陳 競(jìng),代金平,楊新平,古麗·艾合買(mǎi)提，買(mǎi)爾哈巴，馮 蕾

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊　830091)

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新疆北疆地區(qū)戶(hù)用沼氣微生物群落多樣性分析

陳 競(jìng),代金平,楊新平,古麗·艾合買(mǎi)提，買(mǎi)爾哈巴，馮 蕾

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊830091)

摘要：【目的】從碳代謝的角度比較不同地區(qū)沼氣池微生物群落功能多樣性?！痉椒ā恳员苯畱?hù)用沼氣為研究對(duì)象，采用Biolog微平板技術(shù)，以DPS數(shù)據(jù)處理軟件解析來(lái)自北疆四個(gè)不同地區(qū)沼液微生物群落碳代謝多樣性?！窘Y(jié)果】從平均顏色變化率(AWCD)看出，各組樣品間微生物活性差異顯著。多樣性分析顯示，水西溝組的Shannon指數(shù)較高。主成分分析顯示，各組沼液微生物群落碳源利用特征存在明顯差異，其中在PC1和PC2上起主要分異作用的碳源也各不相同。【結(jié)論】各組沼液微生物群落有很高的豐富度，并且存在明顯差異，但地域性差別不明顯。

關(guān)鍵詞:沼液；微生物多樣性；Biolog 生態(tài)板；碳代謝

0前 言

【研究意義】隨著新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)開(kāi)始興起，與此同時(shí)畜禽糞便及屠宰下水的環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出，沼氣工程是養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物污染治理的最主要解決辦法[1-2]。通過(guò)發(fā)展沼氣工程，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)不但可以解決污染，還能獲得有機(jī)肥和清潔能源，可謂一舉三得。要想使得沼氣裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行，除了現(xiàn)代智能化的沼氣裝置，高活性的沼氣微生物種群，也是沼氣池穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵[3]。新疆地區(qū)冬季寒冷漫長(zhǎng)，沼氣池存在產(chǎn)氣率低、使用率低、原料分解率低、沼氣使用綜合效益差等問(wèn)題，尤其是北疆氣溫偏低，全年≥10℃的天數(shù)為38～144 d，絕大部分為次沼氣適宜區(qū)和不適宜區(qū)[4]，因此了解北疆地區(qū)沼液微生物多樣性，為開(kāi)展北疆地區(qū)沼氣產(chǎn)氣的優(yōu)化工作奠定基礎(chǔ)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】徐慶賢等[5]研究表明，沼氣池中微生物種類(lèi)豐富，并且擁有優(yōu)勢(shì)種群，主要有：穩(wěn)桿菌屬、熱單細(xì)胞屬、杜檊氏菌屬、戈登氏菌屬、芽孢桿菌屬、擬桿菌門(mén)、類(lèi)群和厭氧細(xì)菌門(mén)。各細(xì)菌種類(lèi)不同發(fā)酵層、不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)微生物多樣性存在影響。無(wú)論是傳統(tǒng)的分離純培養(yǎng)技術(shù)，還是PCR-DGG技術(shù)的應(yīng)用都有其局限性[6-8]。針對(duì)沼液兼性厭氧微生物群落多樣性研究分析技術(shù)的相關(guān)報(bào)道很少?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】嘗試用Biolog微平板技術(shù)，從微生物群落碳代謝功能多樣性的角度，分析北疆地區(qū)沼液兼性厭氧微生物群落多樣性?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以北疆四個(gè)不同地區(qū)沼液樣品為材料，通過(guò)Biolog微平板培養(yǎng)和讀數(shù)，對(duì)不同地區(qū)沼氣池微生物群落多樣性進(jìn)行分析，為實(shí)現(xiàn)沼氣發(fā)酵的進(jìn)一步優(yōu)化和可控運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 采集地基本情況

四組沼液樣品分別于2013年10月底采自塔城額敏、吐魯番、伊犁特克斯、水西溝。這些戶(hù)用沼氣池均屬?lài)?guó)家惠民工程，額敏建在牧民安置小區(qū)，吐魯番和特克斯建在農(nóng)戶(hù)庭院內(nèi)沼氣示范工程，水西溝則建在溫室大棚內(nèi)。列出采樣點(diǎn)基本信息。表1

表1 戶(hù)用沼氣基本情況
Table 1Household biogas basic situation

地區(qū)Region農(nóng)戶(hù)Farmers規(guī)模Size(m3)室內(nèi)/外Indoor/outdoor底物Substrate產(chǎn)氣情況Biogasstatus維護(hù)情況Maintenance額敏e115室外牛糞夏季正常無(wú)Emine215室外牛糞低無(wú)e315室外牛糞夏季正常無(wú)e415室外牛糞良好有吐魯番Tu110室外牛豬糞夏季正常有TurpanTu210室外牛豬糞停氣無(wú)Tu310室外牛豬糞夏季正常有Tu410室外牛豬糞停氣無(wú)Tu58室外牛豬糞夏季正常無(wú)特克斯TE115室內(nèi)牛羊糞夏季正常有TekesTE210室內(nèi)牛羊糞夏季正常無(wú)TE315室內(nèi)牛羊糞低有TE415室外牛羊糞夏季正常無(wú)TE515室外牛羊糞低無(wú)TE615室外牛羊糞低無(wú)水西溝s110室內(nèi)牛羊糞正常有Shuixigous210室內(nèi)牛羊糞低無(wú)s310室內(nèi)牛羊糞正常無(wú)

1.1.2 樣品采集

從戶(hù)用沼氣池出料口經(jīng)攪拌均勻后于浮渣下層取沼液裝瓶，帶回實(shí)驗(yàn)室4℃保存。用于Biolog 微生物群落功能多樣性分析。

1.1.3主要試劑和儀器

Biolog-ECO板(美國(guó))，Biolog 微生物鑒定系統(tǒng)(美國(guó))。

1.2方 法

1.2.1沼液微生物群落碳源代謝活性測(cè)定

參考Biolog -Eco 微平板法進(jìn)行[9]。前三組沼液經(jīng)充分混勻后，用滅菌的生理鹽水(0.89%)稀釋2 000倍，水西溝組稀釋500倍。分別吸取150 μL 菌懸液接種于生態(tài)板的每一個(gè)小孔，將接種好Biolog-ECO板放至的25℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，并每隔24 h于在Biolog 讀數(shù)儀上測(cè)量590 nm 波長(zhǎng)下讀取吸光值，連續(xù)培養(yǎng)7 d。

1.2.2數(shù)據(jù)處理方法

微生物群落代謝活性強(qiáng)度采用平均顏色變化率(AWCD)來(lái)描述[10]:

AWCD= ∑(Ci-Ro)590/ 31

式中，Ci為每個(gè)有培養(yǎng)基孔的吸光值，Ro為對(duì)照孔的吸光值，31 為培養(yǎng)基孔數(shù)。

采用Simpson(D)、Shannon-Wiener(H’) 和McIntosh(U) 三個(gè)指數(shù)來(lái)表征土壤微生物群落功能多樣性。其計(jì)算公式如下:

Simpson(D) 指數(shù)D= 1-∑pi2

Shannon-Wiener(H’)指數(shù)

式中，s為物種總數(shù)，pi為第i種物種個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體數(shù)的比例。

Ni為抽樣中第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)量。

采用Microsoft Excel 2003，DPS 9.50 版軟件進(jìn)行平均吸光值(AWCD) 、多樣性指數(shù)、主成分( PCA) 分析。

2結(jié)果與分析

2.1沼液微生物群落代謝平均顏色變化率

沼液微生物群落單一碳源代謝活性可由平均顏色變化率來(lái)直觀(guān)的反應(yīng)，微生物群落代謝功能的變化與微生物群落結(jié)構(gòu)相關(guān)[11]。平均顏色變化率( AWCD)是判斷土壤微生物群落利用碳源能力的重要指標(biāo)之一，代表土壤微生物的代謝活性[12]。4組沼液樣品接種培養(yǎng)后每隔24 h 測(cè)定吸光值，消除原始菌濃影響后計(jì)算平均吸光值，連續(xù)7 d后，得到平均吸光值動(dòng)態(tài)變化圖 ?？梢钥闯?，由于樣品稀釋濃度較大，多數(shù)樣品在48 h后，碳源利用強(qiáng)度才開(kāi)始上升。第1、2、3組樣品在培養(yǎng)7 d后，吸光值呈現(xiàn)較大差異，而第4組則趨于相似。曲線(xiàn)快速上升的時(shí)間基本都保持在48 h，之后增速放緩，只有第1組7 d后仍保持上揚(yáng)勢(shì)頭，說(shuō)明第1組樣品微生物群落活性較高。圖1～4

圖1 額敏沼液AWCD值
Fig. 1AWCD of Emin biogas slurry

圖2吐魯番沼液AWCD值
Fig. 2AWCD of Turpan biogas slurry

圖3特克斯沼液AWCD值
Fig. 3AWCD of Tekes biogas slurry

2.2沼液微生物群落代謝多樣性指數(shù)

依據(jù)這4 組樣品的碳源利用情況，綜合考慮其變化趨勢(shì)，選取光密度增加較快的第二個(gè)拐點(diǎn)96 h 的AWCD 值進(jìn)行沼液微生物群落代謝多樣性的分析。

圖4水西溝沼液AWCD值
Fig. 4AWCD of Shuixigou biogas slurry

土壤微生物群落功能多樣性以Simpson、Shannon-Wiener和McIntosh 三種指數(shù)來(lái)表征[12]。其中Simpson 指數(shù)(D)用于評(píng)估某些最常見(jiàn)種的優(yōu)勢(shì)度；Shannon-Wiener 指數(shù)(H’)用于評(píng)估物種的豐富度；McIntosh 指數(shù)(U)用于評(píng)估群落物種均勻度。結(jié)果表明，水西溝組微生物群落多樣性在這4組中相對(duì)較高，其中吐魯番2豐富度指數(shù)最高為4.057 6，其他三組中豐富度較高的有額敏4指數(shù)為3.993 9，特克斯2指數(shù)為3.987 8，特克斯6指數(shù)為4.050 6。表2

2.3沼液微生物群落代謝功能主成分分析

根據(jù)樣品平均顏色變化率曲線(xiàn)，前三組選擇培養(yǎng)96 h光密度值來(lái)進(jìn)行主成分分析，水西溝組選擇培養(yǎng)48 h光密度值來(lái)進(jìn)行主成分分析及相關(guān)性分析。通常取當(dāng)特征值累積貢獻(xiàn)率達(dá)80%的主成分個(gè)數(shù)，以簡(jiǎn)化原本復(fù)雜的多維樣本，為保留原始數(shù)據(jù)中的特征信息，選取方差貢獻(xiàn)率最高的前兩個(gè)主成分PC1和PC2進(jìn)行主成分分析。

額敏組分析結(jié)果為，前3個(gè)特征值累積方差貢獻(xiàn)率為100%，特征值分別為14.4、12.6和3.94，方差貢獻(xiàn)率依次為46.6%、40.6%和12.8%。提取累積方差貢獻(xiàn)率為87.2%的前兩個(gè)主成分PC1和PC2，進(jìn)行沼液微生物碳源利用主成分分析。結(jié)果表明，額敏4在PC1上與其他3個(gè)樣有較大差異，說(shuō)明日常勤于維護(hù)的與疏于管理的沼液微生物在碳源利用上存在一定的差異?？赡芘c新鮮原料的不斷補(bǔ)給有關(guān)。圖5

表2 沼液微生物多樣性指數(shù)
Table 2Diversity indices of Biogas slurry microbial

沼液樣品Sample平均吸光度AWCD優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Simpson(D)豐富度指數(shù)Shannon-Wiener(H’)均勻性指數(shù)McIntosh(U)e10.19061.05123.48141.0944e20.44090.97293.76640.941e30.04890.97293.76640.941e40.47340.98633.99390.9684tu10.05171.00413.74591.0087tu20.32910.99854.05760.9965tu30.43710.97543.85980.945tu40.46690.99583.40160.9921tu50.24430.99583.40160.9921TE10.17951.0153.28161.0257TE20.48790.98373.98780.9623TE30.24450.99183.42770.9847TE40.05240.99183.42770.9847TE50.28230.99863.40690.9972TE60.41420.99954.05060.9989s10.42931.01744.37711.0431s20.6811.00894.77071.0262s30.81581.00054.75961.0015

吐魯番組分析結(jié)果為，前4個(gè)特征值累積方差貢獻(xiàn)率為100%，特征值分別為11、8.9、7.1和3.8，方差貢獻(xiàn)率依次為35.5%、28.7%、23.1%和12.7%。提取累積方差貢獻(xiàn)率為64.3%的前兩個(gè)主成分PC1和PC2，進(jìn)行沼液微生物碳源利用主成分分析?？梢钥闯?，吐魯番2和吐魯番4兩點(diǎn)非常接近，說(shuō)明這兩個(gè)樣微生物碳源利用水平相似，結(jié)合戶(hù)用沼氣基本信息表判斷，這連個(gè)沼氣池停止產(chǎn)氣的原因是相似的，微生物碳源利用水平也基本相同。圖6

特克斯組分析結(jié)果為，前5個(gè)特征值累積方差貢獻(xiàn)率為100%，特征值分別為11.6、8.1、5.6、4.4和1.3，方差貢獻(xiàn)率依次為37.6%、26.1%、18%、14%和4.3%。提取累積方差貢獻(xiàn)率為63.7%的前兩個(gè)主成分PC1和PC2，進(jìn)行沼液微生物碳源利用主成分分析?？梢钥闯?，從PC1和PC2的累積貢獻(xiàn)率只有63.7%，只能代表總信息權(quán)重的一半多一點(diǎn)，因此圖7所顯示的信息的參考價(jià)值相對(duì)更低一些。圖7

水西溝組分析結(jié)果為，前3個(gè)特征值累積方差貢獻(xiàn)率為100%，特征值分別為17.6、8.9和4.4，方差貢獻(xiàn)率依次為56.9%、28.7%和14.4%。提取累積方差貢獻(xiàn)率為85.6%的前兩個(gè)主成分PC1和PC2，進(jìn)行沼液微生物碳源利用主成分分析。可見(jiàn)，水西溝1、2,、3號(hào)樣在PC1上均有較大差異，在PC2上水西溝2和3相似，總體評(píng)判，在碳代謝功能菌群結(jié)構(gòu)方面，2、3號(hào)樣相似而有別于1號(hào)樣。推測(cè)與維護(hù)管理情況相關(guān)。圖8

圖5額敏沼液微生物碳源利用主成分分析
Fig. 5 Principal component analysis onsubstrate utilization potential of microbialcommunity of Emin

圖6吐魯番沼液微生物碳源利用主成分分析

Fig. 6Principal component analysis on substrate utilization potential of microbial

community of Turpan

圖7特克斯沼液微生物碳源利用主成分分析
Fig. 7 Principal component analysis onsubstrate utilization potential of microbialcommunity of Tekes

圖8水西溝沼液微生物碳源利用主成分分析
Fig. 8 Principal component analysis on substrate utilization potential of microbialcommunity of Shuixigou

對(duì) PC1，PC2的得分系數(shù)與單一碳源的 AWCD 進(jìn)行相關(guān)性分析，得出 31 種碳源在兩個(gè)主成分上的載荷值。主成分分析中的載荷因子可反映不同土壤碳代謝的差異,絕對(duì)值越大表明該基質(zhì)的影響越大，由表3可知：表3

額敏組：在PC1 上具有較高載荷值的碳源共有9種(︱r︱﹥0.900)，包括 D-木糖、D-半乳糖醛酸、衣康酸、2-羥苯甲酸、α-D-乳糖、D-纖維二糖、葡萄糖-1-磷酸鹽、苯乙基胺、腐胺。在PC2 上具有較高載荷值的碳源有6種(︱r︱﹥0.900)， 包括 D-甘露醇、L-絲氨酸、N-乙?；?D-葡萄胺、D-葡萄胺酸、D-蘋(píng)果酸、D,L-α-甘油。

吐魯番組：在PC1 上具有較高載荷值的碳源有3種(︱r︱﹥0.900)， 包括 D-半乳糖內(nèi)酯、甘氨酰-L-谷氨酸、α-丁酮酸。在PC2 上有較高載荷值的碳源有2種(︱r︱﹥0.900)，包括 β-甲基D-葡萄糖苷、衣康酸。

特克斯組：在PC1 上具有較高載荷值的碳源有4種(︱r︱﹥0.900) ，包括 D-半乳糖內(nèi)酯、L-苯基丙氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺、腐胺。在PC2 上有較高載荷值的碳源有1種(︱r︱﹥0.900) ，α-丁酮酸。

水西溝組：在PC1 上具有較高載荷值的碳源有17種(︱r︱﹥0.900) 包括 β-甲基D-葡萄糖苷、L-精氨酸、D-木糖、4-羥基苯甲酸、D-半乳糖醛酸、吐溫40、α-環(huán)式糊精、I-赤藻糖醇、2-羥苯甲酸、D-甘露醇、L-絲氨酸、肝糖、D-葡萄胺酸、衣康酸、D-纖維二糖、苯乙基胺、α-D-乳糖。在PC2 上有3種較高載荷值的碳源(︱r︱﹥0.900)包括D-半乳糖內(nèi)酯、甘氨酰-L-谷氨酸、D,L-α-甘油。

從每一組對(duì)PC1和PC2貢獻(xiàn)率較大的碳源組成上，沒(méi)有明顯的規(guī)律性，由此說(shuō)明每個(gè)沼氣池的微生物群落結(jié)構(gòu)差異較大，進(jìn)而呈現(xiàn)出對(duì)碳源利用的多態(tài)性。

將以上四組合并做整體主成分分析，并以產(chǎn)氣情況劃分為產(chǎn)氣正常組和產(chǎn)氣較低組做碳源載荷值分析，分析結(jié)果顯示，各組樣品分散分布無(wú)明顯規(guī)律，在產(chǎn)氣正常組PC1上載荷值最高的碳源是D-甘露醇，其次是甘氨酰-L-谷氨酸，再次是 4-羥基苯甲酸。產(chǎn)氣較低組PC1上載荷值最高的碳源是α-D-乳糖，其次是D-木糖，再次是L-蘇氨酸。

3討 論

在正常產(chǎn)氣的沼液中，存在著種群繁多的微生物，目前針對(duì)沼液微生物生態(tài)的分析手段主要有：免培養(yǎng)的分子生物學(xué)方法和可培養(yǎng)的純培養(yǎng)方法，都有其自身的優(yōu)勢(shì)和局限性，都會(huì)遺漏許多重要的沼液微生物學(xué)信息，因此無(wú)法以某一單一分析技術(shù)的研究結(jié)果來(lái)揭示沼液中微生物群落的全部生態(tài)信息。Biolog方法要求的勞動(dòng)強(qiáng)度、技術(shù)含量都較低，只需對(duì)Biolog微平板進(jìn)行無(wú)菌接種操作即可，并且可以在較短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)較大量的樣品。該方法在研究微生物群落功能多樣性方面很有意義[14]，尤其適合同一樣品處理前后的對(duì)比分析。

表3沼液不同碳源在PC1 和PC2 上的載荷值
Table 3Correlation analysis of Biogas slurry different carbon source utilization with PC1 and PC2

碳源額敏(Emin)吐魯番(Turpan)特克斯(Tekes)水西溝(Shuixigou)(Carbonsource)PC1PC2PC1PC2PC1PC2PC1PC2β-甲基D-葡萄糖苷?-Methyl-D-Glucoside0.7850.61930.30970.9207-0.3317-0.03430.91810.0077D-半乳糖內(nèi)酯D-GalactonicAcidy-Lactone-0.69330.14870.9919-0.05950.9155-0.27750.31180.9238L-精氨酸L-Arginine-0.24320.76780.34230.86790.77040.57580.97270.229丙酮酸甲脂PyruvicAcidMethylEster-0.7140.64070.5887-0.7210.6434-0.02980.88370.1742D-木糖D-Xylose-0.903-0.4252-0.7757-0.34450.5374-0.43660.9875-0.1558D-半乳糖醛酸D-GalacturonicAcid0.94820.29720.72050.37740.5717-0.3870.94690.0492L-天冬酰胺酸L-Asparagine-0.67540.64970.34050.8270.09050.49840.86820.2691吐溫40Tween400.76290.57870.8792-0.38940.26440.81760.9240.111I-赤藻糖醇I-Erythritol0.83130.22690.5493-0.75790.67010.34070.9767-0.2022-羥苯甲酸2-HydroxyBenzoicAcid0.95350.2783-0.66-0.29760.38550.7550.97660.2028L-苯基丙氨酸L-Phenylalanine-0.55410.83230.8567-0.46640.94220.01090.7906-0.5631吐溫80Tween80-0.62880.55320.78390.57410.72090.13170.7465-0.5859D-甘露醇D-Mannitol-0.28840.91160.1993-0.40060.2108-0.07580.9336-0.28874-羥基苯甲酸4-HydroxyBenzoicAcid0.80510.13810.3009-0.12550.5192-0.28690.9287-0.1401L-絲氨酸L-Serine0.33320.9260.43990.70880.48940.61980.99150.1173α-環(huán)式糊精a-Cyclodextrin-0.58750.54160.7447-0.64290.04590.36690.97080.0749N-乙?；?D-葡萄胺N-Acetyl-D-Glucosamine-0.11190.9910.71960.15470.95220.18620.8956-0.0968γ-羥基丁酸y-HydroxybutyricAcid-0.61040.711-0.53180.06090.8357-0.54550.4792-0.7744L-蘇氨酸L-Threonine-0.41730.86850.3922-0.35140.5722-0.80740.8864-0.3979肝糖Glycogen-0.3194-0.2637-0.0162-0.2575-0.37960.16680.9410.0622D-葡萄胺酸D-GlucosaminicAcid-0.25690.9540.41340.71050.40150.71590.9606-0.0361衣康酸ItaconicAcid0.9130.31410.34330.9059-0.7761-0.34730.95710.2014甘氨酰-L-谷氨酸Glycyl-L-GlutamicAcid-0.4350.86070.93680.11610.79260.60520.30190.9112D-纖維二糖D-Cellobiose0.94330.29210.08550.72770.38960.7550.95830.1203葡萄糖-1-磷酸鹽Glucose-1-Phosphate0.9010.42980.12990.60550.6936-0.59660.89690.3528α-丁酮酸a-KetobutyricAcid-0.52090.830.9561-0.13220.38650.91430.6564-0.7542苯乙基胺Phenylethyl-amine0.94560.30780.8381-0.47290.0587-0.73570.92460.1277α-D-乳糖a-D-Lactose0.95880.15490.8166-0.54410.7746-0.58020.9748-0.0064D,L-α-甘油D,L-a-Glycerol0.29920.92670.26670.30020.4621-0.2075-0.25090.9666D-蘋(píng)果酸D-MalicAcid0.05260.9881-0.06740.34550.7427-0.62490.75330.5858腐胺Putrescine0.95350.2783-0.02980.42850.9078-0.19910.88610.2969

從平均顏色變化率(AWCD)可以看出，各組樣品間微生物活性差異顯著。多樣性分析顯示，水西溝組的Shannon指數(shù)較高。正常產(chǎn)氣的沼液中均有豐富的好氧菌，底物原料越豐富投料量越大的，AWCD值越高，這與徐慶賢等[5]以PCR-DGGE方法，研究表明，沼氣池中具有豐富的微生物種群，并在不同發(fā)酵層次和發(fā)酵時(shí)間存在差異性和優(yōu)勢(shì)種群的結(jié)論相一致。多樣性分析結(jié)果顯示，每組微生物豐富度存在差異，主成分分析及與碳源相關(guān)性分析顯示各組沼液在PC1和PC2上做出最大貢獻(xiàn)率的碳源各不相同，說(shuō)明微生物群落結(jié)構(gòu)存在較大差異，并導(dǎo)致了不同的代謝功能差異。

4結(jié) 論

北疆地區(qū)戶(hù)用沼氣微生物群落在碳代謝水平上多樣性顯著，各組沼液微生物群落有很高的豐富度，各組樣品間微生物代謝活性差異顯著，但地域性差別不明顯。

沼液微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性影響了代謝功能的多樣性及產(chǎn)氣的穩(wěn)定性，結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果和戶(hù)用沼氣實(shí)地調(diào)查情況發(fā)現(xiàn)，對(duì)沼氣池及相關(guān)裝備的維護(hù)保養(yǎng)及原料的及時(shí)更新也是影響沼氣使用價(jià)值的重要因素。

趙家祥在《必然王國(guó)與自由王國(guó)的含義及其關(guān)系》這篇文章中，分析并融合了關(guān)于馬克思必然王國(guó)與自由王國(guó)之關(guān)系的多種角度的理解，他的觀(guān)點(diǎn)可以說(shuō)涵蓋了關(guān)于馬克思自由勞動(dòng)概念的多種理解路徑。分析趙家祥的文章有利于我們對(duì)馬克思自由王國(guó)這個(gè)主題進(jìn)行聚焦，便于澄清馬克思的自由勞動(dòng)概念。趙家祥認(rèn)為必然王國(guó)有兩種含義，自由王國(guó)也有兩種含義。在他看來(lái)，必然王國(guó)與自由王國(guó)既可以是兩個(gè)不同的人類(lèi)實(shí)踐領(lǐng)域，也可以是不同的兩個(gè)人類(lèi)歷史時(shí)期。

研究嘗試將Biolog微平板技術(shù)，應(yīng)用于探析沼液微生物多樣性方面。另外，由于研究采用Biolog方法還存在著一定的局限性[15]，只能觀(guān)測(cè)到好氧微生物的碳源利用信息，對(duì)厭氧微生物菌群未做分析，還需結(jié)合一些其他測(cè)定微生物多樣性的方法來(lái)進(jìn)一步明確微生物群落功能多樣性。

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Microbial Community Diversity Analysis of Biogas Slurry from Households in Northern Xinjiang

CHEN Jing，DAI Jin-ping，YANG Xin-ping，Guli Ahmat，Marhaba， FENG Lei

(ResearchInstituteofAppliedMicrobiology,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences, /XinjiangSpecialEnvironmentalMicrobiologyLaboratory,Urumqi, 830091,China)

Abstract：【Objective】 Comparison of the functions of biogas digesters microbial community diversity in the region from different angles of carbon metabolism.【Method】In Northern Xinjiang household biogas as the research object, use the Biolog micro tablet technology, with the DPS data processing software parsing from four different areas of Northern Xinjiang biogas slurry microbial community diversity of carbon metabolism.【Result】From the rate of change from the average color (AWCD) it could be seen that all samples displayed significant difference between microbial activity. The diversity analysis demonstrated that Shannon index in Shuixigou group was higher. Principal component analysis showed that the biogas slurry the carbon source utilization of the microbial community characteristics showed obvious difference. Among them, the main differentiation in PC1 and PC2 carbon source was also different.【Conclusion 】 The data analysis results told us that the microbial community richness was very high, and there were obvious differences, but the regional difference was not obvious.

Key words:biogas slurry; microbial diversity; biolog ecological plate；carbon metabolism

中圖分類(lèi)號(hào)：S188

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-4330(2016)03-0539-08

作者簡(jiǎn)介:陳競(jìng)(1981-)，男，新疆烏魯木齊人，碩士研究生，助理研究員,研究方向?yàn)樯镔|(zhì)能源綜合利用,(E-mail)592393697@qq.com通訊作者:馮蕾(1967-)，女，新疆烏魯木齊人，博士,研究方向?yàn)樯锬茉?(E-mail)fl_xj03@sina.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260016)；新疆維吾爾自治區(qū)重大專(zhuān)項(xiàng)(201130104)

收稿日期：2015-09-09

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.03.021

Fund project:Supported by NSFC (31260016) and the special fund for major scientific and technological research of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201130104)