堆肥过程中纤维素降解菌的筛选及N素原位保全技术研究

发布时间：2020-04-14 15:09

【摘要】：秸秆和畜禽粪便资源化利用一直是科研工作者关注的热点问题。纤维素作为秸秆主要成分,是地球上数量最大的可再生资源之一,利用微生物进行秸秆纤维素降解已成为目前较有效且更接近自然生态的一种方法。畜禽粪便用于发酵堆肥处理时普遍存在氮素损失问题,降低了有机肥料养分含量,同时造成环境污染。本研究旨在从以猪粪和秸秆为原料的堆肥中筛选具有纤维素降解能力的菌株,以期加速堆肥发酵进程缩短发酵周期。同时利用筛选的高效纤维素降解菌和实验室保存菌种(除臭脱硫菌)与化学调理剂(氯化钙)结合,设置3个处理组,分别为:处理1(猪粪+秸秆)、处理2(猪粪+秸秆+氯化钙)和处理3(猪粪+秸秆+氯化钙+混合菌),用于猪粪与秸秆堆肥发酵,以期为控制氮素损失提供可靠的堆肥方案,为提高堆肥质量提供科学依据。本研究得出以下结论:(1)通过刚果红培养基和滤纸条降解试验作为初筛,并进行液体发酵培养测定酶活力,得到羧甲基纤维素(CMC)酶活和滤纸(FPA)酶活均很高的2株菌,通过一系列的鉴定可知:1号菌为枯草芽孢杆菌(Bacilus subtilis),7号菌为隐球酵母菌(Cryptococcus flavescens)。并对其进行产酶特性研究,结果表明,在pH值6.5,培养时间48 h的条件下,1号和7号菌株的CMC酶活封闭额达 26.82、31.28 U/mL,FPA 酶活达 20.32、30.82 U/mL。(2)堆肥过程中堆温50℃天数:处理1(22d)处理2(27d)处理3(30d),满足粪便无害化卫生标准,各处理组pH值、水分含量变化趋势相近。添加菌剂的处理组3可加快有机碳(TOC)的分解和全氮(TN)、全钾(TK)和全磷(TP)含量增加。试验结束时,各处理组堆体的T0.6,已达到了完全腐熟。(3)堆体内加入不同类型的调理剂可不同程度减少臭气产生,减少N素流失。各处理组能闻到臭味的时间分别为:26、16和10d。试验组的NH3和H2S释放量均表现为:处理组1处理组2处理组3。外加CaCl2和菌剂对堆体内臭气挥发存在明显减弱作用。堆体内加入不同类型调节剂对堆体中N素含量影响为:随着堆肥进行,TN逐渐增加,NH4+-N先增加后减少且逐渐转化为N03--N,堆肥结束时,试验组NO3--N含量分别为:1200、1560和1580mg/kg。(4)堆肥过程中N素转化关键微生物菌群变化特征为,氨化细菌数量先上升后降低,硝化细菌、反硝化细菌与固氮菌数量均为逐渐增加趋势。处理组3中4种N素转化关键微生物数量均高于其它处理。氨化细菌与NH3、NH4+-N极显著正相关关系;硝化细菌与NH3和NH4+-N为负相关关系,而与NO3--N呈正相关关系;反硝化细菌与NH3为负相关,NO3--N为显著正相关。
【图文】：

技术路线图,技术路线,堆肥,保氮效果

东北农业大学农业硕士学位论文逡逑１．４研究内容逡逑（１）促进秸秆腐解的微生物菌株（纤维素降解菌）筛选。逡逑（２）堆肥腐熟过程中的关键指标动态变化研究。逡逑（３）化学调理剂及微生物菌剂对堆肥除臭及保氮效果研宄。逡逑１．５技术路线逡逑

菌株,酶活,降解效果,滤纸

仅在边边处产生毛毛；６号和１０号对滤纸条基本不降解。逡逑将菌种置于液体发酵产酶培养基里培养２邋ｄ，并设置３次重复，测定ＣＭＣ及ＦＰＡ酶活，和滤纸逡逑条降解效果、ＨＣ比值共同评价降解效果，最终得到２株ＣＭＣ和ＦＰＡ酶活均较高菌株（图３－１）。降逡逑解滤纸能力强菌株１号、７号ＣＭＣ及ＦＰＡ酶活都较高，，１号和７号菌株的ＣＭＣ酶活达２６．８２邋Ｕ／ｍＬ和逡逑３１．２８邋Ｕ／ｍＬ，邋ＦＰＡ酶活达２０．３２邋Ｕ／ｍＬ和３０．８２邋Ｕ／ｍＬ，较其他菌株高。因此，把
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S141.4

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