雞糞和玉米苞葉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和動(dòng)物養(yǎng)殖中營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量巨大的農(nóng)業(yè)資源,對(duì)其進(jìn)行好氧堆肥可以解決雞糞及農(nóng)業(yè)廢棄物所帶來(lái)的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)等問(wèn)題,符合我國(guó)關(guān)于主要農(nóng)作物化肥、農(nóng)藥使用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)的發(fā)展策略,且可以帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益,是資源科學(xué)化利用的有效途徑之一。在利用其作為原始物料進(jìn)行好氧堆肥的過(guò)程中,研制穩(wěn)定、高效的復(fù)合微生物促腐菌劑是這一技術(shù)的關(guān)鍵。本文旨在針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題展開研究,開發(fā)利用復(fù)合微生物菌劑進(jìn)行雞糞與玉米苞葉制備生物有機(jī)肥的綜合技術(shù)。首先經(jīng)過(guò)富集培養(yǎng)、初篩以及復(fù)篩等方法,篩選到高效木質(zhì)素降解菌株、纖維素降解菌株、除臭菌株,并將其與實(shí)驗(yàn)室保藏的其它功能菌株(蛋白酶菌株、淀粉酶菌株)進(jìn)行科學(xué)配伍,以雞糞和玉米苞葉為原始物料,通過(guò)添加不同種類與配比的微生物菌劑進(jìn)行好氧堆肥試驗(yàn),確定出最佳菌劑組合,并進(jìn)行菌劑的工業(yè)化生產(chǎn),最后利用生產(chǎn)的復(fù)合菌劑進(jìn)行大規(guī)模堆肥應(yīng)用的研究,并驗(yàn)證其肥效。主要結(jié)果如下:1、本試驗(yàn)從菜地、玉米秸稈及土壤樣品中分離篩選出178株具有降解纖維素能力的菌株,復(fù)篩選出一株命名為T-7的菌株為高效纖維素降解菌株,并鑒定其為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)。初篩篩選到87株具有降解木質(zhì)素能力的菌株,復(fù)篩選出一株命名為N_3-8的菌株為高效木質(zhì)素降解菌株,并鑒定菌株菌種為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)。在新鮮雞糞和堆肥雞糞中分離純化出38株具有除臭效果的菌株,經(jīng)初篩、復(fù)篩后,得到一株命名為C-9的菌株除臭效果最佳,并鑒定其為地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室所保藏的蛋白酶菌株和解淀粉酶菌株進(jìn)行了酶活力測(cè)定,挑選出其中酶活力最高的蛋白酶菌株JA和解淀粉酶菌株DF-16作為后續(xù)研究所用菌株,兩株菌株均為枯草芽孢桿菌(B.subtilis)。2、進(jìn)行了各菌株的拮抗試驗(yàn)、共存試驗(yàn),以及雞糞與玉米苞葉高溫堆肥試驗(yàn),確定了堆肥最優(yōu)菌劑組合,菌劑組成為:纖維素降解菌株T-7+木質(zhì)素降解菌株N_3-8+除臭菌株C-9+蛋白酶菌株JA+解淀粉酶菌株DF-16。以雞糞和玉米苞葉為原料,添加5種不同的微生物促腐菌劑,在有氧條件下進(jìn)行了高溫堆肥試驗(yàn)。在堆肥的不同階段對(duì)物料的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、水溶性有機(jī)碳、種子發(fā)芽指數(shù)、pH值及堆體溫度進(jìn)行測(cè)定,其中,添加M6菌劑使得物料的全氮、全磷含量增加了27.90%、42.85%,有機(jī)質(zhì)、水溶性有機(jī)碳下降了51.93%、56.10%,使得堆體溫度在第3 d達(dá)到高溫期并持續(xù)了10 d,最高溫度為58.9℃,堆體的種子發(fā)芽指數(shù)最終達(dá)到96.00%,以上結(jié)果表明添加菌劑M6的堆體各指標(biāo)相比對(duì)照組變化顯著。3、確立了堆肥復(fù)合菌劑各功能菌株的生產(chǎn)工藝。對(duì)上述菌株進(jìn)行了20 M~3發(fā)酵罐液體深層發(fā)酵產(chǎn)芽孢工藝以及后處理工藝的研究,獲得了各功能菌株的芽孢粉劑。以纖維素酶功能菌株為例,20 M~3發(fā)酵罐發(fā)酵條件為:種量4%,溫度36℃,通風(fēng)量1:0.8,轉(zhuǎn)速300 r·min~(-1),發(fā)酵時(shí)間48 h,最終總生物量為3.07×10~9 cfu·g~(-1)。離心濃縮條件為:轉(zhuǎn)速7100 r·min~(-1),進(jìn)料流量0.6 T·h~(-1),濃縮倍率達(dá)到9倍,收率達(dá)到96%。吸附料為麩皮,閃蒸干燥的后處理工藝的最佳工藝參數(shù)為:空氣入口溫度125℃、出口溫度80℃左右,每小時(shí)進(jìn)料量為90 kg。最終得到的芽孢桿菌T-7菌株菌粉含菌量為2.97×10~100 cfu·g~(-1),含水量小于5%。4、大規(guī)模腐熟應(yīng)用試驗(yàn)及其肥效檢測(cè)。將所生產(chǎn)的各菌株的芽孢粉劑菌劑按比例配制成復(fù)合菌劑,以每噸物料接入約30萬(wàn)億個(gè)活菌數(shù)的接菌量接入堆肥體系,35 d之后進(jìn)行全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)及種子發(fā)芽指數(shù)的指標(biāo)測(cè)定,結(jié)果顯示:全氮、全磷含量增加了37.90%、43.85%,有機(jī)質(zhì)、水溶性有機(jī)碳下降了56.93%、57.10%,堆體的種子發(fā)芽指數(shù)最終達(dá)到98.00%。將此有機(jī)肥應(yīng)用于小麥的盆栽試驗(yàn),結(jié)果顯示:施用后植株健壯,莖葉粗寬,色澤濃綠,植株鮮重增加26.41%,主根長(zhǎng)增加了55.56%,葉綠素含量增加了87.41%,植株含氮量增加253.27%。土壤總氮量增加了88.07%。綜上所述:本研究獲得了可高效促進(jìn)雞糞與玉米苞葉高溫好氧堆肥的功能性菌株,對(duì)其進(jìn)行了科學(xué)配伍制成復(fù)合菌劑,并實(shí)現(xiàn)了復(fù)合菌劑的工業(yè)化生產(chǎn),探明了應(yīng)用工藝,肥效明確。
【學(xué)位單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X71;S141.4
【部分圖文】：

圖 1 剛果紅染色后呈現(xiàn)的纖維素透明圈igure 1 Transparent hydrolysis circle by Congo Red stain各種試劑，將各管溶液混勻，用空白管以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制表 1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液 OD 值測(cè)定結(jié)果Table 1 Test result of glucose standard solution’s OD v1One2Two3Three4Four5Five6Six0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.43 3 3 3 3 3 沸水浴中加熱 10min立即用流水冷卻加入 6 mL

（5）形態(tài)觀察菌落形狀為圓形，大小為中，白色，邊緣整齊、不規(guī)則，不透明，表面干燥山口狀。經(jīng)革蘭氏染色后，菌株 T-7 的菌落、菌體形態(tài)及芽孢如圖 4 所示KR185853.1 Bacillus megateriumKU218526.1 Bacillus cereusEF433407.1 Bacillus velezensisEU689157.1 Bacillus amyloliquefaciensEF433404.1 Bacillus vallismortisNR 112723.1 Bacillus atrophaeusT-7MK235121.1 Bacillus subtilisKR185867.1 Sporosarcina pasteuriiLT599743.1 Bacillus licheniformis976084725966390.00050圖 3 菌株 T-7 的系統(tǒng)發(fā)育樹Figure 3 Phylogenetic tree of strain T-7

3）復(fù)篩結(jié)果初篩菌株中水解圈直徑較大的 28 個(gè)菌株進(jìn)行液體發(fā)酵，采用管碟清液的水解圈大小并定量，水解圈見圖 6，水解圈大小比較見表 表 4 各菌株的水解圈大小圖 5 菌株初篩時(shí)的水解脫色圈Figure 5 The hydrolytic zone at the time of preliminary screening圖 6 菌株復(fù)篩時(shí)的水解脫色圈Figure 6 The hydrolytic zone at the time of ambo-screening
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