中溫度的變化Figure 2 Changes of temperature during composting process

表2 堆肥過程中理化及GI指標(biāo)的變化Table 2 Changes of physicochemical and GI indices during composting process

根據(jù)堆肥過程中溫度、pH、碳氮比（C/N）和種子發(fā)芽指數(shù)（GI）等指標(biāo)綜合推斷，本實(shí)驗(yàn)中采用的新型靜態(tài)堆肥技術(shù)處理牛糞+稻草秸稈，在堆肥17 d可以使牛糞堆肥達(dá)到腐熟。該技術(shù)采用中空網(wǎng)狀的圓柱體裝載堆肥物料，可以保證空氣從內(nèi)外兩個(gè)表面進(jìn)入堆體，在控制堆體厚度的前提下（60 cm），保證了堆體中氧氣的供應(yīng)。同時(shí)通過提高環(huán)境溫度，避免了堆體表面低溫層的出現(xiàn)。這樣，就保證了整個(gè)堆體處于高溫和好氧的狀態(tài)，可以加速堆肥的進(jìn)程。另外，每個(gè)堆體（空心圓柱體）的容積為3.62 m3，在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過增加堆體的數(shù)量來增加該技術(shù)的處理能力。因此，該技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中具有一定的使用價(jià)值。

2.2 靜態(tài)堆肥過程中真菌群落的豐富度及多樣性

表3為5個(gè)堆肥樣品中的優(yōu)化序列、OTU數(shù)量及覆蓋率。5個(gè)堆肥樣品的高通量測序共獲得191 499條高質(zhì)量序列。其中，C0、C2、C6、C12和C17樣品高質(zhì)量序列分別有 35 854、40 426、39 689、41 227條和34 303條。以97%相似度劃分，共得到301個(gè)OTUs。其中，C2樣品的OTU數(shù)量最高（216），其次為C0（168），C12（126）和C6（120），C17（44）最低。以上數(shù)據(jù)表明隨著堆肥的進(jìn)程，檢測到OTU的數(shù)量呈先增加后減少的趨勢。各樣品文庫的覆蓋率（Coverage）均超過99.9%，說明堆肥樣品中基因序列被檢出的概率很高，本次測序結(jié)果能夠代表堆肥中真菌群落的真實(shí)情況。

表3 堆肥樣品中真菌豐富度與多樣性Table 3 Fungal richness and diversity in composting samples

根據(jù)5個(gè)堆肥樣品中OTU的組成進(jìn)行樣本聚類分析（圖3），堆肥初始樣本（C0）與升溫期樣本（C2）之間的距離最近，表明兩者OTU組成相近；高溫期樣本（C6）與高溫期末期樣本（C12）的OTU組成也相近，差異性略大于C0與C2；C0、C2與C6、C12樣本間差異較大，但差異性遠(yuǎn)小于堆肥腐熟期樣本（C17）與其他四個(gè)樣本。結(jié)果表明堆肥初始樣本（C0）與升溫期樣本（C2）OTU水平相似，腐熟期樣本（C17）與其他樣本真菌菌群的相似性較低。

圖3 不同堆肥時(shí)期樣品中真菌群落組成的聚類圖Figure 3 Hierarchical clustering figure of fungal communities in different compost samples

2.3 靜態(tài)堆肥過程中真菌群落組成的動(dòng)態(tài)變化

本研究共獲得4門17綱43目72科118屬。在門分類水平上屬于4個(gè)類群（圖4A），主要包括：子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、接合菌門（Zygomycota）和未分類真菌界（Unclassified Fungi）。其中，子囊菌門在所有樣本中的相對(duì)豐度為6.25%～90.83%。從堆肥的初始階段（C0）至升溫期（C2），子囊菌門的相對(duì)豐度由6.25%增加至47.42%，成為最優(yōu)勢類群；在高溫期時(shí)（C6）達(dá)到最高（90.83%），并且隨著堆肥進(jìn)程的推進(jìn)，其相對(duì)豐度一直保持在75.00%以上。隨著堆肥進(jìn)程，子囊菌門逐漸成為最優(yōu)勢類群，其主要原因是子囊真菌能夠分泌多種纖維素、半纖維素降解酶，能高效地利用堆肥中的營養(yǎng)元素[27-28]。擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度變化與子囊菌門相反，其在堆肥初始階段（C0）相對(duì)豐度最高（83.13%），當(dāng)堆肥進(jìn)程達(dá)到高溫期（C6）時(shí)，下降至7.97%。從高溫期末期（C12）開始，其相對(duì)豐度有所上升并保持在22.00%左右。此結(jié)果表明，擔(dān)子菌門真菌受溫度影響較大，隨著堆體溫度升高，擔(dān)子菌門相對(duì)豐度下降。接合菌門僅在升溫期（C2）和高溫期末期（C12）被檢測到，其相對(duì)豐度分別為0.06%和0.04%。

圖4 堆肥樣品中真菌在門（A）及屬（B）分類水平上群落組成的動(dòng)態(tài)變化Figure 4 Dynamic changes of community composition of fungi during composting process at the level of phylum（A）and genus（B）

在屬分類水平上（圖4B），優(yōu)勢類群主要包括（至少在一個(gè)樣品中相對(duì)豐度＞1.0%）：嗜熱鏈球菌屬（Mycothermus）、未分類的子囊菌門（Unclassified Ascomycota）、節(jié)擔(dān)菌屬（Wɑllemiɑ）、毛孢子屬（Trichosporon）、鬼傘屬（Coprinus）、未分類的真菌（Unclassified Fungi）、擬鬼傘屬（Coprinopsis）、團(tuán)絲核屬（Myriococcum）、散孢霉屬（Scedosporium）、曲霉屬（Aspergillus）、Remersoniɑ（糞殼菌綱中地位未定的屬）、毀絲霉屬（Myceliophthorɑ）、未分類的角擔(dān)菌科（Unclassified Ceratobasidiaceae）、枝頂孢屬（Acremonium）和未分類的毛球殼科（Unclassified Lasiosphaeriaceae）。其中，嗜熱鏈球菌屬的相對(duì)豐度在堆肥進(jìn)程的前期隨溫度的升高而增加，在高溫期達(dá)到了83.15%，隨后其相對(duì)豐度逐漸降低，腐熟期時(shí)僅占2.39%。嗜熱鏈球菌屬是一種嗜熱真菌，能產(chǎn)生具有熱穩(wěn)定性的木質(zhì)纖維素酶[29]。它耐熱的特性使其在堆肥的高溫期占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢，并起著降解木質(zhì)纖維素的作用。節(jié)擔(dān)菌屬是一種廣泛存在于農(nóng)業(yè)環(huán)境中的半知菌，可能導(dǎo)致人類患病[30]。毛孢子屬也被認(rèn)為是人類致病真菌[3]。在堆肥的初始樣品（C0）中，節(jié)擔(dān)菌屬與毛孢子屬的相對(duì)豐度分別占57.41%和22.29%；升溫期（C2）時(shí)，節(jié)擔(dān)菌屬下降至16.08%，毛孢子屬幾乎沒有變化；當(dāng)堆肥進(jìn)程進(jìn)行到高溫期（C6），節(jié)擔(dān)菌屬和毛孢子屬僅分別含有0.17%、0.63%；在堆肥進(jìn)程結(jié)束時(shí)，這兩個(gè)屬幾乎檢測不到。鬼傘屬在堆肥的高溫期（C6）開始出現(xiàn)，相對(duì)豐度僅為0.62%，到高溫期末期（C12）急劇增加至12.39%，隨后在腐熟期（C17）達(dá)到19.50%。Klamer和B??th在馬糞與稻草堆肥的后期發(fā)現(xiàn)了鬼傘的子實(shí)體[31]。Novinscak等也報(bào)道稱在堆肥的中后期發(fā)現(xiàn)了鬼傘屬[5]。根據(jù)本研究結(jié)果與這些報(bào)道推測，堆肥后期物料的養(yǎng)分、pH和水分等理化參數(shù)適合鬼傘屬的生長。未分類的子囊菌門在腐熟期相對(duì)豐度較大，說明其在堆肥進(jìn)程的后期發(fā)揮著重要作用。未分類的真菌在堆肥進(jìn)程的各個(gè)時(shí)期均有分布，表明堆肥中的營養(yǎng)成分、含水率、pH等條件適宜其生長，并且其對(duì)于堆肥腐熟起到至關(guān)重要的作用。綜上所述，節(jié)擔(dān)菌屬和毛孢子屬在堆肥的初期占據(jù)優(yōu)勢，當(dāng)堆肥進(jìn)程到達(dá)高溫期時(shí)，嗜熱鏈球菌屬成為最優(yōu)勢類群，隨著溫度的降低，鬼傘屬和未分類的子囊菌門成為腐熟期優(yōu)勢類群。

2.4 堆肥過程中真菌群落組成與理化及GI指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系探討

15個(gè)優(yōu)勢屬（至少在一個(gè)樣品中相對(duì)豐度＞1.0%）與理化及GI指標(biāo)之間的Spearman相關(guān)性熱圖如圖5所示。結(jié)果表明節(jié)擔(dān)菌屬、未分類的真菌和毛孢子屬與含水率、全碳（TOC）、C/N和銨態(tài)氮之間呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），但與全氮（TN）、硝態(tài)氮和種子發(fā)芽指數(shù)（GI）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。鬼傘屬和未分類的子囊菌門與這3個(gè)屬相反，它們與全氮、硝態(tài)氮和種子發(fā)芽指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與含水率、全碳、C/N和銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)。節(jié)擔(dān)菌屬和毛孢子屬同屬于擔(dān)子菌門中的傘菌亞門，它們與理化指標(biāo)以及GI指標(biāo)之間的相關(guān)性一致。鬼傘屬屬于擔(dān)子菌門中的盤菌亞門，與各指標(biāo)的相關(guān)性卻與節(jié)擔(dān)菌屬和毛孢子屬相反。此結(jié)果表明相同門水平中的真菌對(duì)于各指標(biāo)的響應(yīng)可能相反。嗜熱鏈球菌屬與溫度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.001），這與本文中相對(duì)豐度部分研究結(jié)果一致。

圖5 堆肥中真菌群落組成與理化及GI指標(biāo)的相關(guān)性熱圖Figure 5 Correlation heatmap between community composition of fungi and physicochemical and GI indices in composting

研究表明，特殊類群的微生物可以作為堆肥腐熟度的生物標(biāo)記。Tortosa等[32]依據(jù)堆肥過程中細(xì)菌屬的相對(duì)豐度變化及其與理化參數(shù)之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)細(xì)菌屬可作為堆肥達(dá)到腐熟的生物標(biāo)記。但是，作為堆肥達(dá)到腐熟標(biāo)準(zhǔn)的真菌生物標(biāo)記卻鮮有報(bào)道。本研究中，鬼傘屬的相對(duì)豐度在堆肥過程結(jié)束時(shí)達(dá)到了19.50%，成為優(yōu)勢類群。其他學(xué)者研究表明，該屬也在堆肥的腐熟期出現(xiàn)頻率較高[5，31]。此外，根據(jù)Spearman相關(guān)系數(shù)得到，鬼傘屬與多數(shù)理化及GI指標(biāo)的相關(guān)性較大（R2＞0.80）。綜上，推測鬼傘屬可能作為堆肥達(dá)到腐熟期的真菌生物標(biāo)記。但是，仍需通過進(jìn)一步研究加以證實(shí)。

3 結(jié)論

（1）堆肥進(jìn)程結(jié)束后，物料性質(zhì)滿足腐熟堆肥的各項(xiàng)指標(biāo)。堆肥過程中理化及GI指標(biāo)表明，新型靜態(tài)堆肥技術(shù)下，堆肥達(dá)到腐熟的時(shí)間縮短至17 d左右。

（2）真菌群落結(jié)構(gòu)分析表明堆肥過程中真菌群落變化明顯，節(jié)擔(dān)菌屬和毛孢子屬在堆肥的初始期和升溫期占優(yōu)勢，嗜熱鏈球菌屬為堆肥高溫期的優(yōu)勢類群，鬼傘屬和未分類的子囊菌門在腐熟期時(shí)相對(duì)豐度較大。

（3）Spearman相關(guān)性分析表明，鬼傘屬與全氮、硝態(tài)氮和種子發(fā)芽指數(shù)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與含水率、全碳、碳氮比和銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），其與多數(shù)理化及GI指標(biāo)的相關(guān)性較大（R2＞0.80）。