外源菌劑對稻稈腐解及微生物群落結構的影響

邵社剛， 李婷， 柳勇， 林蘭穩， 張東， 倪棟， 李俊杰， 朱立安*

（1.交通運輸部公路科學研究院，公路交通環境保護技術交通運輸行業重點實驗室，北京 100088；2.廣東省科學院生態環境與土壤研究所，華南土壤污染控制與修復國家地方聯合工程研究中心，廣東省農業環境綜合治理重點實驗室，廣州 510650）

中國是世界秸稈生產大國，2014—2018 年僅谷類秸稈年均產量為6.5×108t，其中稻谷秸稈年均產量2.1×108t，占谷類秸稈年均產量的32.3%[1]。作物秸稈具有較高的氮、磷、鉀等養分，其肥料化利用具有直接替代化肥的潛力，其產量可分別直接替代中國2019 年農用氮、磷、鉀肥施用量的22.5%、20.2%、142%[2]。作物秸稈還田可降低土壤容重、穩定土壤結構[3]，增加土壤有機碳含量，促進土壤無機氮的生物固定[4]，提高土壤總磷脂脂肪酸及細菌、放線菌生物量[5]，從而改善土壤物理、化學及生物學性質，促進作物生長并提高產量[3]。但我國作物秸稈還田比例低于發達國家，還田成本高且缺乏高效還田技術[6]，極大地限制了秸稈還田在農業生產中的應用。

作物秸稈主要由32%～47%纖維素、19%～27%半纖維素和5%～24%木質素組成[7]。與直接還田、燃燒還田、過腹還田等方式相比，秸稈腐熟還田不僅可有效緩解其他還田方式帶來的養分供應不及時、資源浪費、環境污染等問題[8]，還可加快還田秸稈腐熟下沉，利于下茬農作物的播種和定植，實現秸稈的高效利用。秸稈腐解主要靠微生物的分解作用，是秸稈本身有機碳礦化、養分釋放與土壤有機碳和養分再平衡的過程[9]。促腐菌劑一般為微生物菌劑，可加速秸稈等有機廢棄物的腐解[10]，而其對秸稈腐解的促進作用受本身特性[11]和腐解原料[12]的影響，可改變堆體理化性質[13]和微生物群落結構[14-15]，而理化性質和微生物群落結構相互關聯，也影響堆體腐解。基于此，為進一步闡明外源微生物對秸稈腐解所產生的影響，本研究將0.5%促腐菌劑接種到水稻秸稈堆肥中，通過測定理化性質指標并利用高通量測序技術，分析促腐菌劑對水稻秸稈腐解過程中理化參數和微生物群落結構演替的影響，以明確水稻秸稈堆肥過程對促腐菌劑的響應，為提高水稻秸稈還田利用率提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻秸稈來自廣東省中山市沙溪鎮聚龍圍農場，水洗烘干后粉碎過5 mm 篩，其基本理化性質為：含水率7.5%，總有機碳40.8%，全氮0.8%，全磷0.1%，碳氮比(C/N) 54.1。供試促腐菌劑由佛山金葵子植物營養有限公司提供，主要成分是多粘類芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、短短芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌，均屬于厚壁菌門，有效活菌數量≥0.5×108cfu·g-1。供試氮肥、磷肥分別為尿素、過磷酸鈣，均為分析純試劑。腐解試驗所用容器為380 mm×280 mm×160 mm泡沫箱。

1.2 試驗設計

腐解試驗于2019 年5—6 月在廣東省科學院生態環境與土壤研究所實驗室進行。以1 000 g（干質量）水稻秸稈為腐解原料，加入尿素、過磷酸鈣、去離子水，調節初始C/N、碳磷比（C/P）、含水量，使其分別為25、120、70%。試驗設置2 個處理：添加0.5%促腐菌劑處理（JF）和未添加促腐菌劑對照（CK），每處理重復3 次。水稻秸稈腐解最佳初始C/N、C/P、含水量和最佳促腐菌劑施用量由課題組前期研究所得[8]。將上述材料在泡沫箱內混合均勻并放置在實驗室內進行腐解，箱蓋上均勻設有數個10 mm×10 mm 的通氣小孔，保持室內空氣流通。腐解過程中分別在培養的第0、3、8、14、28 天進行取樣，采用多點取樣法分次取樣并混合均勻，將樣品均分為2 份，分別用于理化性質和生物信息學分析。

1.3 理化性狀測定

采用溫度計于每日9∶00和16∶00測定堆體溫度和環境溫度，分別求取平均值作為當天的堆體溫度和環境溫度。腐解率采用稱重法測定，參照姚云柯等[16]方法計算。pH 采用去離子水浸提（土液質量體積比為1∶10），用Sartorius PB-10 型酸度計和Sartorius pH/ATC 復合電極測定[17]。總有機碳（total organic carbon，TOC）采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化法測定[17]。全氮、全磷均通過H2SO4-H2O2消煮，分別用擴散法、鉬銻抗比色法測定[18]。水溶性有機碳采用去離子水（質量體積比為1∶10）浸提,用Shimadzu TOC-V CPH 型總有機碳分析儀測定，其紫外-可見光譜參數采用北京普析TU-1950 型紫外-可見光分光光度計進行掃描測定[8]。銨態氮、硝態氮采用2 mol·L-1氯化鉀（質量體積比為1∶10）浸提，SKALAR San++型連續流動分析儀測定[19]。有效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉（pH 8.5，質量體積比為1∶20）浸提，鉬銻抗比色法測定[17]。

1.4 生物信息學分析

樣品生物信息分析工作由上海派諾森生物科技股份有限公司完成。細菌16S rRNA 基因（v3～v4 區）使用通用引物序列為338F （5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3’）和806R （5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’），真菌18S rRNA 基因使用通用引物序列為ITS1（5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’）和ITS4（5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’）。樣品采用MP Biomedicals FastDNAR Spin試劑盒提取總DNA，使用Illumina MiSeq 平臺對群落DNA 片段進行雙端（paired-end）測序，通過Vsearch方法進行序列操作分類單元 （operational taxonomic units, OTUs）聚類，然后對每個去重序列（amplicon sequence variants, ASVs）的特征序列或每個OTU 的代表序列進行物種分類學注釋。依據物種分類學注釋產生的ASV/OTU 豐度，利用QIIME2 （2019.4）、R 語言ggplot2 軟件包等，統計每個樣本中的微生物群落在各分類水平的具體組成表，計算并選取各樣品在門、屬分類水平上相對豐度排名前10 的物種生成堆積柱狀圖，以直觀查看、比較各樣品在不同分類水平上相對豐度較高的物種及優勢微生物群落。利用QIIME2（2019.4）進行Alpha 多樣性分析，計算各樣品微生物群落的Chao1指數、Shannon指數、覆蓋率指數，比較、檢驗各樣品微生物群落結構的多樣性和豐富度，其中Chao1 指數（C）、Shannon 指數（S）、覆蓋率指數（G）的計算公式如下。

式中，Sobs是實際測得的OTUs 數量，F1和F2分別為只含1 條序列和2 條序列的OTU 數量，s是實際測得的OTU 數量，pi是OTUi所代表物種的比例，N是個體總數（所有OTU的豐度總和）。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2010 對試驗數據進行統計處理，運用SPSS 21.0進行數據分析,對所有數據進行正態性和方差齊性檢驗。符合正態分布和方差齊次，則對同一處理不同腐解時間的差異進行單因素方差（ANOVA）分析，使用Tukey檢驗，反之則使用韋爾奇方差（Welch’s ANOVA）分析，使用Games-Howell 檢驗；對同一腐解時間不同處理的差異進行2 個獨立樣本t檢驗（t-test），P＜0.05 表示差異顯著。使用Canoco 5.0對理化性質和細菌、真菌在前15 個屬分類水平上通過去趨勢對應分析（detrending correspondence analysis, DCA）判別排序模型，梯度長度（lengths of gradient）大于4，選用典型對應模型（canonical correspondence analysis,CCA）進行排序分析。

2 結果與分析

2.1 外源促腐菌劑對稻稈腐解過程中理化性質的影響

2.1.1 溫度變化 稻稈腐解過程中，堆體溫度在CK、JF 處理下均表現為先升高后降低，并逐漸與環境溫度持平（圖1）。2個處理均在腐解第4天達到最高溫度，第15 天降至環境溫度水平，均不存在持續升溫過程，在腐解的第0～4天為升溫期，第5～14天為冷卻期，第15～28天為成熟期。其中，JF處理的堆體溫度在取樣的第3、8 和28 天大于CK處理。

2.1.2 理化性質變化 稻稈腐解過程中，各處理下堆體腐解率和pH 動態變化見圖2。堆體腐解率在2 個處理下均隨腐解時間的延長呈上升趨勢，在第0～8 天堆體腐解率表現為CK＞JF，第14～28 天表現為JF＞CK，第28 天CK、JF 堆體腐解率分別為61.1%、61.9%。2個處理下堆體pH 在腐解過程中均整體呈上升趨勢，第0～8 天CK、JF 處理間pH 差異顯著（P＜0.05）；CK 處理的pH 由第0 天的6.01 顯著（P＜0.05）增加至第28 天的8.13，增幅為35.2%；JF 處理的pH 在第3 天達到最大值，為8.29，隨后下降再上升，第28 天為8.16，較第0 天的5.92顯著（P＜0.05）增加37.8%。

稻稈腐解過程中堆體理化性質和碳氮比、氮磷比隨腐解時間的變化見表1、表2。腐解第8天，JF處理下有機碳含量較第0天顯著（P＜0.05）下降6.6%，但CK 處理下無顯著差異。腐解第28 天，CK、JF 處理下堆體有機碳含量較第0 天分別顯著（P＜0.05）下降13.4%、17.6%，表明添加促腐菌劑可在一定程度上促進堆體有機碳的降解。腐解第28 天，CK、JF 處理下堆體全氮含量較第0 天分別顯著（P＜0.05）增加55.4%、48.1%，但CK、JF 處理間無顯著差異，表明添加促腐菌劑不能增加腐解產物全氮含量。腐解第28 天，JF 處理下堆體全磷含量較CK 顯著（P＜0.05）增加8.4%，且CK、JF 處理下堆體全磷含量較第0 天分別顯著（P＜0.05）增加79.3%、87.5%。此外，腐解第3 和第14～28 天，堆體全磷含量表現為JF＞CK，且差異顯著（P＜0.05），表明添加促腐菌劑可以增加稻稈腐解產物全磷含量。腐解第28 天，CK、JF 處理下堆體C/N 較第0 天分別顯著（P＜0.05）下降44.4%、44.3%，堆體C/P 分別顯著（P＜0.05）下降51.7%和56.0%，且JF 處理下堆體C/P較CK 處理顯著（P＜0.05）降低9.1%，表明添加促腐菌劑可以降低腐解產物C/P。

表2 腐解過程中硝態氮、銨態氮、有效磷和特征紫外吸光度的變化Table 2 Changes of -N， -N， Olsen-P and SUVA254 during the decomposing process

表2 腐解過程中硝態氮、銨態氮、有效磷和特征紫外吸光度的變化Table 2 Changes of -N， -N， Olsen-P and SUVA254 during the decomposing process

注：同列不同英文字母表示相同處理不同腐解時間間差異在P＜0.05水平顯著， 同列不同希臘字母表示相同腐解時間不同處理間差異在P＜0.05水平顯著。Note：Different English letters in same column indicate significant differences at P＜0.05 level among different decomposing times under same treatment，different Greek letters indicate significant differences at P＜0.05 level among different treatments under same decomposing time.

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腐解第8 天，CK、JF 處理下堆體硝態氮含量均顯著（P＜0.05）增加；第28 天，2 個處理下堆體硝態氮含量差異顯著（P＜0.05），較第0 天分別顯著（P＜0.05）增加60.1%、38.8%。CK、JF 處理下堆體銨態氮含量在腐解第3 天顯著（P＜0.05）增加，第8～28 天又顯著（P＜0.05）下降，且第8～28 天堆體銨態氮含量均表現為JF＞CK，且差異顯著（P＜0.05），說明添加促腐菌劑可以增加腐解產物銨態氮含量。腐解第28 天，CK、JF 處理下堆體有效磷含量較第0 天分別顯著（P＜0.05）降低82.9%、82.3%，兩處理間差異不顯著。腐解過程中,特征紫外吸光度（SUVA254）值呈先降后升趨勢,第 0～3 天JF 處理的SUVA254值顯著（P＜0.05）高于CK 處理，表明JF 處理能增加堆體升溫期SUVA254值。

2.2 外源促腐菌劑對稻稈腐解過程中微生物群落的影響

2.2.1 外源促腐菌劑對微生物群落豐度和多樣性的影響 稻稈腐解過程中細菌、真菌群落Alpha指數變化見表3，細菌、真菌樣品覆蓋率變化范圍分別為99.1%～99.7%、99.9%～100%，表明微生物群落檢測較為完全。Chao1 指數、Shannon 指數可分別指示群落的豐度和多樣性。CK處理下細菌、真菌Chao1 指數最大值出現在腐解第8 天，JF 處理下細菌、真菌Chao1 指數最大值出現在腐解第3 天，2 個處理細菌和真菌Shannon 指數最大值均出現在腐解第3 天，隨后呈下降趨勢，在腐解第28 天，細菌、真菌Chao1 指數和Shannon 指數均有所增加，表明細菌、真菌群落不同腐解時期表現出不同的豐度和多樣性。

表3 腐解過程中細菌、真菌群落豐富度與多樣性的變化Table 3 Changes of bacterial and fungal community diversity and richness indices during the decomposing process

2.2.2 外源促腐菌劑對微生物群落結構的影響分別選取在細菌、真菌門（Phylum）和屬（Genus）分類水平上平均豐度排名前10 的物種生成堆積柱狀圖，分析各處理之間細菌、真菌群落優勢物種的差異。在門分類水平上，相對豐度占優勢的細菌群落分別為變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）和放線菌門（Actinobacteria）（圖3A），其相對豐度之和占細菌16S rRNA 基因序列總數的91.4%～99.8%。其中，Proteobacteria 是整體上最占優勢的門，CK、JF處理的Proteobacteria 豐度在第0～8 天呈上升趨勢，第8天達到峰值，豐度分別為71.1%、76.4%，JF處理的Proteobacteria 豐度在第0～8 天較CK 高1.1%～5.2%，表明JF 可促進堆體第0～8 天Proteobacteria 繁殖。Firmicutes 豐度在升溫期后迅速降低，JF 對Firmicutes 的生長繁殖無促進作用。Bacteroidetes 和Actinobacteria 豐度在腐解過程中均呈上升趨勢，第3 天豐度最小，冷卻期和成熟期豐度較高，JF 處理的Bacteroidetes 豐度在第28 天較CK 高1.4%，Actinobacteria 豐度在第8～28 天較CK 高9.9%～15.6%，表明JF 可促進堆體成熟期Bacteroidetes和Actinobacteria的生長繁殖。

圖3 細菌、真菌群落在門和屬分類水平的分布特征變化Fig. 3 Analysis of distribution characteristics of bacterial and fungal communities at phylum and genus level

在屬分類水平上，相對豐度占優勢的前6 個細 菌 群 落 分 別 為 假 黃 單 胞 菌 屬（Pseudoxanthomonas）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、埃希氏-志賀氏菌屬（Escherichia-Shigella）、克羅諾桿菌屬（Cronobacter）、纖維弧菌屬（Cellvibrio）、類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）（ 圖3B），Bacillus和Paenibacillus屬 Firmicutes 門 ，其 余 屬 于Proteobacteria 門 。 CK、 JF 處 理 下Pseudoxanthomonas豐度在第8 天劇烈增加，達到峰值，分別為40.6%、34.2%，隨后豐度下降；Escherichia-Shigella豐度峰值出現在第0 天，豐度分別為14.1%、18.6%，第3 天豐度分別為14.0%、14.2%，JF 處理下其豐度在升溫期較CK 高0.3%～4.5%。Cronobacter豐度主要在0～3 d 占優勢，隨后豐度急劇下降，JF 處理的Cronobacter豐度在升溫期較CK高1.3%～3.1%。Cellvibrio豐度在冷卻期和成熟期呈上升趨勢，最大值出現在第28天，CK、JF處理下豐度分別為15.7%、15.2%，JF對Cellvibrio的生長繁殖無促進作用。Bacillus和Paenibacillus豐度分別在第0和3天達到峰值，隨后豐度呈下降趨勢，JF 對堆體Bacillus和Paenibacillus的生長繁殖無促進作用。

門分類水平上相對豐富度占優勢的真菌群落為擔子菌門（Basidiomycota）、子囊菌門（Ascomycota）和未確認真菌門（Unclassified Fungi），（圖3C）。CK、JF 處理的Basidiomycota 豐度在第0天分別為25.4%、27.9%,第14天分別劇烈增加至99.5%、96.5%，隨后豐度降低，JF 處理下堆體升溫期Basidiomycota 豐度較CK 高0.6%～2.5%，但隨著腐解的進行，JF 對其生長繁殖無促進作用。CK、JF處理的Ascomycota在第8天豐度分別為30.7%、86.6%，第14 天分別降至0.5%、3.4%，JF 處理下冷卻期Ascomycota 豐度較CK 高2.9%～56.1%。Unclassified Fungi 豐度在第28 天劇烈增加，CK、JF 處理下豐度分別為52.6%、97.3%，JF 處理下成熟期Unclassified Fungi 豐度較CK 高0.1%～44.7%,表明JF 可促進成熟期Unclassified Fungi 的生長繁殖。

在屬分類水平上，相對豐富度占優勢的前5個真菌群落分別為擬鬼傘屬（Coprinopsis）、曲霉屬（Aspergillus）、節擔菌屬（Wallemia）、黑果菌屬（Melanocarpus）、嗜熱真菌屬（Thermomyces）（圖3D）。其中，Coprinopsis、Wallemia屬于Basidiomycota門，Aspergillus、Melanocarpus、Thermomyces屬于Ascomycota 門。Coprinopsis豐度在第14 天劇烈增加，CK、JF 處理下豐度分別為99.4%、96.4%，隨后豐度降低；Aspergillus豐度在腐解過程中呈下降趨勢，JF處理對Coprinopsis、Aspergillus豐度無促進作用。Wallemia豐度隨著腐解進行呈下降趨勢，第0 天為最大值，CK、JF 處理下豐度分別為20.4%、24.9%，第3 天分別降至9.6%、13.5%，JF 處理下堆體升溫期Wallemia豐度較CK 高3.9%～4.5%。CK、JF 處理下，堆體Melanocarpus、Thermomyces豐度在第8 天劇烈增加，分別為1.5%、40.7% 和0.3%、39.4%，與CK 處理相比，JF 處理下堆體第8 天Melanocarpus、Thermomyces豐度較CK 高39.2%、39.1%。

2.3 微生物群落結構與理化性質的相關性分析

通過典型對應分析，分析了pH、全氮、全磷、溫度、有效磷等理化參數與前15 個屬分類水平上細菌、真菌群落之間的相關性（圖4）。就細菌而言，第1、第2 軸可分別解釋其變異率的45.5%、26.1%，其中全氮（解釋總方差的43.2%，P=0.002）、銨態氮（26.3%，P=0.002）、全磷（12.6%，P=0.002）、pH（3.6%，P=0.002）、有效磷（3.4%，P=0.002）、SUVA254（3.1%，P=0.004）與細菌群落的豐度和多樣性顯著相關，可共同解釋細菌群落與環境積累變化率的92.2%。就真菌而言，第1、第2軸可分別解釋其變異率的27.6%、22.7%，其中有效磷（26.7%，P=0.002）、SUVA254（11.5%，P=0.002）、C/N 比（9.5%，P=0.004）與真菌群落的豐度和多樣性顯著相關，可共同解釋真菌群落與環境積累變化率的47.7%。腐解第8、第14、第28 天細菌群落結構表現出一定相似性，真菌群落結構在腐解過程中差異較大。

圖4 屬水平上微生物群落結構與理化性質的CCA分析Fig. 4 Analysis of RDA of microbial community structure and physical and chemical properties at genus level

3 討論

在堆肥過程中，溫度、pH、C/N、有機碳等參數的變化常用來檢測堆肥的成熟度和質量[20]。本試驗條件下，促腐菌劑可有效增加堆體全磷含量，這與李榮華等[21]研究結果一致。可歸因于磷本身不易分解轉化及“濃度效應”[21-22]使堆體全磷含量顯著增加。促腐菌劑有助于促進堆體有機碳的降解，但未及顯著程度，這與Wang 等[23]研究類似。有機碳作為微生物生長、活動的主要能量源，在堆體腐解過程中，其代謝、分解過程使大部分有機碳分解轉化為CO2和H2O，從而造成碳損失[20]。堆體全磷含量顯著增加而有機碳含量下降，這共同解釋了堆體C/P 顯著下降的原因。研究表明，SUVA254越高，有機質芳香度越高，可指示堆體有機物分子復雜程度和腐殖化程度[24]。促腐菌劑可顯著增加堆體升溫期SUVA254值，與唐朱睿等[25]研究結果具有相似性，表明促腐菌劑能較好促進稻稈腐解升溫期非腐殖質類物質向腐殖質類物質轉化[26]，這可能是由于稻稈腐解升溫期溶解性有機質豐富，有機質聚合作用使其芳香度增加[25]。

Alpha多樣性指數中Chao1和Shannon指數可表征微生物群落多樣性和豐富度，Chao1 指數越高表明微生物群落豐富度越高，Shannon 指數越高表明微生物群落多樣性和異質性越高[27]。促腐菌劑處理的細菌、真菌Chao1和Shannon指數最大值均出現在第3 天，表明該階段細菌、真菌群落最復雜。門分類水平上細菌群落Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes 和Actinobacteria 相對豐度之和占細菌16S rRNA 基因序列總數的91.4%～99.8%，與Feng 等[27]在稻稈堆肥中發現的優勢細菌門類似。Proteobacteria 是相對豐度整體最占優勢的門，研究表明，Proteobacteria 相對于其他微生物組分在秸稈分解中占主導地位[9]，夏金利等[28]研究促腐菌劑對園林廢棄物堆肥中微生物群落變化規律發現Proteobacteria 豐度最高，與本試驗結果具有一致性。此外，促腐菌劑有助于堆體第0～8 天Proteobacteria 的生長繁殖，研究表明，Proteobacteria 在碳、氮循環及有機質礦化中發揮重要作用，表明該細菌群落對稻稈腐解具有關鍵作用[29-30]。Firmicutes 豐度在升溫期后迅速降低，Liu 等[29]研究表明，Firmicutes 豐度在堆肥早期最高，但隨著堆肥成熟度增加其豐度逐漸降低，與本研究結果具有一致性。究其原因在于Firmicutes為嗜熱細菌[27]，多在中高溫階段占據主導地位[30]，通常高溫階段結束后不會存留在堆肥中[31]。Bacteroidetes 和Actinobacteria 豐度在冷卻期和成熟期較高，研究表明，Bacteroidetes和Actinobacteria對高溫敏感，其豐度在嗜熱期呈下降趨勢，在冷卻期和成熟期呈上升趨勢[23]，這與本研究Bacteroidetes和Actinobacteria 的豐度趨勢具有一致性。且促腐菌劑可促進成熟期Bacteroidetes 和Actinobacteria的生長繁殖，其中Bacteroidetes 被證實是專門降解高分子量化合物的細菌群落[29]，而Actinobacteria 是重要的木質纖維素降解菌[32]，可以通過誘導產生木質纖維素水解酶對木質纖維素的降解產生積極影響[28]，表明促腐菌劑通過促進Bacteroidetes和Actinobacteria繁殖，有助于稻稈成熟期腐解效率的提高。本試驗條件下，Bacillus和Paenibacillus豐度均在升溫期達到峰值，可能由于其均屬芽孢桿菌科 （Bacillaceae），研究表明，屬于芽孢桿菌科的物種與較高的溫度顯著相關[27]，故Bacillus和Paenibacillus豐度在高溫階段后大幅下降。促腐菌劑使堆體升溫期Escherichia-Shigella和Cronobacter豐度均高于對照，Escherichia-Shigella、Cronobacter屬于Proteobacteria 門，有助于堆體碳、氮循環及有機質礦化。

門分類水平上相對豐度占優勢的真菌群落為Basidiomycota、Ascomycota、Unclassified Fungi，與Wang 等[33]在稻草豬糞共堆肥中報道的優勢真菌門具有相似性。促腐菌劑可促進堆體升溫期Basidiomycota 和冷卻期Ascomycota 的生長繁殖，與Tian 等[34]在中草藥殘留物堆肥中報道的Basidiomycota、Ascomycota 豐度變化具有相似性。Wang 等[33]研究表明，Ascomycota 可促進多種纖維素酶和半纖維素酶的分泌，與Basidiomycota 是堆肥過程中主要的木質纖維素降解菌，表明促腐菌劑通過提高Basidiomycota、Ascomycota 的豐度增強升溫期和冷卻期堆體木質纖維素的降解。另外，腐解第14 天Basidiomycota 豐度劇烈增加而Ascomycota 豐度迅速減少，可歸因于受堆肥溫度、腐殖物質和分解的有機物的影響，使Basidiomycota 和Ascomycota 群落演替出現較大波動[35]。Aspergillus可促進有機物的降解，為嗜熱真菌屬[36]，Aspergillus豐度在腐解過程中呈下降趨勢，符合其嗜熱特性。Melanocarpus、Thermomyces屬于Ascomycota 門，可以產生木聚糖酶降解半纖維素[27]，Thermomyces可以降解堆肥中的原生秸稈，是木質纖維素的重要降解物[35]，促腐菌劑可促進堆體升溫期Wallemia豐度和冷卻期Melanocarpus、Thermomyces的生長繁殖，提高升溫期和冷卻期堆體木質纖維素的降解效率。

堆體腐解過程亦為微生物群落結構的演替過程，理化參數的變化對微生物的活性有直接和間接的影響，可影響微生物群落結構。典型對應分析表明，全氮是細菌群落結構變化的關鍵因子，與Yun 等[37]研究具有一致性，在一定程度上歸因于細菌群落結構的變化受制于氮源的質量和數量[38]。有效磷、SUVA254對真菌群落結構的影響最大，已有研究表明，核苷酸和磷脂中磷的代謝與真菌群落的發育密切相關[39]。SUVA254可指示堆體有機質的芳香程度，而真菌群落在堆肥過程中對有機質降解和碳循環起著關鍵作用[40]，這在一定程度上解釋了SUVA254對真菌群落結構的影響大于其他理化參數的原因。

綜上所述，本試驗條件下，添加促腐菌劑可降低稻稈腐解產物C/P，增加全磷含量，影響稻稈腐解成熟度指標；促進堆體不同腐解時期優勢細菌門（Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria）、屬（Escherichia-Shigella、Cronobacter）和 優 勢 真菌門（Basidiomycota、Ascomycota）、屬（Wallemia、Melanocarpus、Thermomyces）的生長繁殖，從而促進稻稈腐解。理化性狀對細菌和真菌群落結構影響的相關性存在差異，全氮、有效磷分別是影響細菌、真菌群落最重要的環境指標。