低值水产品发酵微生物堆肥的制备及肥效研究

发布时间：2020-04-19 17:37

【摘要】：随着水产捕捞业和水产加工业的不断发展,低值水产废弃物产量越来越大,不仅造成资源浪费,同时污染环境。本试验将低值水产品与堆肥技术相结合,在堆体发酵过程中筛选优势微生物,并优化复合菌种的扩大培养条件,制备复合微生物菌剂。将微生物菌剂最终成品应用至堆肥发酵过程中,设置对照组,验证了堆肥技术发酵低值水产品的可行性及复合微生物菌剂对堆成发酵腐熟过程的促进作用。为低值水产品制备微生物堆肥的进一步研究和利用提供理论依据。主要结果如下:(1)发酵过程中优势微生物的分离与鉴定本研究利用平板划线法从堆肥发酵过程中筛选出的4株优势微生物,分别出现在堆肥发酵的前期(中温期)、中期(高温期)、后期(中温期);分别进行菌株的的形态学观察、生理生化试验以及分子生物学试验,最终判定其分别为蜡状芽孢杆菌(bacillus cereus.frankland)、粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)、原生节杆菌(Arthrobacter)、彭氏变形菌(Proteus penneri),选取这4株菌用于低值水产品发酵堆肥的制备中。(2)复合菌种的扩大培养条件优化将已分离提纯的发酵用菌种进行混合扩大培养,用于制备微生物菌剂。首先优化复合菌液的扩大培养基配方,再对培养条件初始pH、培养温度、转速、接菌量进行单因素及正交试验分析。最终得到扩大培养复合菌液的最适培养基配方为蔗糖20 g/L、酵母浸粉30 g/L、硫酸镁0.15 g/L、氯化钠0.13 g/L、磷酸二氢钾0.13 g/L,以6%(v/v)接入复合菌种活化液,调节初始pH=6,设置培养温度32℃,转速180 r/min,即得复合菌液的扩大培养液。(3)堆肥成品制备及肥效研究将得到的复合菌液的扩大培养液与稻糠粉混合,制备出微生物菌剂做为堆肥辅料参与堆肥的发酵。设置添加菌剂组为对照组,采集不同发酵阶段的堆肥为试验样品,对比监测两组试验中各项指标的变化趋势。发酵过程中两组水分含量变化趋势无明显差异;pH值均呈先上升后下降的趋势,由于堆肥前期有机物质的降解,释放NH~(4+)造成碱性环境,菌剂组总碳、总氮含量对比对照组均在第三天有明显的下降趋势,表明堆肥前期菌剂组中微生物活性优于对照组,菌剂组氨基酸态氮、可溶性蛋白质、铵态氮含量对比对照组均提前达到峰值,数据显示菌剂组已经趋向腐熟。最终两组堆体发酵腐熟的成品理化指标为:pH(菌剂组:7.88,对照组:7.5)、水分含量(菌剂组:65.45%,对照组:65%)、碳氮比(菌剂组:7.03,对照组:7.04)、铵态氮含量(菌剂组:0.13,对照组0.17)、种子发芽指数(菌剂组:93.3%,对照组:85.5%),重金属(Cr、Pb、Hg和Cd)含量在国标要求范围内,均满足腐熟堆肥的性质要求。菌剂组的游离氨基酸含量高于对照组,尤其是亮氨酸,异亮氨酸和半胱氨酸;微生物菌剂的添加还可以提高成品中的P、K、Mn、Fe、Na含量。在发酵过程中,两组碳氮比均维持在7左右,这与其他研究不符合,但成品却仍然能达到腐熟。通过本试验,一是制备出了复合微生物菌剂,可以加快堆肥的腐熟速度,提高堆肥成品营养含量。是验证了用堆肥法处理低值水产品固体废弃物的可行性,可以得到无害化的腐熟堆肥产品,用于农业生产中。解决低值水产品废弃物引起的环境污染,从而废物再利用,降低堆肥发酵过程中的氮损失,使原料中的营养物质得到最大化的利用效果。
【图文】：

菌落数,堆体,单位质量,无光泽

过程中的优势细菌，将其分别编号为 X1、X2、X形态学特征及革兰氏染色特性。其中 X1 的菌落直整齐、无光泽、淡黄色、透明、革兰氏染色呈阴性状为中间白点，四周螺纹状、边缘整齐、无光泽、X2 的菌落直径为 2 mm、菌落状态呈圆形、边缘整；DB 的菌落直径为 7 mm、菌落状态不规则、边缘革兰氏染色呈阳性。表 2-3 菌落特征Table 2-3 Colony Characteristics菌落形状菌落边缘光泽度颜色透明度圆形整齐无光泽淡黄色透明中间白点，四周螺纹状整齐无光泽白色不透明圆形整齐无光泽黄色不透明不规则不整齐无光泽乳白色不透明

菌落数,堆体,单位质量

图 2-2 单位质量堆体中细菌菌种 X2 的菌落数量分析Population analysis of the bacterial strains in the unit mass of the speci示为菌种 X2 在发酵过程中的分布情况，主要出现在发酵前酵天数达的增加，在发酵前期呈先上升后下降的趋势，，菌cfu/g，与 X1 出现在统一发酵时间，从菌落数量变化曲线为发酵第 5 天。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S141.4

【参考文献】