猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化 -pg电子娱乐平台

猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化[j].农业环境科学学报,2023,42(6):1388-1396.在线阅读viewonline:https://doi.org/10.11654/jaes.2022-1277您可能感兴趣的其他文章articlesyoumay农业环境科学学报.2015,34(11):2198-2207https://doi.org/10.11654/jaes.2015.11.023黑水虻幼虫处理鸡粪后虫体营养及虫沙评价农业环境科学学报.2021,40(9):2006-2013https://doi.org/10.11654/jaes.2021-0320鸡粪-堆肥中重金属残留、抗生素耐药基因及细菌群落变化研究农业环境科学学报.2019,38(2):439-450https://doi.org/10.11654/jaes.2018-0716宁夏养鸡场粪污及周边土壤重金属和细菌群落特征研究农业环境科学学报.2020,39(8):1692-1705https://doi.org/10.11654/jaes.2020-0303水旱轮作条件下畜禽有机肥氮素矿化特征农业环境科学学报.2021,40(11):2513-2520https://doi.org/10.11654/jaes.2021-1032关注微信公众号，获得更多资讯信息agro⁃environmentscience2023，42（6）:1388-13962023年6月猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化[j].农业环境科学学报,2023,42（6）：1388-1396.maetal.changescarbon，nitrogen，andmicroorganismspigmanurechickenmanureafterconversionblacksoldierflylarvae[j].journalagro-environmentscience,2023,42（6）：1388-1396.猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化，王小波1，2天津农学院农学与资源环境学院，天津300384；2.天津农垦渤海农业集团有限公司，天津301800）changescarbon，nitrogen，andmicroorganismspigmanurechickenmanureafterconversionblacksoldierflylarvaemayewunanwangxiaoboliangjiaqixuxiaoyanenvironment,tianjinagriculturaluniversity,tianjin300384,china;tianjinnongkenbohaiagriculturalgroupco.ltd,tianjin301800,china）abstract：toexplorecarbon,nitrogen,microbialcommunitystructurepoultrymanurebeforeafterblacksoldierflylarvae（bsfl）transformation,7-day-oldbsflwereusedtransformpigmanurechickenmanure.relatedindicesilluminahigh-throughputsequencingdataweredeterminedbeforeaftertransformation.resultsshowedconversionratespigmanurechickenmanurebsflwere8.36.42%,respectively.organiccarboncarbon-nitrogenratio（c/n）increased47.64%,respectively,afterpigmanure,whereasorganiccarbon4.68%,afterchickenmanure.dissolvedorganiccarbon,totalnitrogen,nitrate收稿日期：2022-12-16录用日期：2023-03-06作者简介：马叶（1998—），女，江西宜春人，硕士研究生，从事农业废弃物资源化研究。e-mail：maye3342@163.com*通信作者：**燕e-mail：xuxy6699@163.com基金项目：国家重点研发计划项目（2018yfd0500205）；天津市科技计划项目（22zycgsn00690）projectsupported：thenationalkeyresearchdevelopmentprojectchina（2018yfd0500205）；tianjinsciencetechnologyplanningproject要：为研究畜禽粪便经黑水虻转化前后碳、氮和微生物群落结构的变化，利用7日龄黑水虻幼虫转化猪粪和鸡粪，进行转化前后碳、氮相关指标测定和illumina高通量测序。结果表明：黑水虻对猪粪和鸡粪的转化率分别为8.36%和10.42%，猪粪转化后有机碳和c/n分别升高了5.86%和47.64%，鸡粪转化后有机碳和c/n分别下降了11.67%和4.68%，两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量显著降低。黑水虻转化后，猪粪和鸡粪中分别有18.93%和10.49%的碳及31.42%和32.58%的氮被幼虫吸收利用，74.83%和57.43%的碳及43.71%和60.25%的氮保留在虫粪中。相比转化前的畜禽粪便，虫粪的微生物群落结构发生了显著变化，细菌丰富度和多样性均明显增加，其中厚壁菌门、变形菌门和放线菌门是猪粪、鸡粪和两组虫粪的优势菌门。黑水虻转化后，粪便中的细菌群落结构向着降解蛋白质和脂肪方向演变，鸡粪源虫粪中分解纤维素的菌群丰度高于新鲜鸡粪，且主要来自于厚壁菌门，猪粪源虫粪中分解纤维素的厚壁菌门丰度下降，但放线菌门中木质素降解菌丰度上升。picrust功能预测分析显示两组虫粪中abc转运蛋白、氨基酸生物合成和碳代谢功能基因丰度最高，且鸡粪源虫粪中的代谢基因丰度要高于猪粪源虫粪。研究表明，黑水虻幼虫对鸡粪的转化效率高于猪粪，转化后猪粪、鸡粪中碳、氮大部分转入虫粪，部分转入虫体，部分损失，其中鸡粪中的碳损失高于猪粪，而猪粪氮损失高于鸡粪。猪粪转化后有机碳和c/n提高，鸡粪转化后有机碳和c/n降低，而两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量都降低。黑水虻转化显著改变了猪粪和鸡粪的微生物群落结构，增加了有机物降解菌的丰度，增强了粪便中微生物的碳、氮代谢。关键词：黑水虻；猪粪；鸡粪；细菌群落；碳氮代谢中图分类号：x713文献标志码：a文章编号：1672-2043（2023）06-1388-09doi:10.11654/jaes.2022-1277 马叶，等：猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化 2023年6月 www.aes.org.cn 随着我国集约化养殖业的发展，随之产生了大量 的养殖废弃物 畜禽粪污，但其综合利用率不足60% 。未经处理的畜禽粪便不仅含有对人体和环境有害的重金属、抗生素和 病原菌等物质，还会排放大量恶臭气体，严重威胁周 围的空气、土壤和水体安全 [3-4] 。因此畜禽粪便的高 效资源化利用对我国畜禽养殖业的可持续发展具有 重要意义。 黑水虻是一种腐生性昆虫，具有繁殖速度快、转 化效率高、抗逆性强、食性广等特点，可取食畜禽粪 便、餐厨垃圾等有机废弃物 [5-6] ，并将其转化为虫体和 虫粪。黑水虻虫体含有蛋白质、脂肪和多种微量元 素，是一种良好的动物蛋白饲料 ，虫粪施用后能提高土壤养分含量，促进作物生长 。此外黑水虻转化后还能降低畜禽粪便中重金属活性、潜在病原菌丰度 和抗生素数量，并有效减少粪便臭味 [9-10] 。因此利用 黑水虻转化畜禽粪便具有较高的经济和环境价值。 微生物在黑水虻转化有机废弃物中起着至关重 要的作用，研究表明黑水虻肠道中的多功能核心菌群 有助于其对废弃物的消化吸收 [11] 。ao [12]利用黑水 虻转化猪粪和鸡粪，在水虻肠道中发现的rhizobiales、 bacteroidales 等菌群，可能与氮的固定、循环等相关， 而providencia 则可能与蛋白质、脂类的分解代谢紧密 相关。wu等 [10] 在转化猪粪的水虻肠道中发现一些核 dysgonomonas、enterococcus、morganella等，在有机物降解和肠道健康维护等方面起着重要作 用。此外，肠道和基质菌群之间的相互作用也使得黑 水虻肠道微生物群落结构向着更利于基质降解的新 生态位演化 [13] 。碳、氮是畜禽粪便中重要的营养元 素，也是黑水虻生长代谢所必需的物质。前人的研究 已经证实相较于传统堆肥，黑水虻在实现碳、氮回收 利用，减少温室气体排放方面具有较大的潜力 [14-15] 但对于黑水虻转化畜禽粪便后碳氮及微生物群落变化还鲜有报道。因此，本文研究了黑水虻转化猪粪和 鸡粪前后碳、氮变化规律、菌群结构及相关代谢功能 基因变化特征，以期为畜禽粪便的黑水虻高效转化提 供科学依据。 材料与方法1.1 试验材料 本试验使用的黑水虻来自天津农学院有机废弃 物资源化研究中心；猪粪取自天津市静海区某生猪养 殖场，鸡粪取自天津市宝坻区某蛋鸡养殖场。清粪工 艺均为干清粪，试验前将猪粪和鸡粪用小塑料袋分装 并放入-20 冰箱冷冻，使用前解冻并将猪粪和鸡粪 的含水率调至70%。 nitrogen, ammoniumnitrogen contents were significantly reduced bothtypes manure.after transformation, 18.93% pigmanure chickenmanure, respectively, were absorbed bsfl,while 74.83% nitrogenwere retained bsflfrass. compared freshpig