【摘要】：隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,我國畜禽糞便的年產(chǎn)量逐年上升,若不經(jīng)適當(dāng)處理會(huì)造成大量資源浪費(fèi),嚴(yán)重污染環(huán)境。豬糞在畜禽糞便中占有較大比重,目前,添加腐熟菌堆肥處理豬糞已得到廣泛應(yīng)用,然而在豬糞高溫堆肥過程中氨氣等臭氣釋放降低了堆肥氮素含量,還影響到了堆肥工業(yè)化生產(chǎn)。本研究篩選得到高效脫臭菌,優(yōu)化其發(fā)酵工藝;將篩選得到的脫臭菌應(yīng)用于豬糞堆肥中,探究其對豬糞堆肥氨氣釋放的抑制效果和保氮作用,并研究了脫臭菌脫臭保氮的機(jī)理。本研究以豬糞堆肥脫臭為目的,從土壤和豬糞堆肥中篩選出對氨氣去除能力較強(qiáng)的常溫脫臭菌1-6和耐高溫脫臭菌S4。通過生理生化實(shí)驗(yàn)和16S rDNA序列分析,分別鑒定為Bacillus amyloliquefaciens 1-6 和 Bccillus lincheniformis S4。菌株1-6和S4對氨氣去除率分別為52.74%和45.22%。對B.lincheniformis S4培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基配方為(g/L):葡萄糖15,酵母粉 10,KH2P041.5,MgS041,MnS040.005,CaC120.3。發(fā)酵條件:37℃,初始pH8.0,接種量2%,裝液量30 mL/250 mL,發(fā)酵48h生物量達(dá)到1.48×1010CFU/mL,芽孢率 85%。以豬糞和玉米秸稈為原料進(jìn)行堆肥實(shí)驗(yàn),在自制堆肥裝置中,對脫臭菌在豬糞堆肥中的脫臭效果進(jìn)行測定。在單一脫臭菌堆肥實(shí)驗(yàn)中,耐高溫脫臭菌的接種加快了堆體升溫速度,使高溫期延長了 3d;在高溫期初始階段,堆肥NH3釋放量達(dá)到最大值,接種常溫脫臭菌堆肥處理(T1)和接種耐高溫脫臭菌堆肥處理(T2)的氨氣釋放量分別為437.67 mg/h和576.18 mg/h,遠(yuǎn)低于對照組(CK)氨氣釋放量967.53 mg/h,T1和T2組氨氣釋放總量相比CK組分別減少38.44%和52.15%,T1和T2組總氮含量的增長率是CK組的1.69倍和1.93倍,添加脫臭菌對豬糞堆肥起到了脫臭保氮的效果。在復(fù)合脫臭菌堆肥實(shí)驗(yàn)中,接種兩種脫臭菌堆肥處理(T2)的氨氣釋放量為543.29 mg/h,遠(yuǎn)低于對照組(CK)氨氣釋放量766.45 mg/h和接種腐熟菌堆肥處理(T1)氨氣釋放量1148.64 mg/h,T2組堆肥處理氨氣釋放總量對比T1組處理減少64.52%,T2組總氮含量的增長率是CK和T1組的1.46倍和2.23倍,表明1-6和S4協(xié)同作用對豬糞堆肥的脫臭保氮能力高于單一脫臭菌作用。對豬糞堆肥脫臭菌的脫臭保氮機(jī)理進(jìn)行研究,B.amnlyloquefaciens 1-6和B.lincheniformisS4對產(chǎn)臭、腐敗微生物具有拮抗作用,能抑制這些微生物產(chǎn)生惡臭氣體;脫臭菌具有產(chǎn)酸能力,1-6和S4能夠產(chǎn)生甲酸、乙酸和丙酸,可降低堆體pH從而減少堆肥中氨氣的釋放,1-6和S4乙酸產(chǎn)量分別為379.20 mg/L和318.29 mg/L;通過對脫臭菌不同有機(jī)氨的利用能力分析,發(fā)現(xiàn)菌株1-6和S4對氨態(tài)氮利用能力較強(qiáng),并能將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,其中1-6氨轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng),對脫臭菌氨單加氧酶基因(amoA)的鑒定結(jié)果表明,脫臭菌B.amyloliquefaciens1-6是一種異養(yǎng)亞硝化細(xì)菌;脫臭菌的接種,增加了堆體中異養(yǎng)亞硝化細(xì)菌的數(shù)量,減少了氨氣的釋放。脫臭菌B.amvloliquefaciens1-6和B.lincheniformB.S4基于上述機(jī)理在豬糞堆肥過程中對NH3釋放有明顯抑制作用,有助于氮素固定于堆料中,減少氮素的損失。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S141.4
【圖文】：

磷酸緩沖液至２．５０邋ｍＬ，在每只比色管中加入３．００邋ｍＬ邋ＤＮＳ試劑，沸水�。靛澹恚椋�，逡逑取出后立即用冷水冷卻，蒸餾水定容至２５邋ｍＬ，在波長５４０邋ｎｍ處測其吸光度，逡逑繪制好的葡萄糖濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖２．１所示：逡逑葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑０．９０逡逑0邋８0邐ｙ邋＝邋０＾４４１４ｘ邋－邋０．００８０８逡逑０：７０邐Ｒ！＝邋0＂７８７逡逑０．６０逡逑０．５０逡逑Ｉ邋０４０逡逑§邋０３０逡逑０．２０逡逑０．１０逡逑０．００邋邐逡逑－０．１邋（ｐ00邋０３０邐１．００邐１．５０邐２．００邐２．５０邐３．００邐３．５０邐４．００逡逑商萄耱法度（ｉｎｇ／ｍＬ〉逡逑圖２．１葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋Ｇｌｕ逡逑２１逡逑

（ＯＤ６00）在３７°Ｃ條件下發(fā)酵２４ｈ后都能達(dá)到１０以上；由于堆肥過程中存在一逡逑段持續(xù)時(shí)間較長的高溫期，因此在堆肥實(shí)驗(yàn)中接種的外源微生物需要對高溫環(huán)境逡逑具有一定的耐受能力，圖３．２為３０°Ｃ至５０°Ｃ條件下，對脫臭菌和腐熟菌發(fā)酵２４ｈ逡逑的生物量測定結(jié)果。逡逑１＃?—■—邋Ｂ．ｔ？ｑｕｌｌｅｎｓｉｓ邋Ｂ４邐－邋Ｂ．ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ邋ＡＮＨ－２－５逡逑—？—Ｂ．ａｍｙｌｏｌｉｑｕｏｆａｃｉ？ｎｓ邋１－６邋￣－邋Ｂ．ｌｎｃｈｅｎｌｆｏｒｍｌｓ邋Ｓ４逡逑３Ｄ邐３５邐ＴＯ邐５０邐Ｓ５逡逑Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ＣＢｃ邋）逡逑圖３．２溫度對不同菌株的生長情況的影響逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｔｈｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＾邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｔｏ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｓｔｒａｉｎｓ逡逑當(dāng)培養(yǎng)溫度在４５°Ｃ以上時(shí)，４株芽孢桿菌的生物量都開始下降，其中常溫菌逡逑Ｂ４和１－６的生物量（ＯＤｗ）下降較為明顯。當(dāng)溫度升高至５０°Ｃ時(shí)，常溫菌Ｂ４逡逑和１－６的生物量降至１左右，生長受到強(qiáng)烈抑制，但仍然具有有一定的活性；而逡逑耐高溫菌的生長活性任保持較高水平，ＡＮＨ－２－５的生物量（ＯＤ６0ｑ）為６．８９，Ｓ４逡逑的生物量（ＯＤ６00）達(dá)到９．５４。逡逑表３．４展示了邋５０°Ｃ至７０°Ｃ條件下，脫臭菌和腐熟菌在ＬＢ平板上的生長情況。逡逑在ＬＢ平板上劃線培養(yǎng)４８ｈ后

３．２．２．２氮源的選擇逡逑測定不同有機(jī)氮源對生物量的影響，選擇豆粕、脫脂大逡逑豆粉、酵母粉和玉米漿作為待選氮源。由圖３．４可知，氮源濃度相同時(shí)，使用酵逡逑母粉Ｓ４的生物量最高。進(jìn)一步考察了不同酵母粉濃度對菌株Ｓ４生物量的影響，逡逑酵母粉濃度為２０邋ｇ／Ｌ時(shí)，其生物量達(dá)到最高。逡逑２ｉＪａ邐ｂ邐｜逡逑Ｎ１：邋Ｓｏｙｂｅａｎ邋ｍｅａｌ邐Ｎ３：邋Ｙｅａｓｔ邋ｐｏｗｄｅｒ邋％，逡逑１８＇邋Ｎ２：Ｄｅｆａｔｔｅｄ邋ｓｏｙｂｅａｎ邐Ｎ４：邋Ｃｒｏｎ邋ｓｔｅｅｐ邋ｌｉｑｕｏｒ邐Ｖ／Ｗ／／邐ｙ７７／７ｍ逡逑＿＿逡逑［］邐ｔ］３邐Ａ邐］邐５邐１０邐１５邐２０邐２５逡逑Ｎｉｔｒｏｇｅｎ邋ｓｏｕｒｃｅ邋（１０邋ｇ／Ｌ）邐Ｙｅａｓｔ邋ｐｏｗｄｅｒ邋（ｇ／Ｌ）逡逑圖３．４不同孰源對Ｓ４芽胞產(chǎn)量的影響逡逑Ｆｉｇ．邋３．４邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎｉｔｒｏｇｅｎ邋ｓｏｕｒｃｅｓ邋ｏｎ邋ｓｐｏｒｅ邋ｏｆ邋Ｂ．ｌｉｎｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ邋Ｓ４逡逑３．２．２．３無機(jī)鹽的選擇逡逑本實(shí)驗(yàn)考察了不同濃度a愃岫#鉀、硫酸鎂以及硫酸猛對Ｓ４逡逑生物量的影響，如圖３．５所示。逡逑｜｜｜＿逡逑１－０邐１５邐２０邐２５邐０．５邐１．０邐１．５邐２０邐２．５逡逑Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＫＨ２Ｐ0４邋（ｇ／Ｌ）邐Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＭｇＳ0４邋｛ｇ！Ｄ逡逑３６逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2749006