饲料和猪粪中重金属含量特征及堆肥耐铅镉菌株的筛选鉴定

发布时间：2020-03-28 10:10

【摘要】：随着畜禽养殖业的集约化发展,粪污对环境的危害日益突出,饲料中过度使用的金属离子添加剂会随着粪便排放到环境中,导致土地板结、有益生物种类和数量锐减,重金属污染物通过生物富集作用,最终会对人类的健康带来极大的安全隐患。但是,畜禽粪污通过添加益生菌科学而堆肥发酵,可以“变废为宝”,改善生态环境,营造“绿水青山”的美好愿景。畜禽粪便中的重金属污染物可以通过微生物进行环境修复治理。为了全面地了解山东省内养殖场的饲料和猪粪的重金属含量,并筛选到适宜的菌株添加到畜禽粪便堆肥处理过程中,以降低重金属污染物的生物学效应,本研究首先对分布于山东省16个地市的86个规模化猪场的860个饲料和粪便样品分别进行了采集和矿物质含量的测定,据此组建了发酵模型,继而从发酵产品中筛选耐重金属的菌株,进一步研究耐重金属微生物的生长发育条件及其对重金属的耐性或抗性机理。研究结果可为利用耐性和抗性微生物来降低畜禽粪便堆肥过程中重金属的生物学效应、从而为生物的环境修复提供理论依据和试验数据。研究结果表明,在采样的86个猪场的饲料中,其Fe、Mn、Ca、Zn和Cu的平均添加量大都符合《饲料添加剂安全使用规范》(农业部1224号公告)的要求,只有少数养猪场的最高检测值超过了规范中的最高限制值,说明,我省规模化养殖场全价饲料中矿物质元素的含量总体上是符合国家标准的,个别养殖场存在不同程度的超标添加矿物质元素的现象。猪粪中矿物质元素残留量的分布趋势与其在饲料中的含量相一致,其中配合饲料中与粪便中Zn和Cu的含量存在着显著的相关关系。研究结果表明,饲料中矿物质元素的过量添加是导致猪粪中Zn和Cu元素残留量趋于超标的主要原因。对猪粪进行了堆肥处理和筛选耐铅、耐镉菌株,结果成功地筛选分离出两株耐Pb和Cd的细菌,编号分别为C1和T2。通过对C1和T2细菌形态特征观察、常规生理测定和16S rDNA序列同源性比对分析,初步鉴定出这两株菌株分别是奈氏西地西菌(CTimes New neteri)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。进一步对C1和T2型两种菌株的生长条件进行了优化,结果表明两株菌的最适pH均为7,最适生长温度均为37℃,最适NaCl浓度分别为0.5%和0.5-2%。C1和T2菌株对Pb、Cd的去除率均在50%以上。
【图文】：

分布图,采样点,分布图,全价配合

区域概况及样品采集究采样点分布于山东省 16 个地市，，分别为烟台市、青岛市、日照市滨州市、潍坊市、淄博市、枣庄市、济南市、淄博市、泰安市、莱市和菏泽市。在覆盖山东 16 市范围内对生猪养殖场的全价配合，然后随机在 86 个规模化猪场采集粪便样品和饲料样品 860 个。的样品涉及生猪养殖的不同生产阶段，分别为哺乳母猪、种公猪、和生长后期，同时采集各阶段的猪粪和对应的全价配合日粮。每个个饲养单元，采集饲料样品，将其混匀取 2 kg 带回实验室；同时中采集粪便，每个饲养单元随机选取 30 个样点，混匀后取 2 kg 带验室风干、研磨、过尼龙筛（100 目）后置于密封袋中供分析测试

小麦秸秆,猪粪,发酵过程,中温

0-300 300-400 400-1000 >10000质量分数 Content (mg kg-1)0-20 20-50 50-100 0质量分数 Content (mg kg-1)图 1 山东省猪粪中 Zn 和 Cu 的质量分数分布图Fig. 1 Distribution of Zn and Cu in pig manure of Shandong Province粪与小麦秸秆堆肥发酵相关指标的变化粪与小麦秸秆发酵过程中温度变化温、高温和后熟降温 3 个阶段是堆肥温度变化规律。而堆肥的关键此期间大部分有机物进行氧化分解，而绝大多数的致病微生物因被化。两次堆肥温度升温迅速，从第 1 天温度就升到 50℃以上，并持加外源菌种的堆体 1-1 的最高温度和温度值均高于对照组 2-0，说明高微生物的代谢活动强度，有益于有机质的氧化分解和病原菌的去
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X713;X172

【参考文献】