中國作為農(nóng)牧業(yè)大國,畜禽廢棄物是三大主要的廢棄物之一,其污染性,危害性之大,引起人們的高度重視。特別是抗藥菌與抗生素抗性基因及其傳播網(wǎng)絡(luò)已成為潛在的臨床威脅。本文基于整合宏組學(xué)技術(shù),以兩種輔料混合雞糞堆肥,探究了其微生物組成、演替、以及其胞外功能酶系的動(dòng)態(tài)變化過程,通過優(yōu)化堆肥過程參數(shù)與工藝條件,試圖實(shí)現(xiàn)耐藥微生物的消減控制,從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化畜禽廢棄物處理的減量化,無害化,和資源化。本論文開展的主要研究工作如下:(1)完成山東省部分地區(qū)生物質(zhì)固體廢棄物種類及處理過程的調(diào)研調(diào)研發(fā)現(xiàn),多數(shù)堆肥企業(yè)采取傳統(tǒng)的堆肥工藝,并不關(guān)注抗生素、抗藥微生物及耐藥基因的檢測(cè)分析,這是當(dāng)前畜禽廢棄物處理面臨的普遍問題。傳統(tǒng)的條堆堆肥工藝未引入機(jī)械化過程,不僅占地面積大,氣味明顯,而且耗時(shí)較長,無法高效處理畜禽糞污。有的堆肥企業(yè)添加微生物菌劑,但由于缺乏技術(shù)支持,因此盲目性大。因此,采用整合宏組學(xué)技術(shù),分析畜禽糞污中微生物區(qū)系的動(dòng)態(tài)變化,關(guān)注致病微生物種群,從而提出合理的優(yōu)化方案,將蘑菇渣或者糖渣作為輔料添加其中,優(yōu)化工藝,提高工業(yè)化效率。(2)雞糞混合金針菇渣堆肥條件優(yōu)化策略初探整合宏組學(xué)研究表明,宏蛋白質(zhì)組檢測(cè)相比于宏基因組檢測(cè)可以更快的反應(yīng)生境中微生物菌群的變化規(guī)律。由于雞糞金針菇渣混合原料含水量高,原有工藝翻堆頻繁,通氧過高,難以形成有效的發(fā)酵過程。優(yōu)化并減少翻堆頻次后,堆肥溫度能迅速提升,但未能達(dá)到60℃,因此含水率仍是限制性因素。基因組測(cè)序表明,細(xì)菌中變形菌門的含量雖有所下降,但仍舊含有大量的致病微生物,因此未達(dá)到無害化處理的要求。整合宏組學(xué)分析表明,在堆肥后期高溫生境優(yōu)勢(shì)微生物是嗜熱絲孢菌,該菌可以在高溫環(huán)境環(huán)境中大量分泌木聚糖降解酶系,因此,原料復(fù)配過程中降低含水率,適時(shí)翻堆通氧,增加關(guān)鍵微生物促進(jìn)高溫期盡快到達(dá)60℃,從而實(shí)現(xiàn)無害化處理。(3)利用功能宏蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)跟蹤分析雞糞木糖渣混合堆肥中微生物的演替過程采用條堆堆肥工藝,雞糞與木糖渣混合堆肥,溫度上升速度較慢,第7天才達(dá)到60℃,宏蛋白質(zhì)組分析表明,堆肥中的關(guān)鍵微生物群落(厚壁菌門,放線菌門)隨著溫度的升高逐漸成為主要的功能酶系產(chǎn)出菌群,而放線菌門的纖維素酶產(chǎn)出量大,推測(cè)混合木糖渣后有利于放線菌門的生長,從而控制甚至拮抗耐藥菌的存在。進(jìn)一步優(yōu)化堆肥工藝,如翻堆通氧等有助于無害化過程的實(shí)現(xiàn);而發(fā)酵過程添加含水量較高的污泥不利于堆肥過程,不利于嗜熱微生物的形成和優(yōu)勢(shì)種群的建立。(4)雞糞堆肥罐式發(fā)酵工藝優(yōu)化及混合木糖渣的二次堆肥工藝探索通過90m3發(fā)酵罐工藝優(yōu)化對(duì)雞糞快速除臭,降低含水率,宏基因組分析表明微生物種群以厚壁菌門為主,表明60℃以上高溫可以完成相關(guān)菌門如變形菌門中致病微生物的殺滅,而發(fā)酵后3天產(chǎn)物混合木糖渣,宏基因組分析表明微生物種群向著放線菌門快速演替,而宏蛋白質(zhì)分析也表明主要的關(guān)鍵酶系(纖維素酶,蛋白酶)主要來源于放線菌門,因此,通過兩步法,先進(jìn)行雞糞90m3罐式堆肥發(fā)酵,然后發(fā)酵產(chǎn)物混合木糖渣二次堆肥,可以完成在微生物種群有目的的定向演替,減少耐藥微生物的存在,實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物減量化,無害化,和資源化。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X71;X172;TQ920.1
【部分圖文】：

１３０元／方，杏鮑菇渣同價(jià)位，而其他蘑菇渣的價(jià)位則更低。由此可見，大型企業(yè)??如土秀才，奧利等有固定的采購對(duì)象和路線，可能價(jià)格較低。之所用較多的??蘑菇渣，這可能因?yàn)樯綎|是蘑菇渣產(chǎn)出的第二大�。▓D２－１），蘑菇渣價(jià)格低廉，??容易購買，且富含有機(jī)質(zhì)（６０－９０％），但實(shí)際使用時(shí)效果并不好，如農(nóng)戶調(diào)研反??饋不好，有機(jī)質(zhì)檢測(cè)不合格等，這可能都是因?yàn)槎逊蔬^程沒有控制好造成的，實(shí)??際上就是沒有管控好堆肥微生物，因此必須對(duì)蘑菇渣堆肥進(jìn)行深入研究，從微生??物和理化等多角度出發(fā)，指導(dǎo)蘑菇渣堆肥無害化，資源化利用。??糖渣［７０］是另一種比較廣泛使用的原料，但是木糖渣含水較高（５０％），酸性??較強(qiáng)，不易腐熟，是堆肥中相對(duì)難使用的原料，調(diào)研發(fā)現(xiàn)，各家企業(yè)對(duì)糖渣的采??購價(jià)格，含水率等指標(biāo)提供了不一樣的答案，因?yàn)榭啡┰�、糖醇渣、糖醛渣等�??是一種工業(yè)提取廢棄物

金針菇菌渣混合雞糞槽式堆肥理化性質(zhì)分析。Ａ，?Ｃ，?Ｅ，?Ｇ分別為翻堆頻次未優(yōu)化取??樣檢測(cè)的溫度，含水率，ｐＨ值，電導(dǎo)率值，Ｂ，Ｄ．Ｆ，Ｈ分別為翻堆頻次優(yōu)化后樣品檢測(cè)的??溫度，含水率，ｐＨ值，電導(dǎo)率值。??２７??

Ｆｉｇ．?３－２．?Ａｃｔｉｖｅ?ｚｙｍｏｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｉｘｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｔ．?Ａ．?ｇｅｌａｔｉｎ?ｚｙｍｏｇｒａｐｈｙ?ｏｆ?ｐｒｅ－ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，?Ｂ，??ｇｅｌａｔｉｎ?ｚｙｍｏｇｒａｐｈｙ?ａｆｔｅｒ?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ??利用明膠酶譜可以檢測(cè)混合堆肥中金屬蛋白酶活性，圖３Ａ表明從４天到１２??天的主要蛋白酶條帶沒有明顯變化，和Ｍａｒｋｅｒ完全不相同ＣＰｒｏＡ、ＰｒｏＤ）（Ｍａｒｋｅｒ??采用解淀粉芽孢桿菌胞外蛋白酶），且遷移率大的蛋白酶種類少，１０天后蛋白酶??條帶迅速減少，而此時(shí)纖維素酶活有輕微提高，推測(cè)隨著溫度的升高，微生物演??化為以降解纖維素為主（圖３－３Ａ）。而減少了翻堆次數(shù)以后（圖３－２Ｂ），蛋白酶??條帶并沒有發(fā)生明顯變化，和纖維素酶的變化也相對(duì)一致，發(fā)酵至８－１０天，纖??維素酶活性提高，而蛋白酶仍保持相對(duì)較高的活性，另外，圖３－２Ｂ中８－１２天蛋??白酶條帶無論是種類還是遷移率都和０－６天相對(duì)一致，推測(cè)這可能是因?yàn)殡S著翻??堆的進(jìn)行
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2858767