病死猪堆肥高温降解菌的筛菌、鉴定及其应用研究

发布时间：2018-12-12 13:08

【摘要】：为探索堆肥法在病死猪无害化方面的应用,从锯末和病死猪(粉碎)好氧堆肥样品中筛选具有高效降解蛋白质和脂肪的高温菌株,并研究其对病死猪粉碎后的堆肥效果。本研究采用稀释平板法和选择培养基初筛与酶活性复筛相结合的方法进行筛菌。然后对筛选到的菌株进行16SrDNA鉴定,并采用L9(34)正交设计对菌株的培养温度、pH、振荡频率及通气量四因素进行优化。最后以粉碎后的病死猪为原料,辅以锯末调节碳氮比,采用单因素4水平3重复试验设计进行堆肥试验,研究由筛选菌株组成的微生物菌剂(体积比N-3:Y-3=1:1,浓度108CFU/mL)的不同添加量(0.3%、0.6%、0.9%)对堆肥过程中温度、含水率、大肠菌群、病死猪降解率、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾及蛋白酶、脂肪酶、脲酶、脱氢酶酶活的影响。结果表明,从样品中分离得到一株高效降解蛋白质的高温细菌N-3和一株高效降解脂肪的高温菌株Y-3。经鉴定,菌株N-3的16SrDNA基因全序列总长1450bp与芽孢杆菌属的多个菌株具有同源性,与Bacillus aestuariiJP1的同源性达到99.5%;菌株Y-3的16SrDNA基因全序列总长1463bp,与Geobacillus属的多个菌株具有同源性,与Geobacillus sp.SY-9同源性为99.2%。据此判定菌株N-3和Y-3分别为芽孢杆菌胞菌(Bacillus aestuarii)和嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)。发酵罐优化结果表明,N-3在生长温度为55℃,pH值7.2,振荡频率200 r/min,通气量4L/min条件下培养时菌数最高,达到5.87×108 CFU/mL;Y-3在温度60℃,pH值7.2,振荡频率300r/min,通气量3L/min条件下培养时菌数最高,达到6.53×108 CFU/mL。病死猪堆肥试验表明,堆肥过程中对照组和接菌量0.3%、0.6%和0.9%各组最高温度分别为58.3℃、69.0℃、68.9℃、66.3℃,各接菌组间差异不显著(P0.05),但均极显著高于对照组(P0.01),且各接菌组堆肥温度达到60℃以上天数分别为8d、10d、9d,极显著高于对照组的0d(P0.01)。大肠菌群计数表明,对照组和接菌各组分别在堆肥第15d和第10d时达到无害化要求。至堆肥结束时,对照组和接菌各组的病死猪降解率分别为71.2%、75.7%、96.7%、97.1%。接菌各组(0.3%接菌组除外)病死猪降解率均极显著高于对照组(P0.01),0.3%接菌组与对照组间无显著差异(P0.05)。在堆肥结束时,对照组和接菌量0.3%、0.6%和0.9%各处理组全氮含量分别为1.80%、1.67%、1.83%和1.69%,全磷含量分别为1.68%、1.85%、2.11%和2.17%,全钾含量分别为0.53%、0.57%、0.61%和0.60%,速效氮含量分别为2.61 g/kg、2.70 g/kg、2.63 g/kg和2.60 g/kg,速效磷含量分别为3.40 g/kg、3.59 g/kg、3.82 g/kg和4.49 g/kg,速效钾含量分别为3.30 g/kg、3.33 g/kg、3.38 g/kg和3.51 g/kg,各组间无显著差异(P0.05)。在堆肥过程中蛋白酶、脂肪酶和脱氢酶活性与全氮含量呈极显著的负相关(P0.01),与脲酶活性无显著相关性(P0.05)。堆肥温度和蛋白酶、脲酶活性都呈极显著的正相关(P0.01),除对照组外,接菌各组脱氢酶活性和温度均呈极显著正相关(P0.01)。综上,堆肥过程中添加筛选到菌株N-3和Y-3制备的菌剂,可以用于病死猪腐熟堆肥,且两菌等比例混合后按0.6%接种至病死猪堆肥中能延长高温维持时间,加快死猪的降解,并可有效的杀灭其中的病原微生物,使其达到无害化要求。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4

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