高效稳定纤维素分解菌群筛选及其分解特性研究

为获得能够在常温条件下(28~32℃)快速分解纤维素的微生物群体,利用限制性培养基从不同材料(森林腐殖质、腐烂的玉米秸秆、牛场料槽旁土样、麦垛底部土样和牛鸡粪混合储粪池中土样)的土样中筛选纤维素分解菌群,采用失重法测定菌群对不同纤维材料的分解能力及其在不同初始酸碱条件下的分解特性,用固体平板法对其菌株组成特性进行了初步探究。结果表明,不同材料筛选的纤维素分解菌群中,以牛鸡粪混合储粪池土样筛选的菌群分解效果最佳,该菌群48 h能将培养基内滤纸分解成糊状;6 d对滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、柞木木屑和杨木木屑分解率分别为94.95％,48.52％,45.05％,44.30％,11.00％,1.22％。在发酵液初始 pH 5~11范围内,对滤纸分解率超过84.59％,并将反应体系pH最终调节稳定在8.5~8.8;该菌群经分离纯化得到的8株真菌、6株细菌和3株放线菌相互接种构建的人工菌群不具备纤维素分解能力。筛选的纤维素分解菌群能够高效分解纤维素,同时对秸秆类木质纤维材料也具有较强的分解能力。     

玉米秸秆降解菌群CDS-10筛选及其特性研究

为筛选出对玉米秸秆等农业固体废弃物能够快速降解的微生物菌群,从不同畜禽粪便和秸秆腐熟物中分离出5类初始菌群并相互组配,通过继代培养筛选出高效稳定的降解菌群CDS-10,测定其不同培养代数的降解能力,酶活性和降解成分变化。结果表明:随着培养代数的增加,CDS-10菌群的降解能力逐步增加并在第30代后趋于稳定,分解率为63.09%;外切葡聚糖酶,内切葡聚糖酶,滤纸酶活性在第30代后趋于稳定,其中,外切葡聚糖酶活性显著升高,达到11.63 U/mL;玉米秸秆中纤维素,半纤维素和木质素均有不同程度减少,半纤维素的降解率最高,达92%。说明在适宜条件下,CDS-10菌群对玉米秸秆具有稳定高效的分解能力,主要降解玉米秸秆成分中的半纤维素,且影响降解效果的酶主要是外切葡聚糖酶。     

堆肥中高温纤维素降解菌的筛选和应用

选用PCS培养基和定期改变传代的方法,从高温堆肥样品中筛选出4组具有较强纤维素分解能力的混合菌群,从菌群的生长特性、纤维素酶活力和滤纸、水稻秸秆的降解能力等方面复筛出一组纤维素分解能力较强而稳定的混合菌群MixF-3。该混合菌群经72h能将滤纸完全崩解,崩解滤纸后的培养液pH值基本稳定在8.5左右。培养温度为55℃或65℃时有利于MixF-3复合菌群产生的纤维素酶活较快地达到最大值;55℃培养96h左右,培养液中最高酶活为91.05U/mL,培养7d对水稻秸秆的降解率为46.5%。将复合菌群MixF-3接种到猪粪和牛粪自然堆肥中,发现其能促进肥料快速升温,48h内超过65℃,加速了原料的快速腐熟,为进一步研究开发堆肥快速腐熟菌剂奠定了基础。     

鹅源高活力纤维素分解菌的分离鉴定

利用纤维素刚果红培养基初筛,滤纸失重和酶活测定试验复筛,从鹅盲肠筛选到1株纤维素分解能力较强的真菌F67。经中国科学院微生物研究所鉴定,F67为草酸青霉,微生物保藏号为CGMCC NO.2260。该菌在以纤维素为唯一碳源的培养液中,28℃振荡培养8 d,滤纸纤维素失重率达28.53%,滤纸酶活力(FPA)可达449.79 U/g。试验结果还表明,真菌分解纤维素的能力最强,放线菌次之,细菌最差。     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选试验

本试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、羧甲基纤维素酶活(CMC)、滤纸酶活(FPA)和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

复合纤维素分解菌的探讨

正近年来,农作物秸秆和畜禽粪肥的不合理利用,既造成了生物资源的浪费,又污染了环境。如何将这些生物资源"变废为宝"是目前亟待解决的问题。大量试验研究表明,这些废弃物的主要有机成分是纤维素,由于秸秆中木质纤维素占干重的40%~60%,且自然状态下极难分解。因此,纤维素的生物降解已成为生物技术处理有机固体废物的关键,也是生物学领域的热点问题。本文从土壤和不同材料的堆肥中分离筛选高效纤维素分解菌,并研究其对温度、pH的适应性,以便对纤     

纤维素分解菌的分离筛选及特性研究

试验旨在从鹅粪便中分离纤维素分解菌用于动物微生态制剂、生物堆肥及生物除臭剂的研究。试验采用刚果红染色法和摇瓶发酵法从鹅粪便中分离筛选出能高效降解纤维素的细菌,并用革兰氏染色法和16S rRNA基因比对法对其进行鉴定,然后研究该菌的耐热、抑菌及除臭特性。结果表明:从鹅粪便中分离到了1株D/d值为4.8(即透明圈直径为2.4 cm、菌落直径为0.5 cm)以及羧甲基纤维素酶活为0.37 U/mL的纤维素分解菌;经鉴定,该菌为芽孢杆菌属的甲基营养型芽孢杆菌,命名为Bacillus methylotrophicus G-6;该菌耐高温,在75℃时其存活率达到80%以上,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定抑制作用,对鸡粪中H2S和NH3的去除率分别达到57.81%和29.26%。     

秸秆分解后饲喂鹅效果好

(一)秸秆分解剂作用原理秸秆分解剂是一种酶制剂,可将秸秆中的纤维素和粗蛋白降解为葡萄糖和氨基酸,可被畜禽直接吸收,提高秸秆利用率。(二)秸秆的选择与处理选择干净、无毒、无特异味的植物秸秆,如玉米、大豆、小麦、油菜、水稻、树叶、根茬、各类毛草等干黄、鲜嫩秸秆等。将秸秆用秸秆粉碎机粉碎,粉碎程度过5毫米直径筛孔即可。(三)用秸秆分解剂1.秸秆分解剂的稀释。取秸秆分解剂500克,用150～200千     

畜禽粪便与作物秸秆无害化处理试验

用微生态制剂先将按比例混合的畜禽粪便与玉米秸秆粉进行发酵除臭,再利用处理后的混合物作培养基,饲养无菌蝇蛆,养蛆后的培养基可加工成有机肥。试验结果表明:①1∶1的鲜鸡粪与秸秆粉加入其重量0.5%的微生态制剂,密封发酵10天除臭效果最好。②培养基pH值5～7,接种密度6条/cm2,蝇蛆生长最好,每千克培养基4～5天可产鲜蛆0.28kg。③养蛆后培养基比养蛆前氮含量有所增加。     

高效微生物除臭剂在畜禽粪便堆制中的应用效果及其除臭机理研究

为探索治理畜禽粪便所产生恶臭气体对环境污染的新途径,本研究将筛选的数株高效除臭菌和纤维素分解菌群优化组合后制备成复合微生物除臭剂,研究其对畜禽粪便堆肥过程中的除臭效果和对堆肥物料特性的影响,定量分析不同阶段氮元素和硫元素的动态转化和损失途径,初步探讨其除臭机理。结果表明,复合微生物除臭剂具有高效除臭功能,在堆肥的前20 d对氨气和硫化氢的去除率高达70%和60%以上,同时使堆肥的pH、含水率和C/N降低,堆体的温度上升时间加快,高温持续时间延长;猪粪和鸡粪在堆肥第25和20天堆体温度达到最高,高于50 ℃持续15和20 d。堆肥结束时,与自然堆肥相比,微生物除臭剂减少了猪粪和鸡粪堆肥中25.84%和28.65%的氮元素损失,全氮(TN)和硝态氮(NO₃^--N)含量显著高于自然堆肥(P<0.05);同时促进硫元素向无机硫(SO₄^2-)形式转化, SO₄^2- 含量显著高于自然堆肥(P<0.05)。表明该微生物除臭剂具有高效稳定的除臭作用,并能减少堆肥肥效损失,促进堆肥腐熟,在资源化、无害化处理畜牧业废弃物和治理环境污染方面具有较大的应用潜力。     

响应面法优化微生物除臭效果的研究

为了减少畜禽粪便引发的恶臭气体污染,本研究选用具有除臭功能的贝莱斯芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和干酪乳杆菌4种微生物菌种作为Box-Behnke设计的4个因素,将4种菌种经活化后接入粪便中,以对应活菌数1×10⁴、1×10⁵和1×10⁶ CFU/g作为Box-Behnke设计的3个编码水平。利用响应面设计构建得到29种复合微生物菌株组合,以其对猪粪中吲哚、氨和硫化氢的去除率作为参考指标,优化得到了4株除臭菌种的最优添加比例。结果表明,当菌液浓度为1×10⁸ CFU/mL的贝莱斯芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和干酪乳杆菌分别以0.47%、0.05%、0.01%和1.00%的比例加入猪粪便中,堆积发酵7 d后对猪粪便中的吲哚、氨和硫化氢的去除率分别为73.59%、63.60%和70.29%。由此可见,经响应面设计优化后的除臭微生物菌种组合具有良好的除臭效果,对控制畜禽粪便恶臭污染具有较高的应用价值。     

畜禽粪便恶臭气体产生与调控的微生物学研究进展

近年来,畜禽粪便引发的恶臭气体污染逐渐成为公众关注的焦点。恶臭气体在产生和减少过程中涉及到多种微生物,且某些微生物种类在此过程中发挥着重要作用。因此,了解粪便中微生物的种类、性质和不同菌群在产生恶臭过程中发挥的作用是有效控制恶臭气体产生的技术关键。作者综述了与粪便产生恶臭化合物相关的菌群种类、恶臭化合物种类、不同菌群在产生恶臭化合物过程中的作用及国内外利用微生物原理的恶臭控制技术最新研究进展。     

畜禽粪污中金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的LAMP检测及其耐药性分析

为深入了解畜禽粪污中金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的流行及耐药状况,采用建立的畜禽粪便中金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的环介导等温扩增技术（LAMP）检测方法对山东省内牛粪污、猪粪、鸡粪、鸭粪中的金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌进行检测,进而对检测阳性样品进行分离,并对药敏试验中多重耐药性菌株进行耐药基因预测。结果表明,LAMP方法检测畜禽粪污中金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌与国家标准方法检测结果符合率为100%,重复性好,特异性高。从80份畜禽粪污样品中分离到的3株金黄色葡萄球菌均对青霉素耐药;34株大肠埃希氏菌对氟苯尼考、利福平的耐药比例高于50%,高于25%以上的还有氨苄西林、四环素、多西环素、磺胺异噁唑、头孢噻吩和头孢噻呋;耐药基因预测结果显示,鸡粪、鸭粪、牛粪和猪粪中的4株大肠埃希氏菌分别携带10、8、20和15种耐药基因;鸡粪中的1株金黄色葡萄球菌携带11种耐药基因。说明山东地区畜禽粪污中金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌耐药状况严峻,菌株普遍多重耐药,且携带多种耐药基因。     

好氧堆肥技术在畜禽粪污资源化利用中的研究进展

畜禽粪污处理是我国可持续发展进程的重要难题,关系到我国养殖行业的发展和美丽乡村的建设。本文梳理了当下国内畜禽粪污资源化现状、发展趋势和相关政策法规,对好氧堆肥和沼气发酵等畜禽粪污资源化处理方式、应用现状等进行全方位综合对比并明确其优缺点和发展前景,结果发现,利用好氧堆肥技术处理畜禽粪污更符合我国国情。同时分析国内外在堆肥机理、发酵工艺和设备等研究进展,系统整理了堆肥发酵过程中关键因素对其效果的影响,包括含水率、碳氮比、温度、pH值、通气量和微生物菌剂等,最后分析了畜禽粪污资源化过程面临的难题并提出建议。     

畜禽粪污中兽用抗菌药残留研究进展

随着畜禽养殖业的快速发展,兽用抗菌药污染带来的影响已逐渐成为人们关注的焦点,尤其是畜禽粪污中的兽用抗菌药残留问题已不容忽视。本文综述了畜禽粪污中兽用抗菌药残留的相关研究方向和成果,对兽用抗菌药在畜禽粪污中的残留现状,对土壤环境和植物生长的影响,无害化处理等方向进行了分析、评述,并指出开发中药、微生物菌剂等绿色兽药、堆肥菌剂、建立残留排放标准等研究方向。旨在为建立兽用抗菌药的安全性使用提供思路,为减少粪污抗菌药污染提供可行方案。     

发酵菌剂在畜禽粪便中的应用

随着我国畜禽养殖行业的迅速发展,畜禽养殖所产生的大量粪便成为最严重的污染源,若不及时处理畜禽废弃物,生态环境将会遭到破坏。无害化发酵菌剂的出现对实现畜禽粪便的再利用具有非常重要的作用。畜禽粪便通过生物发酵后,能充分分解其中的有机质,释放出养分,发酵期间产生的高温可以杀死病菌及虫卵,净化环境,生产高效优质的生物有机肥。主要从畜禽粪便发酵菌剂的应用和生物有机肥的功效等方面进行了简要的介绍。     

畜禽场微生物除臭技术的研究进展

畜禽场排放的氨气、硫化氢、挥发性有机物等恶臭污染严重危害人畜健康和周边环境,恶臭污染问题亟待解决。目前,畜禽场除臭方法多样,包括物理法、化学法和生物法。本文论述了微生物除臭技术的原理及在畜禽场以微生物添加剂的形式用于源头除臭、以生物过滤和喷洒的形式用于过程除臭、以发酵液等形式用于末端除臭的应用和研究进展,对微生物除臭技术现状和发展趋势进行简要分析。     

Swine manure composition affects the biochemical origins,composition, and accumulation of odorous compounds

Odors from swine production facilities are associated with the storage and decomposition of manure. Diet is linked to manure composition and will likely affect odor, but the microbial mechanisms responsible for manure decomposition and odor production are poorly understood. To identify the sources of odor during manure fermentation, substrates (starch, casein, and cellulose) were added to slurries of fresh swine manure, and the anaerobic accumulation of fermentation products and the consumption of substrates were measured relative to no addition of substrates. Volatile fatty acids and alcohols were the dominant fermentation products in all treatments. The total VFA concentration from starch treatment was greater (P < 0.001) than for all other treatments. Branched-chain VFA and aromatic compounds accumulated in all treatments, but accumulation in the casein treatments was greater (P < 0.001) than in all other treatments. Thus, addition of carbohydrate to swine manure slurries did not circumvent protein fermentation, as was previously observed in cattle manure slurries. Based on substrate loss, starch and protein fermentation were equivalent in all treatments, with losses of each exceeding 4% of the DM. Substrate additions had a limited effect on the overall accumulation of odor compounds in manure and on odor compound composition. Compared with the results of the earlier fermentation study of fresh cattle manure, swine manure fermentation produced less lactate and more products of protein fermentation (branched-chain VFA and aromatic ring compounds). We hypothesize that differences in manure organic matter composition between cattle and swine, a result of diet and digestion, select for bacterial communities that are adapted to the available substrate composition.