微生物发酵床养猪垫料

发酵程度判别体系的研究

研 究 生：宋泽琼专 业：生物化学与分子生物学指导老师：刘 波 博士、研究员 蓝江林 博士、副研究员 林 娟 博士、教授

福州大学生物科学与工程学院福建省农业科学院农业生物资源研究所

主 要 内 容主 要 内 容一 研究背景和总体思路研究背景和总体思路

二

三

四

五

六

七

微生物发酵床垫料的主要理化特性 微生物发酵床垫料的主要理化特性

发酵床垫料微生物群落脂肪酸的特性 发酵床垫料微生物群落脂肪酸的特性

发酵床垫料的微生物生物量的特性 发酵床垫料的微生物生物量的特性

发酵床垫料的挥发性物质的特性 发酵床垫料的挥发性物质的特性

发酵床垫料发酵程度判别模型的建立和验证 发酵床垫料发酵程度判别模型的建立和验证

总结与展望 总结与展望

一、研究背景和总体思路一、研究背景和总体思路微生物发酵床养猪技术

将微生物技术、发酵技术及养殖技术相结合。

优点：解决粪污处理问题，

改善猪只生长环境，

提高饲料的利用率，

增强机体免疫力，

节约资源，提高效益。

养猪微生物发酵床垫料的作用

畜舍无臭味

药物减少使用

料肉比降低

经济效益明显

保温隔热

吸收粪尿水分

降解粪污

动物福利改善

一、研究背景和总体思路 - 发酵床垫料一、研究背景和总体思路 - 发酵床垫料

发酵床的氨气、N2O 、 NO气体的挥发

基本原理菌种采集垫料制作

发酵床制备益生菌的使用

旧垫料的营养素、传导

率、 Cu、 Zn 的含量更高

湿度约 50%，较高的 pH，低的尿素、氨气和亚硝酸盐

气味控制

发酵条件

营养元素分解

发酵床垫料

技术流程

一、研究背景和总体思路 - 发酵床垫料一、研究背景和总体思路 - 发酵床垫料

指导微生物发酵床的日常管理为发酵床垫料循环利用模式的建立提供实验依据

理化性状参数

微生物特性

微生物群落结构

挥发性气味物质

养猪微生物发酵床的发酵程度水平

根据物理评价指标粗略观察判断

养猪微生物发酵床的发酵程度水平

一、研究背景和总体思路 - 创新点一、研究背景和总体思路 - 创新点

养猪微生物发酵床不同使用时间的垫料

挥发性物质群落脂肪酸微生物生物量理化性状

环境条件、离子浓度

持水力、肥力值

构建发酵程度判别模型

微生物生物量碳

微生物生物量氮

含量和种类

分布的特征

判别模型验证 生产指导

一、研究背景和总体思路 - 技术路线一、研究背景和总体思路 - 技术路线

一、研究背景和总体思路 - 材料与方法一、研究背景和总体思路 - 材料与方法

供试材料供试材料

使用时间：5 个月、 7 个月、 9 个月、 16个月。

采集地点：福州新店 73121部队养猪场。

采集方法：“三点采样法”，共 30个样品。

二、发酵床垫料的主要理化特性1 、影响微生物生长的发酵床的环境条件

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 3 5 7 9 栏号

%含水量（）

5个月 7个月 9个月 16个月

7

7. 5

8

8. 5

9

9. 5

1 3 5 7 9 栏号

pH值

5个月 7个月 9个月 16个月 pH 值

含水量

pH 值：适宜的是中性微偏碱性，在相同的使用时间内各猪栏差异不显著。

含水量：适宜的为 50%左右，使用 5 个月与其他三个月有显著性差异。

2 、发酵床垫料的离子浓度

0. 00

0. 20

0. 40

0. 60

0. 80

1. 00

1. 20

1 3 5 7 9 栏号

g/L

盐度（

）

5个月 7个月 9个月 16个月

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 3 5 7 9 栏号

mS/c

m电导率（

）

5个月 7个月 9个月 16个月盐度 电导率

盐度：在 0.35-0.95g/L之间，如果发酵床运行出问题，必然会造成可溶性盐分大量的积累。

电导率：在 2.3-6.6mS/cm之间，能间接推测出垫料浸提液中的离子总浓度。

二、发酵床垫料的主要理化特性

3 、发酵床垫料的持水力

0. 00

0. 20

0. 40

0. 60

0. 80

1. 00

1. 20

1. 40

1. 60

1 3 5 7 9 栏号

吸水性

5个月 7个月 9个月 16个月

0. 00

5. 00

10. 00

15. 00

20. 00

25. 00

30. 00

1 3 5 7 9 栏号

%悬浮率（）

5个月 7个月 9个月 16个月

吸水性：在 0.6-0.95之间，垫料吸水性不断下降，但均处于适宜状态。

悬浮率：在 0.2%-27%之间，新垫料的悬浮率比旧垫料的变化大，发酵程度越高的垫料悬浮率越小。

吸水性

悬浮率

二、发酵床垫料的主要理化特性

4 、发酵床垫料的肥力测定

0. 00

10. 0020. 00

30. 0040. 00

50. 0060. 00

70. 0080. 00

1 3 5 7 9 栏号

%有机质（）

5个月 7个月 9个月 16个月 有机质

0

0. 2

0. 4

0. 6

0. 8

1

1 3 5 7 9 栏号

%全氮（）

5个月 7个月 9个月 16个月 全氮

0

0. 1

0. 2

0. 3

0. 4

0. 5

0. 6

0. 7

1 3 5 7 9 栏号

%全磷（）

5个月 7个月 9个月 16个月 全磷

0

0. 2

0. 4

0. 6

0. 8

1

1. 2

1. 4

1 3 5 7 9 栏号

%全钾（）

5个月 7个月 9个月 16个月 全钾

二、发酵床垫料的主要理化特性

三、发酵床垫料的微生物生物量特性1 、不同使用时间垫料的紫外吸光度

0

0. 5

1

1. 5

2

2. 5

紫外吸光度

OD（

值）

1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 栏号

熏蒸的未熏蒸的

使用 5 个月

经氯仿熏蒸后，垫料中可被 0.5mol/L K2SO4溶液浸提的碳含量增加，从而吸光值增大，不同使用时间的垫料其变化幅度有明显差异。

使用 7 个月 使用 9 个月 使用 16个月

2 、不同使用时间垫料的微生物量（MB）

05

10152025303540

1 3 5 7 9 栏号

ΔUV

吸光度增量（

280nm）

5个月 7个月 9个月 16个月

微生物量用单位样品中的吸光度增量 ΔUV280nm（△ ×10-3/g）表示， 公式 ΔUV280nm =（ abs 熏 /G 熏）一（ abs 未熏 /G 未熏）

不同使用时间垫料的吸光度增量呈现先下降到使用 9 个月之后再上升的趋势。

三、发酵床垫料的微生物生物量特性

3 、不同使用时间垫料的微生物量碳、氮（MBC、MBN）

MBC= (6570 ± 695)×ΔUV280nm+(10.8 ± 0.9)×TC ，在 2160-4320 mg/kg

之间，说明垫料有机质的变化会影响 MBC 的变化。

MBN= (1113 ± 115)×ΔUV280nm+(27.1 ± 2.1)×TN ，在 125-270mg/kg之间，变化不明显。

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1 3 5 7 9 栏号

MBC

mg/k

g（

）

5个月 7个月 9个月 16个月

0

200

400

600

800

1000

1 3 5 7 9 栏号

MBN

mg/k

g（

）

5个月 7个月 9个月 16个月MBC MBN

三、发酵床垫料的微生物生物量特性

PLFAPLFA 提取 提取

PLFAPLFA 的释放和甲酯化 的释放和甲酯化 中和中和 pH pH 气相检测 气相检测 萃取 萃取 转移 转移

1 、发酵床垫料 PLFA的提取四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

2 、发酵床垫料群落脂肪酸生物标记总量和种类

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

5个月 7个月 9个月 16个月

生物标记总量

60

65

70

75

80

85

90

生物标记种类

生物标记总量生物标记种类

总量：先上升后下降，使用 9 个月的最大， 5 个月的最少。

种类：均达 60种以上，使用 7 个月的最多， 16个月的最少。

四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

3 、不同使用时间发酵床垫料 PLFA 的数量分布

类别 生物标记 微生物类型 第 1栏 第 3栏 第 5栏 第 7栏 第 9栏 1 11:0 3OH 4028 3894 0 1555 1424 1 i12:0 3OH 0 798 0 0 0

1 a15:1A 细菌 G+ Gram-positive bacteria

4062 3500 1661 0 934

1 14:0 2OH 0 3137 0 0 0

1 i20:0 耗氧细菌 G+ Aerobes G+

0 2502 0 0 0

2 10:0 1182 2447 929 618 582 2 i11:0 细菌 Bacteria in general 2018 1948 714 940 772 2 13:0 2806 2327 1760 1796 1416 2 13:1AT 12-13 4624 2848 1730 1569 1829

3 12:0 3OH 细菌 G+

Gram-positive bacteria 7916 15027 6440 3091 0

3 i15:0 3OH 细菌 G- Gram-negative bacteria

36078 49241 27327 0 0

3 16:0 3OH 细菌 G- Gram-negative bacteria

0 6169 0 0 0

3 17:0 2OH 26669 0 0 0 0

3 11Me18:1ω7c 纤维菌属 Cellulomonas 50621 49607 0 41786 0

表 1 使用 5 个月垫料的部分脂肪酸生物标记在猪栏的分布

注：在脂肪酸中， i、 a、 сy和Me 分别表示异、反异、环丙基和甲基分枝脂肪酸；ω、 с和 t 分别表示脂肪酸端、顺式空间构造和反式空间构造。

四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

< 5000

< 5000

5000-50000

3 、不同使用时间发酵床垫料 PLFA 的数量分布

脂肪酸生物标记的 PLFA 数量在 5000-50000之间的种类最多，达 45种。

类别 生物标记 微生物类型 第 1栏 第 3栏 第 5栏 第 7栏 第 9栏

4 14:0 细菌 Bacteria in general 44703 45042 40716 35193 28594

4 15:0 2OH 耗氧细菌 G+ Aerobes G+

25427 18020 8007 15909 7941

4 a16:0 细菌 G+ Gram-positive bacteria

17867 26714 10908 13762 18434

4 16:0 N alcohol

莫拉菌属 Moraxella 17886 14546 5929 11398 6335

4 16:1 2OH 雷尔氏菌属 Ralstonia 12300 7879 10096 12474 3799

5 10Me 16:0 硫酸盐还原细菌 (G+) Sulfate-reducing bacteria

110904 86529 0 72156 44288

5 17:0 3OH 细菌 G+ Gram-positive bacteria

0 0 0 52608 0

5 i17:0 3OH 细菌 G- Gram-negative bacteria

0 137747 0 0 71386

5 i17:1 ω9c 细菌 Bacteria in general 0 0 50078 0 0

5 i18:0 细菌 G+ Gram-positive bacteria

87405 0 93820 0 0

6 i15:0 耗氧细菌 G+ Aerobes G+

165693 118270 98943 84998 63427

6 16:0 假单胞杆菌 Pseudomonas sp.

494577 400137 414754 338679 281328

6 i17:0 耗氧细菌 G+ Aerobes G+

70431 51902 41486 50137 24846

6 18:0 嗜热解氢杆菌 Hydrogenobacter

94134 69798 73547 84915 53420

四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

50000-500000

50000-500000

5000-50000

3 、不同使用时间发酵床垫料 PFLA 数量分布使用 7、 9、 16 个月的发酵床垫

料的生物标记规律与 5 个月的相似；累积百分含量最高的：

16:0 指示革兰氏阴性细菌； 18:1 ω9c 指示真菌； 18:1 ω7c 指示假单胞杆菌。

05

101520253035404550

5个月 7个月 9个月 16个月不同使用时间

生物标记种类

5000以下5000- 5000050000- 500000

种类比较

0. 00

1. 00

2. 00

3. 00

4. 00

5. 00

6. 00

7. 00

8. 00

i11:

0

i11:

0 3O

H

12:0

12:0

3OH

i13:

0

14:0

i14:

0

14:1

ω5c

15:0

2OH

15:0

3OH

a16:

0

16:0

3OH

16:1

2OH

16:0

N a

lcoh

ol

16:1

ω9c

17:0

3OH

17:1

ω8c

10Me

17:

0

20:0

20:1

ω9c

%磷脂脂肪酸含量（）

16使用 个月9使用 个月7使用 个月5使用 个月

0. 00

10. 00

20. 00

30. 00

40. 00

50. 00

60. 00

70. 00

i15:0

a15:0

16:0

i16:0

16:1 ω

5c

10Me 16:0

17:0

i17:0

a17:0

cy17:0

i17:0 3OH

18:0

18:1 ω

7c

18:1 ω

9c

10Me18:0

11Me 18:1 ω

7c

19:0

i19:0

cy19:0 ω

8c

20:4 ω

6,9,12,15c

%磷脂脂肪酸含量（）

16使用 个月9使用 个月7使用 个月5使用 个月

PLFA的累积百分含量 <8% PLFA的累积百分含量 >8%

四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

4 、不同使用时间发酵床垫料 PFLA的分布特征

使用 5个月

使用 7个月

使用 9个月

使用 16个月 非线性映射分析

聚类分析

40 种已知指示菌株的生物标记聚为三类。共有 89 个，其中 55 个在不同使用时间均存在，有些标记仅在某个使用时间存在，显示出垫料微生物群落结构的变化。

一类

小

三类

大

二类

中等

λ=λ=56.1556.15

四、发酵床垫料的微生物群落脂肪酸

挥发性物质收集

SPME萃取头的老化 物质收集 气相色谱 - 质谱检测 进样

五、发酵床垫料的挥发性物质特性1 、发酵床垫料的挥发性物质的收集和分析

GC-MS 谱图

Aglient 7890 数据库分析

2 、发酵床垫料的挥发性物质的分布特征

编号 名称 CAS No. 中文名 分子式 分布 频次

1 Hexadecane 544-76-3 正十六烷 C16H34 1 2 Hexadecane，1-iodo- 544-77-4 碘代十六烷 C16H33I 1 3 Octadecane 593-45-3 正十八烷 C18H38 2 4 Eicosane 112-95-8 正二十烷 C20H42 11 5 Heneicosane 629-94-7 正二十一烷 C21H44 1 6 Tetracosane 646-31-1 正二十四烷 C24H50 3 7 Pentacosane 629-99-2 二十五烷 C25H52 4 8 Hexacosane 630-01-3 正二十六烷 C26H54 9 9 Heptacosane 593-49-7 正二十七烷 C27H56 7 10 Octacosane 630-02-4 二十八烷 C28H58 1 11 Nonacosane 630-03-5 正二十九烷 C29H60 3

12 meso-4,5-Dicyclohexy l-2,7-dimethyloctan 65149-86-2

4 ,5 -二环己基- 2,7-环己烷

C22H42 1

13 1-Octadecene 112-88-9 十八烯 C18H36 1

14

1H-3a,7-Methanoazulene,2,3,4,7,8, 8a-hexahydro-3,6,8,8- tetramethyl-, [3R-(3.alpha., 3a.beta., 7.beta.,8a.alpha.)]-

469-61-4

[3R-(3α,3Aβ,7β,8Aα)]- 2,3,4,7,8,8A-六氢-3,6, 8,8-四甲基 -1H-3A,7-亚甲基奥 α-柏木烯

C17H24 1

15

1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro -1,4-dimethyl-7-(1-methylethenyl)-[1S-(1.alpha.,4.alpha.,7.alpha.)]-Azulene

3691-12-1 [1S-(1α,4α,7α)]-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢化-1,4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)奥

C15H24 1

表 2 微生物发酵床垫料挥发性物质特性（匹配度≥ 80% ，相对含量≥ 4%）

五、发酵床垫料的挥发性物质特性

烷类 12种

烯类 5 种

2 、发酵床垫料的挥发性物质的分布特征续表 2 微生物发酵床垫料挥发性物质特性（匹配度≥ 80% ，相对含量≥ 4%）

编号 名称 CAS No. 中文名 分子式 分布 频次

16

1,4-Methanoazulene, decahydro-4,8,8-trimethyl-9-methylene-,[1S-(1.alpha.,3a.beta.,4.alpha.,8a.beta.)]

475-20-7 长叶烯 C15H24 4

17

1,2,4-Methenoazulene,decahydro-1, 5,5,8a-tetramethyl-, [1S-(1.alpha.,2.alpha.,3a.beta.,4.alpha.,8a.beta.,9R)]

1137-12-8 烯类物质 C15H24 1

18 n-Nonadecanoic acid, penta- methyldisilyl ester

1000217-02-3

酯类物质 3

19

Cyclopentanepropanoic acid, 2-methyl-3-oxo-,methylester,trans-(.+.)-

92486-10-7 酯类物质 1

20 Benzoic acid, 4-methyl-2- trimethylsilyloxy-,trimethylsilyl ester

1000153-59-3

酯类物质 1

21 Diethyl Phthalate 84-66-2 酞酸二乙酯（或邻苯二甲酸二乙酯）

C12H14O4 1

22 Toluene 108-88-3 甲苯 C7H8 1 23 Butylated Hydroxytoluene 128-37-0 二丁基羟基甲苯 C15H24O 20

24 2,6-Bis(1,1-dimethylethyl)-4-(1-oxopropyl)phenol

14035-34-8 酚类物质 C17H26O2 1

25 Phenol,2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-(1-methylpropyl)-2,6

17540-75-9 2,6-双（1,1-二甲基乙基）-4-（1-甲基丙基）酚

C18H30O 1

26 Piperidine,1-(5-trifluoromethyl-2-pyridyl)-4-(1H-pyrrol-1-yl)

1000268-74-7

哌啶类物质

1

27 2-decylThiophene 24769-39-9 2-癸-噻吩 C14H24S 1

五、发酵床垫料的挥发性物质特性

酯类 12种

酚类 2 种

苯类 2 种

噻吩类哌啶类

烯类 5 种

3 、不同使用时间发酵床垫料的挥发性物质的分布

样品 名称 中文名 保留 时间（min）

相对 含量（%）

匹配度（%）

1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-1,4-dimethyl-7-(1-methylethenyl)-[1S-(1.alpha.,4.alpha.,7.alpha.)]-Azulene

[1S-(1α,4α,7α)]-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢化 -1,4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)奥

20.658 4.43 80 1栏 垫料

Butylated Hydroxytoluene 二丁基羟基甲苯 21.811 60.73 96

Butylated Hydroxytoluene 二丁基羟基甲苯 21.799 15.25 98 3栏 垫料 n-Nonadecanoic acid, pentam-

ethyldisilyl ester 酯类物质 45.534 19.39 90

Butylated Hydroxytoluene 二丁基羟基甲苯 21.805 5.34 98 Phenol,2,6-bis(1,1-dimethylethyl) -4-(1-methylpropyl)-

2,6-双（1,1-二甲基乙基）-4-（1-甲基丙基）酚

24.3 9.59 97 5栏 垫料

n-Nonadecanoic acid, pentam- ethyldisilyl ester

酯类物质 45.534 22.78 82

Butylated Hydroxytoluene 二丁基羟基甲苯 21.782 58.77 98 7栏 垫料 Thiophene, 2-decyl- 2-癸-噻吩 25.564 7.09 80

Butylated Hydroxytoluene 二丁基羟基甲苯 21.776 49.62 98 meso-4,5-Dicyclohexyl-2,7-dimethyloctan

4,5 -二环己基- 2 ,7-环己烷 25.553 5.06 80

Eicosane 正二十烷 38.399 4.81 98

9栏 垫料

Eicosane 正二十烷 40.55 4.16 98

表 3 使用 5 个月垫料的挥发性物质特性（匹配度≥ 80% ，相对含量≥ 4%）

五、发酵床垫料的挥发性物质特性

0

2

4

6

8

10

12

14

16

相对含量（

%）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

挥发性物质编号

5个月7个月9个月16个月

0

5

10

15

20

25

30

35

40

相对含量（

%）

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

挥发性物质编号

5个月7个月9个月16个月

3 、不同使用时间发酵床垫料的挥发性物质的分布

二丁基羟基甲苯在四个使用时间都存在，平均含量达 30%以上。

其余的挥发性物质的平均含量在16%以下。

挥发性物质 使用 5个月 使用 7个月 使用 9个月 使用 16个月

检测到

的物质 73种 180种 213种 85种

符合标准

的物质 7种 9种 13种 15种

二丁基羟基甲苯 二丁基羟基甲苯 二丁基羟基甲苯 二丁基羟基甲苯

18（酯类） 18（酯类） 4（正二十烷） 4（正二十烷） 含量较高

的物质 25（酚类） 4（正二十烷） 8（正二十六烷） 16（长叶烯）

平均含量

平均含量

表 4 不同使用时间的挥发性物质的分布

五、发酵床垫料的挥发性物质特性

4 、不同使用时间发酵床垫料挥发性物质的分布特征

聚类分析

均存在的：正二十烷和二丁基羟基甲苯。有些物质只在一定使用时间的垫料检测到：如 4,5- 二环己基 -2,7- 环己烷、十八烯、正十六烷、碘代十六烷、长叶烯、哌啶类等。

类别Ⅱ5 个月

类别Ⅳ两个时间

类别Ⅲ16个月

λ=λ=6.166.16

类别Ⅰ9 个月

使用 7个月 使用 5个月

使用 16个月

使用 9个月

非线性映射分析

五、发酵床垫料的挥发性物质特性

六、垫料发酵程度判别模型的建立和验证 1 、发酵床垫料的理化性状、微生物生物量间的相关性

在 0.05和 0.01水平下， pH 值和吸水性之间无相关性。

其他指标间两两相关，说明这些理化性状和微生物生物量间具有密切的关系，共同指示着发酵床垫料发酵程度的变化。

pH值 吸水性 盐度 悬浮率 电导率 全氮 微生物生物量氮

吸水性 -0.311 盐度 0.405** -0.515** 悬浮率 -0.580** 0.686** -0.633** 电导率 0.357* -0.626** 0.683** -.671** 全氮 -0.343* 0.500** -0.464** 0.537** -0.431** 微生物生物量氮

-0.346* 0.567** -0.496** 0.568** -0.500** 0.973**

微生物生物量碳

-0.396* 0.626** -0.617** 0.781** -0.786** 0.419** 0.498**

注：*指显著相关(p<0.05)；**指极显著相关(p<0.01)。

2 、发酵床垫料的理化性状、微生物生物量间的主成分分析 Mean Std. Deviation Extraction 序号

pH值 8.4200 0.47491 0.450 8 吸水性 0.8233 0.22191 0.635 7 盐度 0.6033g/l 0.14895 0.638 6 悬浮率 11.8293% 8.84045 0.814 4 电导率 4.7993mS/cm 1.24281 0.782 5 全氮 0.66598% 0.113103 0.932 2

微生物生物量氮

196.5718mg/kg 37.93040 0.939 1

微生物生物量碳

3108.3948mg/kg 658.06225 0.823 3

Initial Eigenvalues Extraction Sums of Squared Loadings 序号

Total % of Variance Cumulative % Total % of Variance Cumulative %

1 4.951 61.891 61.891 4.951 61.891 61.891

2 1.062 13.279 75.170 1.062 13.279 75.170

3 0.717 8.957 84.128

4 0.505 6.311 90.438

5 0.360 4.499 94.937

6 0.250 3.131 98.068

7 0.138 1.724 99.792

8 0.017 0.208 100.000

表 5 每个指标的描述统计量和公因子方差比 表 6 各指标总的变异特性

各因子正交旋转后的空间载荷图 各指标的主成分图

六、垫料发酵程度判别模型的建立和验证

3 、发酵床垫料的发酵程度判别模型的建立 表 7 拟合模型的拟合优度情况

表 8 拟合模型的方差分析

线性回归模型方程： Y=7.232+3.395X1-0.018X2-0.001X3， R2=0.688；其中 Y表示发酵床垫料的发酵程度级别， X1 、 X2和 X3 分别表示全氮、

微生物生物量氮、微生物生物量碳。

Change Statistics

Model R R

Square

Adjusted R

Square

Std. Error of

the Estimate

R Square Change

F Change

df1 df2 Sig. F

Change

Durbin-Watson

1 0.830 0.688 0.662 0.65810 0.688 26.483 3 36 0.000 1.099

Unstandardized Coefficients

Standardized Coefficients Model

B Std. Error Beta t Sig.

常数项 7.232 0.805 8.982 0.000 全氮 3.395 4.636 0.339 0.732 0.469

微生物生物量氮 -0.018 0.014 -0.611 -1.268 0.213 1

微生物生物量碳 -0.001 0.000 -0.637 -5.671 0.000

拟合模型残差的直方图

六、垫料发酵程度判别模型的建立和验证

4 、发酵床垫料的发酵程度判别模型的验证 使用时间 样品 全氮/%

微生物生物量氮（mg/kg）

微生物生物量碳（mg/kg）

发酵程度 级别 Y值

1 1.34 383.07 4114.42 0.77 2 0.99 290.48 4227.96 1.14 3 1.36 385.13 3762.54 1.15 4 1.72 487.80 3335.38 0.96 5 1.44 406.80 3781.30 1.02

4个月

6 1.22 348.52 4033.52 1.07 1 1.47 409.59 3499.15 1.35* 2 0.95 273.78 3570.05 1.96 3 1.4 389.80 2961.86 2.01 4 1.07 308.75 3249.35 2.06 5 0.98 292.61 3373.24 1.92

6个月

6 1.48 411.35 2835.80 2.02 1 1.18 328.73 2383.21 2.94 2 0.62 191.44 3458.45 2.43* 3 0.68 198.26 3008.02 2.96 4 0.53 163.87 2813.20 3.27 5 0.51 148.85 3159.35 3.12

8个月

6 0.49 152.16 2695.32 3.46 1 0.64 192.21 2228.18 3.72 2 0.51 148.00 2106.27 4.19 3 0.52 155.29 3254.69 2.95* 4 0.44 127.60 2154.20 4.27 5 0.67 194.81 2615.30 3.38*

15个月

6 0.54 160.62 2051.33 4.12

模型判别准确率达 83.3% ，精确度可以满足垫料发酵程度归类。

六、垫料发酵程度判别模型的建立和验证

七、总结与展望七、总结与展望总结

发酵床垫料的 pH 值、电导率、含水量、盐度、全磷、全钾呈升高的趋势，吸水性、悬浮率、有机质、全氮和微生物生物量碳含量逐渐下降；微生物生物量氮含量的变化规律不明显。

检测到 89 种脂肪酸生物标记，累积百分含量最高的三个脂肪酸生物标记是 16:0、 18:1 ω9c 、和 18:1 ω7c 。

检测到 7类 27 种挥发性物质，包括烷类、烯类、酯类、苯类、酚类、哌啶类和噻吩类。分布普遍的有二丁基羟基甲苯和烷类物质。

垫料的发酵程度判别模型为： Y=7.232+3.395X1-0.018X2-0.001X3， R2=0.688 。判别模型的准确率达 83.3% ，精确度可以满足微生物发酵床垫料发酵程度的归类。

展望

七、总结与展望七、总结与展望

今后的研究方向可以有以下两点：

采集使用一年半以上的发酵床垫料来检验本论文中建立的发酵床的发酵程度判别模型。

测定全国乃至国外的发酵床垫料的发酵程度判别指标，进一步修订本论文中发酵程度的判别模型，使其能更广泛使用。

致 谢致 谢衷心感谢本论文的指导老师——刘波研究员、蓝江林博士和林娟教授，在整个研究生阶段给予我很多鼓励和帮助。没有你们的悉心指导，就没有这篇论文的顺利完成！

衷心感谢福建省农业科学院农业生物资源研究所的所有工作人员和同学！

衷心感谢学院的领导、老师和我认识的所有同学，因为有你们的相伴，我的研究生生活变得充实而又快乐！