高温堆肥中复合菌系对木质纤维素和林丹降解效果的研究

通过在堆肥中加入经过驯化构建的降解纤维素和林丹的复合菌系,探讨了接菌处理对提高堆肥效率和有效去除有机污染物的可能性。结果表明,该复合菌系对纤维素、半纤维素和林丹的降解都有较为明显的促进作用,而木质素含量在整个堆肥过程中几乎不降解,复合菌系的接种也未对其产生明显影响。同时使可溶性糖和淀粉在堆肥初期的分解加速,使堆肥在60℃以上高温持续时间延长,从而有利于有机碳的分解,有效缩短了堆肥腐熟时间。     

高温木质纤维素降解菌的筛选鉴定及其堆肥应用

为解决畜禽粪便堆肥发酵启动难、木质纤维素降解不充分等问题,筛选能在高温(50～70℃)堆肥中高效降解木质纤维素的高温降解菌株,并评估其在牛粪-秸秆堆肥应用效果.从高温时期堆肥样品中筛选能在50、60和70℃高温下生长、产酶的高温降解菌株.通过水解圈、秸秆崩解、纤维素酶活测试试验,筛选出BS40-4菌株,通过形态学观察和16S rRNA测序法,确定为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis.该菌株的堆肥应用效果结果表明,接种BS40-4菌株的处理具有发酵启动快、升温迅速、高温持续时间长、木质纤维素降解充分等优势,可有效提高堆肥发酵效率.     

牛粪堆肥中好氧纤维素降解菌群及产酶条件研究

对50℃下牛粪堆肥中的好氧纤维素分解菌群进行了研究,发现牛粪堆肥中纤维素的降解是各菌相互协调作用的结果,细菌、放线菌和霉菌都有降解纤维素的能力。分解纤维素的细菌和放线菌的种类虽多,但产酶量不高,而霉菌的种类虽少,产酶量却较高。从中挑选一株产酶量最高的曲霉WQ作为试验菌株,该菌最佳碳源是微晶纤维素 稻草粉,最佳氮源是蛋白胨 酵母膏,最适生长温度为35℃,最适起始pH值为5．5,在生长第8d产酶量最高,产生的纤维素酶在60℃下活力最高。     

城市污泥堆肥过程中纤维素降解菌的筛选及鉴定

以哈尔滨市文昌污水处理厂的脱水污泥为试验材料,以稻壳作为调理剂,采用自行设计的卧式旋转式污泥好氧发酵装置对污泥好氧发酵过程中纤维素分解菌的筛选进行研究。从城市污泥堆肥的升温阶段分离得到两株纤维素降解真菌,通过形态特征观察、rDNA-ITS序列分析结果表明,两菌株分别为尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)和脉孢菌(Neurospora sp.),编号为B、E。对两株真菌的纤维素降解特性的研究表明,在以滤纸为唯一碳源的液体培养基中,第10天滤纸失重率分别达到了53%和39%。     

一株纤维素降解菌株筛选及在低温好氧堆肥起爆应用

为解决北方寒区冬季低温环境下秸秆好氧堆肥起温困难问题,从腐烂秸秆及土壤中筛选可在5℃低温环境下正常生长,且具有木质纤维素降解能力的微生物菌株,为获得低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂奠定基础。研究使用刚果红染色法初筛,利用羧甲基纤维素酶(CMC)活性及滤纸崩解试验复筛,再鉴定获得的菌株,最后利用堆肥试验验证其起爆效果。试验筛选到一株耐冷纤维素降解菌LYG-01,其CMC酶活性为1.77 U·mL^-1,鉴定该菌为Lelliottia sp.。响应面分析结果表明,pH为6.8,培养温度为24.2℃,接种量达到3.12%时,为该菌株最适培养条件。堆肥中处理组在第72小时即达到高温阶段阈值(50℃),此时对照组温度仅升高至37.2℃,处理组高温阶段时间相比对照组延长33%。处理组温度峰值60.2℃,而对照组峰值为58.7℃。据此,可判断该菌可用于制备低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂。     

猴头菌对木质纤维素的降解

实验测定了4个猴头菌株在4种培养基质上生长时的营养规律。结果表明,猴头菌在废棉及棉籽壳基质上生长时子实体转化率较高,能够利用纤维素、半纤维素和木素为碳源。纤维素是猴头菌子实体阶段的主要碳源;猴头菌对不同纤维素含量的培养基质的利用率有显著不同;猴头菌生长期间能向基质中释放胞外 CMC 酶、FP 酶和 HC 酶,3种酶的活性高峰均出现在子实体生长阶段。     

耐高温纤维素降解菌对高温处理的动物尸体堆肥过程中氮素损失的影响

为探究纤维素降解菌在堆肥腐熟中的应用效果,试验将高温处理后的畜禽尸体与秸秆混匀后,分为不添加菌剂的对照组和添加1%的耐高温纤维菌（Parageobacillus thermoglucosidasius）的菌剂组,采用好氧静态通风的方式堆肥28 d,测定堆肥过程中的理化参数（温度、pH、含水率、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、总碳和总氮）和氮素转化功能基因拷贝数的变化等氮素损失相关的指标。结果显示,菌剂组的铵态氮含量和亚硝态氮含量均显著高于对照组,但最终总氮含量菌剂组低于对照组。堆肥前期对照组的nirK拷贝数显著高于菌剂组,且与NH4+含量显著正相关;菌剂组的nirS拷贝数极显著高于对照组,且与NO3-含量极显著正相关。堆肥中期,对照组的narG拷贝数极显著高于菌剂组,且与NH4+含量相关性接近显著水平（P=0.064）;堆肥后期,对照组的nosZ拷贝数极显著高于菌剂组。以上结果表明,耐高温纤维素降解菌主要通过氨氧化作用和反硝化作用在堆肥的前期来改变堆体的氮素循环,但也会促进反硝化作用导致氮素损失的增加。     

木质纤维素降解复合菌系筛选与鉴定

为了提高生物质秸秆降解速度,筛选高效生物质纤维素降解菌系,以富含玉米秸秆的腐烂物为菌源,用纤维素刚果红选择性培养基进行初筛,从中分离高效纤维素降解菌.初筛由刚果红培养基上透明圈直径大小以及滤纸条崩解能力初步判定;复筛则通过酶活的测定,包括滤纸条酶活的测定、羧甲基纤维素酶活的测定进行逐级筛选,从而组建高效菌株复合菌系.结...     

双孢蘑菇培养料木质纤维素利用及相关酶活性变化的研究

[目的]探究双孢蘑菇培养料理化性质、木质纤维素降解与其相关酶活性变化,为双孢蘑菇工厂化栽培建立科学的指标评价体系奠定理论基础.[方法]对3批次工厂化栽培的双孢蘑菇从堆肥到出菇的理化参数和木质纤维素及相关降解酶活性进行测定,并统计每批次产量.[结果]3批次培养料理化性状指标均在适宜范围.建堆时,培养料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量分别为23.19％、19.64％和16.12％;二次发酵结束时,三者相对含量分别为15.73％、10.93％和22.96％;双孢蘑菇出菇结束时,三者相对含量分别为8.37％、4.27％和18.98％.表明堆肥时期微生物和双孢蘑菇均优先利用纤维素和半纤维素,而对木质素的利用率相对较低.堆肥时期纤维素降解酶活性平稳,第1潮菇时急速升高,以后逐渐下降,其中羧甲基纤维素酶的活性(11.02～149.52 U/g)远高于α-纤维二糖酶活性(0.37～13.30 U/g),是降解纤维素的主要酶类.3种半纤维素降解酶在堆肥时期呈波动式变化,在第1潮菇时活性达到最高,其中木聚糖酶的活性(58.65～176.25 U/g)高于木糖苷酶活性(0.55～5.07 U/g)和α-阿拉伯呋喃糖苷酶的活性(2.29～39.60U/g),是分解半纤维素的主要酶类.漆酶在堆肥时期几乎没有活性,菌丝长满时活性急剧升高至14.57 U/g,并保持至原基形成.第3批次的各种酶活性、生物转化率明显高于第1批次和第2批次.[结论]3批次双孢蘑菇培养料的理化指标及酶活性变化趋势一致.在堆肥时期和出菇时期,优先利用半纤维素和纤维素,而木质素利用率较低.羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、漆酶是降解木质纤维素的主要酶类,各种酶活性与产量呈正相关.     

高效纤维素分解菌的分离鉴定及堆肥效果研究

采用CMC-Na平板法和刚果红染色法从自然发酵的牛粪中分离获得高效纤维素分解菌,通过形态学观察、生化试验及16S rDNA分子生物学对菌株进行鉴定,采用单因素法确定菌株的最佳培养条件,最后接种牛粪进行堆肥发酵观测其效果。结果表明:获得的菌株Y2鉴定为枯草芽孢杆菌;经产酶条件优化后,菌株Y2的滤纸酶活力(FPA)为15.83 u·mL~(-1),羧甲基纤维素酶活力(CMCA)高达100.81 U·mL~(-1),分别是优化前的1.3、2.76倍。堆肥试验结果表明:接种Y2组和EM菌剂组均在第3 d进入高温期(50℃),且高温期分别维持了9 d和8 d,接种Y2组纤维素降解率达到42%,而EM菌剂组为35%,接种无菌水组只有10.5%。菌株Y2在堆肥发酵方面具有较大的应用潜力。     

堆肥过程逸散抗生素耐药菌气溶胶的浓度及粒径分布特征

利用FA-I撞击式采样器采集5家堆肥厂内外生物气溶胶样本,对具有抗生素耐药性的细菌气溶胶浓度和粒径分布进行检测,并对其随传播距离的变化规律加以分析。结果表明:堆肥生产区细菌气溶胶浓度高达2.65×10~4CFU·m~(-3)。具有四环素和红霉素耐药性的气溶胶分别达到9.54×10~3CFU·m~(-3)和7.39×10~3CFU·m~(-3),占总细菌的36.44%和40.20%。以上3种生物气溶胶在细颗粒物中的相对丰度为13.04%～37.23%,且该丰度随逸散距离的增加而呈现下降趋势。红霉素和四环素耐药菌动力学粒径研究结果显示,两种耐药菌可能主要沉降在人体的咽喉部。     

高温持续时间对鸡粪堆肥中多重耐药菌、接合型质粒及耐药基因消减特征的影响

为研究堆肥过程中高温持续时间对多重耐药大肠杆菌及其携带的接合型质粒和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance gene,ARGs）消减规律的影响,本研究在鸡粪堆肥初始物料中外源添加多重耐药大肠杆菌菌液,并设置延长高温时间组（CT组）和常规堆肥组（NT组）两种堆肥条件处理,利用选择性培养及16S rRNA基因扩增子测序技术检测多重耐药菌群变化规律,同时利用数字PCR定量检测大肠杆菌16S rRNA基因、接合型质粒转移酶基因（MOBP）、氨基糖苷类耐药基因[APH(3)-Ib]及磺胺类耐药基因（sul2）和Ⅰ类整合子-整合酶基因（intl1）等污染物相对丰度变化,对比获得了延长高温时间对多重耐药菌及其ARGs消减速率的影响。结果表明,高温堆肥能够明显抑制堆肥中多重耐药菌的生长,并且CT组对其的抑制效果明显好于NT组。堆肥结束后,五种基因在CT组的相对丰度消减率为79.82%～99.99%,但NT组中腐熟期结束后APH(3)-Ib、sul2、intl1等基因相对丰度均高于初始物料。多重耐药大肠杆菌及其接合型质粒的消减规律均符合一级动力学方程,但APH(3)-Ib、sul2和...     

堆肥过程中纤维素酶活与纤维素降解相关研究

采用室内小型堆肥反应器堆肥,测定CMC酶活性和β-葡萄糖苷水解酶活性,测定堆肥物料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量,利用高效液相法测定葡萄糖和纤维二糖。结果表明,堆肥过程中,堆体温度前3 d迅速上升至45℃,进入高温期,维持8 d后进入降温期,最后与环境温度变化一致;β-葡萄糖苷水解酶活性第4天达最大值(1.482μmol p-Nitr·g-1DW·min-1),并在降温腐熟期维持在0.429~0.533μmol p-Nitr·g-1DW·min-1范围内;CMC酶活性变化趋势与β-葡萄糖苷水解酶活性相似,并在第7天达最大值(47.67μg glucose·g-1DW·min-1);纤维素和半纤维素降解趋势相似,均在高温期降解明显;木质素相对含量总体变化较小,且在降温腐熟期小幅增加。结果显示,CMC酶活性与纤维素和半纤维素降解呈正相关。     

生物炭对放牧绒山羊羊粪堆肥腐熟度及臭气排放的影响

为研究添加生物炭对放牧绒山羊羊粪堆肥腐熟过程的影响,以羊粪和玉米秸秆为堆肥原料,生物炭为添加剂,进行好氧堆肥试验,对照组（CK）不作处理,处理组1、2、3（T1、T2、T3）分别添加堆体干重的5%、10%和15%生物炭,分析生物炭对堆肥基本理化性质、腐熟度、臭气和木质纤维素组成的影响。结果表明：1）添加生物炭可以显著提高堆肥最高温（64.8 ℃）和延长高温期持续时间,并提高堆肥结束时的pH（P<0.01）,降低电导率。2）堆肥结束时CK、T1、T2和T3的总氮含量分别为19.69、19.92、21.30和20.30 g/kg,种子发芽指数分别为149%、154%、189%和186%。与CK相比,T2和T3显著提高堆肥结束时总氮含量（P<0.05）,降低堆肥氮素损失33.53%和23.71%,并显著提高堆肥种子发芽指数27%和 25%（P<0.05）。3）与CK相比,T1、T2和T3可分别减少NH₃累积排放量25.25%、40.50%和28.89%,减少H₂S 累积排放量26.33%、29.50%和30.09%。4）堆肥结束时4个组的纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为48.76%~56.29%、37.60%~48.13%和6.65%~14.20%。处理组纤维素降解率（T1（52.90%）、T2（53.81%）和T3（56.29%））均高于CK（48.76%）（P<0.05）,提高8.48%~15.44%;T2（48.13%）和T3（47.8%）的半纤维素降解率显著高于CK（38.43%）（P<0.05）,分别提高24.37%和25.22%;T2的木质素降解率（14.2%）显著高于T1（11.20%）和T3（10.37%）（P<0.05）,又极显著高于CK（6.65%）（P<0.01）,处理组木质素降解率较CK提高56.08%~113.04%。综上,在本研究条件下,在羊粪堆肥中添加生物炭可有效减少放牧条件下羊粪堆肥中氮素损失和臭气排放,促进木质纤维素降解,提高堆肥种子发芽指数和腐熟度,提升堆肥产品品质,因此推荐生物炭添加量为干重10%。     

禽粪好氧堆肥发酵高温阶段微生物的分离及其作用

文章对禽粪好氧堆肥发酵高温阶段微生物数量趋势及其对堆料中主要有害物质的降解作用进行了研究。微生物数量趋势排序为细菌>放线菌>霉菌。各类微生物降解情况为:淀粉类主要由细菌降解,放线菌次之,霉菌无效;蛋白类也主要是细菌降解,放线菌和霉菌均有一定作用;填充料秸秆中的纤维素类降解主要是放线菌和霉菌,细菌并未表现出效果。     

四环素和土霉素对羊粪好氧堆肥过程的影响

为研究不同四环素类抗生素对畜禽粪污堆肥化学性质及酶学指标的影响,本试验共设置3个处理,即CK （不添加抗生素,纯羊粪）、TC（添加含10 mg·kg^-1四环素的羊粪）和OC（添加含10 mg·kg^-1土霉素的羊粪）,并将不同处理的羊厩肥进行好氧堆肥处理（使用玉米秸秆调节C/N约为30）。结果表明： TC和OC处理堆体高温期持续时间缩短,与CK相比,TC处理堆体总积温显著降低49.3℃（P<0.05）。抗生素的添加使堆体pH、电导率与有机质分解速率受到一定程度影响。TC与OC处理使堆体过氧化氢酶活性显著降低0.24 mg·g^-1·min^-1和0.13 mg·g^-1·min^-1,脲酶活性显著增加17.38 mg·g^-1·d^-1和20.94 mg·g^-1·d^-1。研究表明,四环素类抗生素改变了堆肥过程中的化学性质和酶学指标,且不同种类抗生素影响的程度有差异,因此在堆肥发酵过程中要充分考虑这种影响,合理控制发酵条件,保证堆肥发酵的腐熟度。     

食用菌菌糠堆肥化发酵特性及腐熟进程

为探究外源木质纤维素分解菌微生物复合系对食用菌菌糠堆肥腐熟化的腐熟进程,开发食用菌菌糠的肥料化处理技术,将食用菌菌糠与猪粪混合堆制.以未添加木质纤维分解菌复合系的堆肥为对照,探讨木质纤维分解菌复合系对食用菌菌糠堆肥化发酵特性与腐熟进程的影响.结果表明:添加木质纤维素分解菌复合系的堆体比不添加对照处理的堆体提前3 d达到...     

畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征

为探究畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征,测定了南京附近养殖场的鸡粪、猪粪、牛粪中天然雌激素雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）和人工合成雌激素炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）含量。对三种粪便进行堆肥实验,测定了堆肥0、2、4、8、16 d和32 d时四种雌激素的浓度;并以牛粪为代表,对堆体进行不翻堆、两日一翻堆和一日两翻堆处理,研究了翻堆对堆肥过程中雌激素降解的影响。结果表明,三种畜禽粪便均含有较高浓度的天然雌激素,鸡粪和牛粪还含有人工合成雌激素,而鸡粪、猪粪、牛粪中雌激素的活性当量浓度EEQ值分别为3 595.86、268.84、1 207.12 μg·kg^-1,存在较大的雌激素污染风险;在堆肥32 d,鸡粪、猪粪、牛粪的EEQ残留率分别为10.1%、10.6%、0,堆肥处理很大程度上降低了雌激素污染风险。当畜禽粪便中多种雌激素共存时,雌激素降解受初始浓度影响显著,浓度高者具有较大的降解速率。雌激素降解速率随堆体内微生物活动发生改变,堆肥中期微生物活动最为活跃,雌激素降解速率高于堆肥前期和后期。对牛粪堆肥进行翻堆处理,增加了堆体内氧气含量,雌激素降解明显加快,翻堆有利于提高堆肥效果。而两日一翻和一日两翻堆肥中雌激素降解无明显差异,增加翻堆次数并不能显著提高堆肥效果。