一种表征牛粪高温堆肥过程中细菌类群数量变化的方法

摘要

一种表征牛粪高温堆肥过程中细菌类群数量变化的方法，以新鲜牛粪和植物秸秆为主要原料进行高温堆肥，采集不同堆肥时间段的样品，制备得到堆肥水萃液，测定堆肥水萃液的水溶性有机碳(DOC)，并稀释到DOC＜10mg／L，采集稀释后水萃液的三维荧光光谱EEM图谱，在Matlab7.0软件上对采集到的三维荧光光谱数据进行去除瑞利和拉曼散射，确定激发／发射波长为(250-280nm)／(350-380nm)组分的相对含量P_IV，n，绘制堆肥过程P_IV，n变化曲线，即可用于表征牛粪高温堆肥过程中细菌类群数量变化。本发明可以快速、廉价地监测牛粪高温堆肥过程中细菌种类的演替，而且成本低廉，操作安全。

主权项

一种表征牛粪高温堆肥过程中细菌类群数量变化的方法，其特征是，包括以下步骤：(1)原料预处理：以新鲜牛粪和稻草秸秆为主要原料，按一定的比例混合，使初始堆肥物料的主要理化性质满足C／N：25‑35；含水率：55％‑60％；有机质：20％‑80％；pH：5.0‑8.0；(2)堆肥：用铲车进行初次翻堆后，用翻抛机进行二次翻堆混匀物料，建成大小为宽×高＝2.5m×1.5m，长度不限的条剁堆体，使用翻抛机前两周每天翻堆一次，以后每五天翻堆一次；(3)采集堆肥样品：按长度将堆体平均分成三段，前段、中段和后段；在每段中分别选择一个剖面，每个剖面按高度分成三个部分：表面5‑10cm；中间50‑60cm；底部100‑120cm，每个高度采集等量的堆肥样品，然后将三个剖面所采集的九个样品混匀，采用四分法取样品三次，以保证样品的代表性，保存于4℃冰箱；(4)提取堆肥水萃液：堆肥结束后，称取不同时间段的堆肥样品1g与10mL去离子水在摇床上100rpm振荡24h得到堆肥水萃液，0.45μm滤膜过滤去除悬浮物，然后利用总有机碳分析仪测定堆肥水萃液的可溶性有机碳DOC并稀释到0＜DOC＜10mg／L；(5)测定三维荧光光谱：稀释后的堆肥水萃液进入三维荧光光谱仪的比色皿，设定的激发波长波长范围为200‑500nm，发射波长范围为250‑600nm，狭缝宽度为5nm，扫描速度为1200nm／min，运行模式为Scan模式，每隔2nm取一个点，每个样品扫描后获得三维荧光光谱图及其对应的三维荧光光谱数据(176行×31列)。所得三维荧光光谱图中激发波长200‑220nm的数据因仪器噪音而删去，删去数据后的位置在数据表中显示为缺值，每个样品的三维荧光光谱数据在Excel中的排列格式如下：(6)三维荧光数据的区域分析：采集稀释后水萃液的三维荧光光谱EEM图谱，Matlab7.0软件上对采集到的三维荧光光谱数据进行去除瑞利和拉曼散射：首先对样品扫描后获得的三维荧光光谱数据初一各自样品稀释后获得的DOC含量，用以减少不同样品有机物浓度的差异对样品的影响；然后，在MatlAB7.0软件上用DOMFlour工具包去除瑞利和拉曼散射，通过依次键入如下命令实现：输出数据即是去除了瑞利和拉曼散射的三维荧光数据；(7)绘制堆肥过程中P门n变化曲线：使用Chen et al.(2003)(Fluorescence Excitation‑Emission Matrix Regional Integration to Quantify Spectra for Dissolved Organic Matter)介绍的区域划分法计算不同种类物质的相对含量P_i，n；绘制堆肥过程中P_IV，n变化曲线，即可用于表征牛粪高温堆肥过程中细菌种类数量的演替。