本发明涉及一种堆肥优势微生物限制因子的识别方法。
背景技术：
我国有机废弃物产量每年大约有40多亿吨，位居世界之首。目前，由于有机废弃物处理效率较低，其产生的环境污染问题已经严重制约了我国环境友好型、资源节约型社会建设进程。好氧堆肥法是有机废弃物资源化利用的主要方法之一，但目前在堆肥高效化、高质化等技术方面仍存在诸多迫切解决的技术问题。
堆肥过程是有机物在微生物的作用下进行分解及腐殖酸类物质形成的过程。由于有机废弃物中小分子物质(糖、氨基酸、脂类等)更容易被微生物利用，通常堆肥初期由于资源相对丰富，微生物种群数量在堆肥的中前期即达到峰值。堆肥高温后期由于物料中微生物可利用的碳源组成较为单一，主要为纤维素、木质素类物质，加之此时物料中其它营养物质大幅减少，堆肥中微生物种群多样性明显降低，有机物质分解速率趋于平缓。因此，高温后期物料营养浓度是制约微生物多样性的关键限制因子。综合以往研究报道，生物强化提高堆肥效率方面的研究，主要通过外源微生物及相关的接种工艺加以实现。但由于外源微生物与土著微生物存在竞争，同时要适应堆肥温度变化急剧、物质转化频繁等堆肥微环境因子，导致生物强化提升堆肥效率有限。
技术实现要素：
本发明提供了一种不同于接种外源微生物的生物强化思路，本发明方法可识别出堆肥过程中土著优势微生物功能菌株的营养关键限制因子，从而结合堆肥过程营养调控技术，可提高堆肥效率、分质资源化。
堆肥优势微生物低营养限制因子的识别方法按以下步骤进行：
一、采集有机废弃物在堆肥不同时期的样品，一部分堆肥样品低温保存；另一部分堆肥样品进行理化因子、营养物指标和微生物种群结构测定；
二、根据测定结果，选择堆肥过程中具有明显峰值或堆肥过程明显降低的营养物作为关键营养物；
三、选出有机废弃物堆肥过程中关键营养物含量处于最低阶段的低温保存堆肥样品，然后添加关键营养物至堆肥过程中的峰值浓度，再按所选堆肥样品取样时温度培养24～48小时，然后再次进行微生物种群结构测定；
四、将步骤三所选堆肥样品在步骤一和步骤三测定的微生物种群结构进行比较，添加关键营养物后新出现或恢复的优势微生物种群为靶向微生物，该关键营养物即为靶向微生物所在有机废弃物堆肥低营养限制因子。
本发明步骤二中优选与堆肥优势微生物显著相关营养作为关键营养物。
根据本发明识别方法能够确定有机废弃物堆肥过程(各个阶段)中与微生物生长、繁殖密切相关的营养物，并从中找到对应关系，确定低营养限制因子；进而为有机废弃物堆肥的后期研究和提高堆肥效率、分质资源化奠定基础。
本发明方法针对性强、准确，对有机废弃物堆肥具有指导性意义。同时本发明方法利用一次堆肥的样品进行培养，节省了再次重新堆肥进行胁迫因子筛选的时间和成本。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式堆肥优势微生物低营养限制因子的识别方法按以下步骤进行：
一、采集有机废弃物在堆肥不同时期的样品，一部分堆肥样品低温保存；另一部分堆肥样品进行理化因子、营养物指标和微生物种群结构测定；
二、根据测定结果，选择堆肥过程中具有明显峰值或堆肥过程明显降低的营养物作为关键营养物；
三、选出有机废弃物堆肥过程中关键营养物含量处于最低阶段的低温保存堆肥样品，然后添加关键营养物至堆肥过程中的峰值浓度，再按所选堆肥样品取样时温度培养24～48小时，然后再次进行微生物种群结构测定；
四、将步骤三所选堆肥样品在步骤一和步骤三测定的微生物种群结构进行比较，添加关键营养物后新出现或恢复的优势微生物种群为靶向微生物，该关键营养物即为靶向微生物所在有机废弃物堆肥低营养限制因子。
本实施方式所确定的关键营养物为堆肥过程中浓度曾发生明显变化的物质。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述营养物指标主要为全氮、氨氮、硝氮、有机氮、全磷、水溶性磷及Olsen-P。其它步骤及参数与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：步骤一中所述微生物种群结构测定主要是进行PCR-DGGE、PCR-SSCP和/或高通量测序。其它步骤及参数与实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同点是：步骤一中所述堆肥样品低温保存温度为-20℃。其它步骤及参数与实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一的不同点是：步骤一中所述低温保存堆肥样品的重量≥60g。其它步骤及参数与实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一的不同点是：根据步骤一理化因子中含水量的测定结果计算步骤三关键营养物的添加量。其它步骤及参数与实施方式一至五之一相同。
步骤三关键营养物的添加量＝m样品×(1-含水率)×(C最大值-C最小值)×M盐/M元素
其中，m样品为选取步骤一低温保存堆肥样品的质量(g)
C最大值为关键营养物(元素)在堆肥过程中的峰值浓度
C最小值为关键营养物(元素)在堆肥过程中的最低值浓度
M盐为添加关键营养物所选物质相对分子质量
M元素为添加关键营养物在M盐中相对分子质量
以氨氮为关键营养物为例，M盐为硫酸铵、相对分子质量132.14，M元素为NH4分子在硫酸铵中的相对分子质量36。