接种菌剂强化堆肥过程及碳氮物质转化规律的研究

发布时间：2020-09-12 09:11

　　 本研究旨在对堆肥生境中的功能微生物进行筛选、鉴定及特性检测分析并将其应用于强化堆肥过程。首先,对堆肥样品中的真菌和嗜热细菌开展筛选及鉴定工作,初步获得堆肥微生物菌株资源;其次对筛选得到的微生物进行耐高温、主要酶活力等指标的检测分析,初步了解其功能特性;最后将功能菌株制成微生物复合菌剂应用于强化堆肥生境中木质纤维素的降解及腐殖化过程。从牛粪-甘蔗叶堆肥样品中,共筛选出17株嗜热细菌及8株真菌,将其进行漆酶、滤纸酶、羧甲基纤维素酶等酶活力指标及产表面活性剂性能的检测分析。由此挑选出的三株嗜热细菌分别为:Ureibacillus.suwonensis(脲芽孢杆菌属suwonensi 种)(TB42),Geobacillus.thermodenitrificans(嗜热脱氮土壤芽孢杆菌)(7B62)和Bacillus.licheiformis(地衣芽胞杆菌)(TA65),并将其制成微生物复合菌剂TCMC,按两步接种法接种至堆肥-甘蔗叶堆肥中,研究TCMC菌剂对堆肥理化参数、氮素物质转化及水溶有机质(DOM)特性的影响。众多研究表明地衣芽孢杆菌、构巢曲霉及米曲霉均能分泌裂解多糖单加氧酶(LPMOs),因此挑选一株嗜热地衣芽胞杆菌TA65和两株嗜热真菌(Aspergillus.nidulans构巢曲霉GXU-和Aspergillus.oryzae米曲霉GXU-11)制成微生物混合菌剂CTMC,接种至牛粪-甘蔗叶堆肥中,研究接种CTMC菌剂对堆肥木质纤维素的降解、腐殖化过程及微生物群落结构演替的影响。堆肥是一个典型的微生物生态系统,微生物在堆肥过程中扮演着至关重要的角色。本课题对堆肥生境中的微生物进行了筛选,初步获得堆肥微生物菌株资源并将筛选得到的微生物制成复合菌剂应用于强化堆肥过程;并进一步研究了堆肥复合微生物接种剂对堆肥碳氮物质转化规律及微生物群落结构的影响,对改进堆肥工艺和了解堆肥微生物群落演替过程具有重要意义。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S141.4
【部分图文】：

有机固体废弃物中通常含有大量的蛋白质、氨基酸等含氮有机质，这些含氮有机质逡逑在堆肥发酵过程中经过氨化作用、氨同化作用、硝化作用及反硝化作用等一系列的生物逡逑化学过程进行氮素转化（如图１－２），且研究表明堆肥含氮化合物转化过程中的氮素损逡逑失可达到１６％－７４％［３，４，５】。根据好氧堆肥发酵过程中堆体温度的变化，可将含氮化合物的逡逑转化过程分为升温阶段及降温腐熟阶段两个阶段进行分析。逡逑第一阶段：升温期。在此阶段，堆体温度迅速升高，嗜热微生物活性显著加强，氨逡逑化菌群通过氨化作用将有机氮转化为铵态氮，造成氨气大量挥发，且研宄表明在堆肥高逡逑温期氨气挥发最为剧烈Ｗ。因此

堆肥的腐殖化过程，是在微生物和酶的作用下，经过连续的生物化学过程将一系列逡逑分子量不同的有机高分子转化稳定的腐殖物质的过程，是堆肥固碳的关键环节，直接影逡逑响堆肥的肥力和稳定性［２４１。如图１－４所示，目前普遍认同的腐殖质的形成的机理主要包逡逑括：糖－胺缩合学说、多酚学说、起源木质素的多酚学说、木质素学说、细胞自溶学说逡逑和微生物合成学说［２５］。研究认为，在堆肥生境中腐殖质的形成主要通过以下三种途径：逡逑Ｂｍｎｅｔｔｉ等［２６Ｈ人为木质素在微生物的作用下氧化生成的木质素类衍生物是堆肥腐殖质形逡逑成的前驱物质；而Ａｍｉｒ等［２７］研究认为微生物代谢产生大量酚型化合物、醌型化合物及逡逑脂肪族化合物，其通过复杂的反应机制形成腐殖质；此外，糖－胺缩合理论也是公认的逡逑堆肥腐殖质形成假说之一［２４】。逡逑６逡逑

＝肩逡逑■Ｉ邋、？邋一逡逑＼逡逑（ＳＩ逡逑图１－３堆肥过程中碳素转化模型逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｃｏｎｃｅｐｔ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ逡逑１．２．３堆肥过程中腐殖质形成机理研究逡逑堆肥的腐殖化过程，是在微生物和酶的作用下，经过连续的生物化学过程将一系列逡逑分子量不同的有机高分子转化稳定的腐殖物质的过程，是堆肥固碳的关键环节，直接影逡逑响堆肥的肥力和稳定性［２４１。如图１－４所示，目前普遍认同的腐殖质的形成的机理主要包逡逑括：糖－胺缩合学说、多酚学说、起源木质素的多酚学说、木质素学说、细胞自溶学说逡逑和微生物合成学说［２５］。研究认为，在堆肥生境中腐殖质的形成主要通过以下三种途径：逡逑Ｂｍｎｅｔｔｉ等［２６Ｈ人为木质素在微生物的作用下氧化生成的木质素类衍生物是堆肥腐殖质形逡逑成的前驱物质；而Ａｍｉｒ等［２７］研究认为微生物代谢产生大量酚型化合物、醌型化合物及逡逑脂肪族化合物，其通过复杂的反应机制形成腐殖质；此外，糖－胺缩合理论也是公认的逡逑堆肥腐殖质形成假说之一［２４】。逡逑６逡逑

【参考文献】

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本文编号：2817447