微生物菌株的筛选及其在农村生活有机废弃物堆肥中的应用

发布时间：2020-11-02 13:15

　　 目前,农村环境问题已经成为制约我国新农村建设的主要障碍,现阶段我国农村环境污染的主要特征已经从点源污染转向了面源污染。农村生活有机废弃物不合理的处置是造成我国农村面源污染的主要因素之一。如果农村生活有机废弃物得不到合理的处置,不仅会造成环境污染问题,而且还会因为废弃物中的营养成分得不到充分利用而浪费了资源。与焚烧、卫生填埋和厌氧制沼等处理方式相比,好氧堆肥在农村生活有机废弃物的综合处理方面具有独特的优势,它不仅可以解决农村生活有机废弃物造成的环境污染问题,而且还能生产出高质量的生物有机肥。此外,本文通过分析认为,我国有机肥行业的市场前景广阔。本文主要研究的是外源微生物接种剂在好氧堆肥过程中所起的作用,即通过菌株的分离纯化及其产酶特性的研究,筛选出可以用于堆肥接种的微生物,并通过液体培养和等比例混合的方式将其制成复合微生物菌剂,然后以该复合微生物菌剂作为接种剂,以新鲜鸡粪和糠醛渣作为堆肥材料,进行实地堆肥实验,以验证复合微生物菌剂在堆肥发酵过程中的作用。以下是研究所取得的结果:(1)通过菌株筛选得到了1株编号为TY-40的淀粉酶高产菌株,其酶活力可以达到9.159U/mL;3株编号分别为TY-3、TY-13和TY-40的纤维素酶高产菌株,其内切β-葡聚糖苷酶活力分别达到275.967U/mL、279.590U/mL、366.425U/mL;1株编号为TY-27的果胶酶高产菌株,其果胶酶活力可达到70.18U/mL。其中编号为TY-40的菌株同时具有淀粉酶活性和纤维素酶活性。(2)通过菌株间的拮抗试验发现,上述四株菌没有拮抗作用。并最终通过液体发酵及等比例混合的方式,制得了用于堆肥接种的液体复合微生物菌剂2L。(3)在进行堆肥发酵实验前,首先根据新鲜鸡粪和糠醛渣中的TOC、TN和含水率等指标进行堆肥配方的设计,通过计算并最终确定,当新鲜鸡粪和糠醛渣的质量比为3:2时可以满足堆肥发酵的最佳条件。在此配比下,堆肥物料中C/N为31,堆肥物料的含水率为55.6%。(4)以添加自制微生物菌剂的堆体作为处理组,以接种等量无菌蒸馏水的堆体作为空白对照组进行堆肥发酵实验,并对堆肥发酵过程中堆体的物理、化学及生物学指标(如pH、氮含量、脱氢酶活性、GI等)进行测定,结果证明,在鸡粪-糠醛渣堆肥系统中添加自制的微生物菌剂具有缩短堆肥升温所用时间,提高堆肥发酵过程中的温度,促进鸡粪-糠醛渣中有机质的降解和加快堆肥腐熟速度的作用,并且,自制的微生物菌剂在提高堆肥产品中种子发芽指数的方面,表现出一定的积极作用,而在堆肥的固氮和除臭方面,处理组和对照组没有表现出显著的差异。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S141.4
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 我国农村生活有机废弃物的处理现状
        1.1.1 我国农村种植业废弃物的处理现状
        1.1.2 我国农村人畜粪便的处理现状
        1.1.3 我国农村生活垃圾的处理现状
    1.2 国外农村生活有机废弃物的处理现状
    1.3 我国农村生活有机废弃物的处理方式
        1.3.1 卫生填埋
        1.3.2 焚烧
        1.3.3 厌氧制沼
        1.3.4 好氧堆肥处理
        1.3.5 其他处理方式
    1.4 好氧堆肥处理简介
        1.4.1 堆肥的定义
        1.4.2 好氧堆肥原理
        1.4.3 好氧堆肥的分类
        1.4.4 好氧堆肥的前景分析
    1.5 好氧堆肥中微生物接种剂的研究
    1.6 本研究的意义
2 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 土壤样品
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要仪器
        2.1.4 堆肥材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 培养基的配制
        2.2.2 实验相关溶液的配制
        2.2.3 功能性菌株的分离与筛选
            2.2.3.1 土壤样品中细菌的分离纯化
            2.2.3.2 菌株的淀粉酶活性初筛
            2.2.3.3 菌株的淀粉酶活性复筛
            2.2.3.4 菌株的纤维素酶活性初筛
            2.2.3.5 菌株的纤维素酶活性复筛
            2.2.3.6 菌株果胶酶活性初筛
            2.2.3.7 菌株果胶酶活性复筛
            2.2.3.8 菌种间的拮抗实验
            2.2.3.9 复合菌液的制备
        2.2.4 实地堆肥发酵实验
            2.2.4.1 堆肥材料
            2.2.4.2 堆肥实验设计
            2.2.4.3 堆肥实验测定指标及方法
3 结果与分析
    3.1 功能性菌株的分离与筛选
        3.1.1 土壤样品中细菌的分离纯化
        3.1.2 菌株淀粉酶活性初筛
        3.1.3 菌株淀粉酶活性复筛
        3.1.4 菌株纤维素酶活性初筛
        3.1.5 菌株纤维素酶活性复筛
        3.1.6 菌株果胶酶活性初筛
        3.1.7 菌株果胶酶活性复筛
        3.1.8 菌株间的拮抗实验
    3.2 实地堆肥实验
        3.2.1 堆肥过程中温度的变化
        3.2.2 堆肥过程中pH的变化
        3.2.3 堆肥过程中含水率的变化
        3.2.4 堆肥过程中脱氢酶活性的变化
        3.2.5 堆肥过程中多酚氧化酶活性的变化
        3.2.6 堆肥过程中有机质含量的变化
        3.2.7 堆肥过程中氮含量的变化
        3.2.8 堆肥过程中GI的变化
        3.2.9 堆肥发酵实验的感官评价
4 讨论
5 结论
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2867098