1、刘欣，肖荣凤，陈燕萍，等.农业废弃物戈尔膜发酵过程可培养真菌种群的生态学特性J.福建农业学报，2022，37（11）：14831492.LIUX,XIAORF,CHENYP,etal.EcologyofCulturableFungalCommunityinaGORECoverMembraneSystemforCompostingAgriculturalWasteJ.Fujian Journal of Agricultural Sciences，2022，37（11）：14831492.农业废弃物戈尔膜发酵过程可培养真菌种群的生态学特性刘欣1，肖荣凤1，陈燕萍1，陈峥1，郑雪芳1，张海峰1，夏江
2、平2，王阶平1*，刘波1*（1.福建省农业科学院农业生物资源研究所，福建福州350003；2.厦门市江平生物基质技术股份有限公司，福建厦门361006）摘要：【目的】评估农业废弃物戈尔膜发酵过程中的真菌种群随时间和空间的变化规律，为农业废弃物的资源化利用和戈尔膜发酵效果评价提供理论依据。【方法】以农业废弃物戈尔膜发酵槽物料为研究对象，监测发酵过程物料的温度变化，并通过时间和空间格局采样，分离鉴定物料中的真菌种类及数量，分析发酵过程中的真菌种群数量分布、空间分布型指数、多样性指数和生态位特征等参数。【结果】发酵物料的温度监测表明，第 216 天的平均温度为 55.2774.64，定义为高温期；第
3、 1727 天的平均温度为 41.2650.64，定义为低温期。从 72 份物料样本 中 共 分 离 鉴 定 出 5 种 真 菌，分 别 为 沃 尔 夫 被 孢 霉（Mortierella walfii）、青 霉 菌（Peniculliumsp.）、烟 曲 霉（Aspergillus fumigatus）、棘曲霉（A.spinosus）和土曲霉（A.terreus）。从空间分布上看，烟曲霉在物料浅层和深层的种群数量均较多，分别为 1.13105CFUg1和 1.47105CFUg1；而棘曲霉在物料浅层和深层的种群数量均最少，分别为 4.90103CFUg1和 1.56103CFUg1，说明烟曲
4、霉适宜在该物料中生长，而棘曲霉则不适宜。从发酵时 间 看，发 酵 前 期 （312 d）的 总 菌 量 在 4.10104 1.30105 CFUg1，发 酵 后 期（1727 d）的 总 菌 量 在9.351032.63104CFUg1。发酵过程中真菌种群呈现明显的差异性，且空间分布型为聚集分布，烟曲霉在物料中生存适应性最强，但竞争能力较弱或不存在竞争。【结论】农业废弃物戈尔膜发酵过程中的可培养真菌的数量在不同时间和空间上均存在明显的差异，其空间分布型为聚集分布。关键词：戈尔膜发酵；真菌；空间分布特性；多样性指数；生态位特征中图分类号：X705文献标志码：A文章编号：1008-0384（20
5、22）11148310Ecology of Culturable Fungal Community in a GORE Cover Membrane System forComposting Agricultural WasteLIUXin1,XIAORongfeng1,CHENYanping1,CHENZheng1,ZHENGXuefang1,ZHANGHaifeng1,XIAJiangping2,WANGJieping1*,LIUBo1*（1.Agricultural Bio-Resources Research Institute,Fujian Academy of Agricultur
6、al Sciences,Fuzhou,Fujian350003,China;2.Xiamen Jiang Ping Biological Matrix Technology Limited by Share Ltd.,Xiamen,Fujian361006,China）Abstract:【Objective】TemporalandspatialcharacteristicsoftheculturablefungalcommunityinaGOREcovermembranesystem(GCMS)forcompostingagriculturalwastewereanalyzedtoevalua
7、teandenhancetheutilizationofthetreatmentsystem.【Methods】InaGCMStankfermentationonagriculturewastematerial,temperaturewascontinuouslymonitored,andvariedtemporalandspatialsamplescollectedformicrobialdetermination.Culturablefungiinthesystemwereisolated,identified,andcountedforanalyzingandcalculatingspa
8、tialdistributionpatternindex,diversityindex,andecologicalniche收稿日期：20220321初稿；20220424修改稿作者简介：刘欣（1988），女，硕士，研究方向：农业微生物及其应用（E-mail：）*通信作者：王阶平（1973），男，博士，研究员，研究方向：微生物学（E-mail：）；刘波（1957），男，博士，研究员，研究方向：微生物生物技术与农业生物药物（E-mail：）基金项目：福建省科技计划公益类专项（2020R1034007）；福建省高质量发展超越“5511”协同创新工程项目（XTCXGC2021019）福建农业学报20
9、22，37（11）：14831492http:/Fujian Journal of Agricultural Sciencesdoi:10.19303/j.issn.1008-0384.2022.011.015characteristics.【Results】Theaveragetemperatureofthecompostingmaterialinthetankwas55.27-74.64fromthe2ndtothe16thday,whichwasdefinedasthehightemperatureperiod.Inthelowtemperatureperiodfromthe17thto
10、the27thday,theaveragetemperaturewas41.26-50.64.From72specimens,5speciesoffungi,i.e.,Mortierella walfii,Peniculliumsp.,Aspergillus fumigatus,Aspergillus spinosus,andAspergillus terreus,wereisolatedandidentified.Spatially,thepopulationofA.fumigatuswasthelargestinbothshallowanddeeplayersofthewastemater
11、ialwiththecountsof1.13105CFUg1and1.47105CFUg1,respectively.WhereasA.aculeatuswastheleastinthesameareaswiththecountsof4.90103CFUg1and 1.56103 CFUg1,respectively.It indicated differentiated growth adaptabilities of the two fungal populations.Temporally,thetotalfungalcountswerebetween4.10104CFUg1and1.3
12、0105CFUg1inthepre-fermentationperiodfromthe3rdtothe12thday,andbetween9.35103CFUg1and2.63104CFUg1inthepost-fermentationperiodfromthe17thtothe27thday.Itappearedthatthefungalcommunityinthecompostchangedsignificantlyduringthefermentationprocesswithalargelyaggregatedspatialdistribution.A.fumigatusdisplay
13、edthestrongestgrowthadaptabilityunderGCMS,eventhoughitcouldbeweakincompetingwithothers,orsimplybecauseofalackofcompetitivecounterpartswithinthesystem.【Conclusion】ThecountofculturablefungiinGCMSdifferedsignificantlyindifferentperiodsandlocations.Thespatialdistributionofthefungalpopulationsfollowedana
14、ggregatedpattern.Key words:GOREcovermembranesystem；fungi；spatialdistribution；diversityindex；nichecharacteristics0引言【研究意义】农业废弃物（包括养殖粪污、城市污泥、餐厨垃圾等）处理过程通常采用 3 种方法：（1）堆肥，配比好物料的碳氮比，做成堆垛进行好氧发酵1；（2）异位发酵床发酵，以垫料为基底，实行粪污连续流加，翻抛机翻耕，进行好氧发酵2。（3）膜发酵，配比好物料的碳氮比，用半通透膜覆盖，加以人工供气，进行好氧发酵3。膜发酵（GOREcovermembrane，semiperme
15、ablefilm，semi-permeablecoversystem，encapsulatedliftingsystem）技术通过半通透膜覆盖改善堆肥条件，使温度在 3d 内迅速升高至 76，并保持堆肥在 42 以上嗜热温度范围内稳定发酵24d，通过高温杀死致病性微生物达到消毒要求。与传统堆肥相比，膜发酵过程只需30d 即可完成，而传统堆肥所需的时间为 90270d34。农业废弃物发酵过程中，除了理化性质、酶活性和气味等指标会出现较明显变化外，发酵物料中微生物群落和活性也会产生较大的差异56。因此，了解农业废弃物戈尔膜发酵过程中的真菌微生物的种群随时间和空间的变化规律，可为农业废弃物的资源化利
16、用和戈尔膜发酵效果评价提供理论依据。【前人研究进展】关于堆肥发酵过程的微生物群落变化的研究，Asano 等7分析酸化堆肥系统处理垃圾和牛粪等废弃物中微生物群落的结构变化；Zainudin等8利用细菌群落变化监测油棕空果串与棕榈油厂废水厌氧污泥混合堆肥过程；Robledo-Mahn9等报道了半渗透覆盖系统对污泥堆肥过程中细菌多样性的影响；Sudharsan 等10研究农业废弃物反应器内堆肥过程细菌群落结构变化；刘波等11研究糖厂滤泥堆肥发酵生产生物有机肥过程中芽孢杆菌种群变化动态；Robledo-Mahn 等12评价了半透膜污泥堆肥的微生物活性与水体理化指标之间的关系；Robledo-Mahn等13报道半透膜污泥堆肥中嗜热细菌和真菌群落结构变化。真菌在堆肥发酵过程可参与分解物料的有机质、促进腐殖质形成及养分循环等。真菌对环境因素、养分含量和时空变化等非生物因素的变化十分敏感1416。真菌的种群结构变化是评价其所在生态系统健康稳定的重要指标之一17。【本研究切入点】关于农业废弃物戈尔膜发酵过程真菌种群结构变化的研究有待深入进行。【拟解决的关键问题】以农业废弃物戈尔膜发酵槽物料为研究对象，通
