鸡粪高温蛋白分解菌的鉴定及发酵条件研究

从自然发酵鸡粪中分离筛选出2株(编号JS4、JS8)高温蛋白分解菌,能产较高活性的中性蛋白酶。对JS4、JS8菌株的形态、培养特征和生理生化特性进行鉴定,JS4、JS8菌株分别属于枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。将2菌株复合接种发酵鸡粪,以中性蛋白酶活性作检测指标,研究鸡粪发酵条件。结果表明,最佳发酵条件为含水量为50%、接种量为1%、添加辅料为麸皮、pH值为7.0。     

利用有效微生物菌群进行鸡粪处理的研究

在实验室和生产场地进行了有效微生物菌群处理鸡粪的试验研究，结果表明，有效微生物菌群能大幅度减少鸡粪臭味、氨味，使鸡粪保存较多有效养分和具有较高生活活性，肥效好、有效微生物菌群处理鸡粪的适宜发酵条件为：采用自研有效微生物菌群，发酵鸡粪含水量50％，有效微生物菌群的发酵浓度3．5％－5．0％，发酵温度25℃以上，发酵时间3－7d。     

不同菌剂在鸡粪堆肥中的应用效果

选出适宜的鸡粪堆肥菌剂及其与辅料的配比,对促进鸡粪堆肥的效果具有重要的意义。本研究采用了接种不同菌剂的堆肥发酵试验,研究不同鸡粪堆肥过程中堆肥的养分、理化性状和发芽指数等参数变化。结果表明,接种等量不同微生物菌剂的堆肥效果基本一致,比鸡粪(CK)处理的发酵温度提前9~10 d达到50℃;种子发芽指数达到85.2%~87.3%,提高45.2%~47.3%;发酵周期缩短了12 d。接种菌剂处理比仅加米糠处理的发芽指数平均提高了18.8%。聚类分析得出5个处理的堆肥效果被分成了3类,接菌剂处理划归为第一类,表明3种菌剂堆肥效果基本相同;仅加米糠处理是第二类;鸡粪(CK)处理是第三类。本试验在鸡粪和米糠的C/N为25.5的条件下,分别接种3种不同的微生物菌剂(0.05%)的处理,堆肥效果较一致,比仅加米糠和纯鸡粪处理堆肥效果好。     

棉秆作为无土栽培基质的适宜发酵条件

为了研究棉秆作为无土栽培基质的最佳发酵条件,用正交设计的方法研究了 C/N、秸秆长度、添加氮源对棉秆发酵性能参数（包括发酵温度、有机碳、通气孔隙度、持水孔隙度、积温、种子发芽指数、电导率、pH值和容重）的影响。结果表明,在发酵过程中,C/N为25：1、秸秆长度为1 cm、氮源为鸡粪+尿素的处理有利于堆体保持较长时间的高温（＞50℃）,分别达到9、10、8 d,可缩短秸秆腐熟的时间。C/N对总孔隙度降低的影响显著,C/N为25：1的处理达到66.0%,降低了24.8%。秸秆长度对持水孔隙度、容重提高和积温有显著性作用,秸秆长度为1 cm的处理分别达到59.2%、0.30 g/cm3、1315.75℃,与发酵前相比持水孔隙度提高了111.1%,容重提高了76.4%。氮源对积温有显著性影响,氮源为鸡粪+尿素的处理达到1354.41℃。确定棉秆宜采用C/N为25：1,秸秆长度为1 cm、氮源为鸡粪+尿素的组合进行发酵。该研究中将棉秆发酵后作为草炭的替代品,不仅减少了对草炭开采造成的生态破坏,还能促进农业废弃物的循环利用,并且大幅度降低了无土栽培基质的成本,将会产生巨大的经济及环境效益,具有重要的研究价值和现实意义。     

腌制叶用芥菜发酵菌分离鉴定及应用研究

为获得发酵性能优良的菌株,生产优质的发酵叶用芥菜,本研究从自然发酵的芥菜中分离发酵用菌株,通过测定乳酸菌的生长、产酸和亚硝酸盐降解能力以及酵母菌的产气、产酯能力和蛋白酶活性等发酵特性进行筛选,并对筛选获得的优良发酵菌加以应用。结果表明,筛选获得的2株乳酸菌L8短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、L9植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和1株酵母菌Y9酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在腌制叶用芥菜中的发酵性能优良。与自然发酵的叶用芥菜相比,接菌发酵叶用芥菜的pH值和亚硝酸盐含量分别减少了2.22%和88.13%;总酸含量、氨基酸态氮含量分别增加了9.02%和28.09%。接菌发酵提高了腌制芥菜的营养品质和安全性。本研究丰富了叶用芥菜的发酵菌种,为蔬菜发酵加工产业奠定了技术基础。     

有机磷分解细菌的选育及其发酵条件的研究

采用有机磷培养基,从土壤中得到6个具有较强分解有机磷能力的菌株。以菌株A5作为出发菌株,进行了紫外线诱变,获得解磷能力明显提高的菌株AY09,其解磷量为17.84 mg.mL-1,比出发菌株A5提高了87.0%。对菌株AY09的发酵条件进行了初步研究,结果表明,碳源以1%玉米粉最好,氮源以2%NH4Cl为最佳,最适培养温度35℃,装液量为50 mL/250 mL,在发酵过程中,其发酵液的pH呈现先降低后升高的趋势。     

鸡粪与玉米秸秆混合发酵沼气产量影响因子研究

为探索物料配比、发酵温度、初始发酵浓度与产气量之间的关系以及各因素的重要性,通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆和鸡粪混合物为原料,在20、25、30、35、40℃下按不同干物质配比及初始发酵浓度分别进行厌氧发酵,分析不同物料配比、发酵温度、初始发酵浓度对发酵过程中pH值、累积产气量和TS产气量的影响,并对影响沼气发酵的各因子进行重要性排序。结果表明,物料配比、初始发酵浓度和发酵温度是影响产气量的重要因子,鸡粪与玉米秸秆2∶1、初始发酵浓度为20%时沼气产量最大;发酵温度在35℃左右时,各处理均能达到最优发酵效果;各因子对沼气产量影响的重要性依次为温度〉初始发酵浓度〉配比。因此,适当调整发酵温度以及初始发酵浓度将会有效提高沼气发酵利用效率。     

银杏花粉生物转化菌株的筛选及发酵条件优化

银杏花粉富含黄酮类化合物,且主要是黄酮苷。为了发酵银杏花粉并高效转化银杏花粉黄酮苷,本研究从保存的22株乳酸菌出发对生物转化菌株进行筛选,并进行生理生化和分子生物学鉴定;同时采用单因素试验从发酵温度、接种量、发酵时间、银杏花粉料液比4个参数对发酵条件进行优化。结果筛选出一株能单一利用银杏花粉生长并高效转化银杏花粉黄酮苷的菌株B_2,经鉴定为恶味乳杆菌。单因素试验结果表明,当发酵温度37℃、接种量2%(v/v)、发酵时间72 h、银杏花粉培养基的料液比1∶4(w/v)时,转化产物中的山奈酚含量最高。本研究结果为银杏花粉的深加工及功效成分研究奠定了理论基础。     

促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用研究

选用鸡粪和小麦秸秆为原料进行高温好氧堆肥,研究促腐剂在鸡粪堆肥发酵中的应用。结果表明,接种促腐剂可迅速提高堆肥初期的发酵温度,最高温度超过70℃,但发酵后期降温快,高温加快了堆肥的发酵。发酵20d种子发芽指数达到80%以上;发酵30d含氮量比对照高4.3%,含水量降低3个百分点。综合堆温、C/N、种子发芽指数各项腐熟度指标,接种促腐剂可使鸡粪堆肥腐熟时间比对照提前5d以上。接种促腐剂可降低物料对种子发芽指数的影响,显著缩短发酵时间,加快堆肥物料的水分挥发,使堆肥中的无机营养成分含量相对增加,从而提高鸡粪堆肥的质量。     

芽胞杆菌高产纤维素酶菌株的诱变选育与培养基优化

为获得高产纤维素酶菌株,采用紫外(UV)诱变和紫外-亚硝基胍(UV-NTG)复合诱变方法对新疆吐鲁番地区土壤中分离得到的产纤维素酶菌株芽胞杆菌C-8进行诱变筛选,并通过二次正交旋转组合试验和响应面试验对诱变筛选得到的菌株进行培养基的优化。结果表明,UV诱变菌株UV-5和UV-NTG比出发菌株C-8纤维素酶活分别提高了1.15倍和3.23倍;当发酵培养基中碳源浓度为3%、氮源浓度为1.5%、吐温-80的浓度为0.15%时,纤维素酶活达到453.20 U·m L-1,是出发菌株C-8的5.49倍和复合诱变菌株UV-NTG-10的1.7倍。本研究结果为纤维素酶的扩大发酵以及后期工业化生产提供了理论依据。     

粪秆结构配比厌氧发酵中pH、VFA与产气效果的关系

为探索发酵原料产气量与pH值、挥发性脂肪酸之间的关系,确定最佳原料配比以及发酵温度是关键。通过试验在恒温条件下以不同配比的鸡粪、麦秆混合物为原料,在25～40℃范围内进行厌氧发酵,研究pH值和挥发性脂肪酸对沼气产量的影响。结果显示,在约50d的发酵过程中,以40℃、鸡粪和麦秸3∶1处理的（简称鸡麦3∶1）累积产气量最高,达11492mL,25℃、鸡麦3∶1处理的累积产气量最低,为6227mL。在25、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐增加;在35、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的减少,产气量逐渐增加。pH值与日产气量成正比,而挥发性脂肪酸与日产气量成反比。     

接种菌剂对鸡粪堆肥的影响

将鸡粪与稻草混合均匀后接种芽孢杆菌菌剂,接种发酵菌剂处理发酵温度显著提高,堆体温度≥50℃的时间比对照增加3 d.发酵前期接种处理的pH值高于对照,第7 d接种处理和对照的pH值分别为9.23和8.87.发酵后期接种处理的pH值低于对照,发酵结束时,接种处理和对照的pH值分别为8.22和8.31.接种处理和对照的电导率和碳氮比总体变化趋势相同,都呈现下降趋势,但是接种处理的电导率和碳氮比在堆肥后期显著低于对照.发酵结束时,接种处理和对照的电导率值分别为1.78和2.12 mS/cm,碳氮比分别为14.2和16.9.     

鸡粪与油菜秸秆高温堆肥中营养元素变化的研究

以鸡粪和油菜秸秆为原料,采用人工好氧翻堆方式进行高温堆肥试验,研究堆肥制作过程中养分的变化规律。结果表明,堆肥过程中pH值在堆肥前期上升而后期下降;氨态氮、硝态氮、总氮相对含量在堆肥前期下降,后期上升;有效磷在堆肥前期略上升而后期略下降;总钾量呈不断上升趋势;腐植酸总量随发酵时间延长而下降。鸡粪和油菜秸秆堆肥时间在30d左右为宜。     

畜禽粪便堆肥作为功能微生物载体的研究

以堆肥作为3株功能芽胞细菌液体菌剂的载体,通过优化载体含水量、温度和接种浓度等关键影响因子,以不同时间载体中有效活菌数的变化为指标,探讨堆肥代替草炭作为功能微生物载体的可行性和最适条件。研究结果表明,载体C（鸡粪）、P（猪粪）、M（1∶1鸡粪猪粪）和TP（猪粪＋草炭）在72 h内的有效活菌数均显著低于草炭;混合载体TC2（50%草炭＋50%鸡粪）和TM1（25%草炭＋75%1∶1鸡粪猪粪）的有效活菌数随着时间的延长而增加,其中72 h时TC2的有效活菌数达到11.40×109 cfu.g-1,TM1的有效活菌数达到2.64×109 cfu.g-1,均与草炭无显著差异,因此适宜代替草炭作为功能微生物的载体。采用单因素实验,载体TC2和TM1的最优化影响因子为含水量30%、吸附温度30℃、菌液接种浓度为108cfu.mL-1。     

人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响

为提高人畜粪便和农作物秸秆资源化有效利用提供科学依据,研究了人粪与各种不同原料混合发酵的产气效率。试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以人粪、牛粪、鸡粪和玉米秆为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固TS质量分数为8%条件下,进行批量厌氧消化试验,研究人粪分别与牛粪、鸡粪和玉米秆按不同比例（干物质质量比为1∶1、2∶1、3∶1）混合发酵的产气速率、累积产气量的变化。结果表明,在25℃恒温条件下,人粪与3种原料的混合发酵,均能正常产气,均能在厌氧发酵开始后的5～14d达最大产气速率,在30d左右各自的累积产气量均能达到总产气量的87%～92%,其中人粪与牛粪的混合产气效率最好,各组物料的3种配比的平均累积产气量分别为26713、21281和21227mL,各组物料的最优配比的最高产气速率分别为1500、1260和1100mL·d^-1。在25℃下,人粪与牛粪混合发酵的最优配比为3∶1,人粪与鸡粪的为1∶1以及人粪与玉米秆的为3∶1,为人粪与不同原料配比的混合厌氧发酵提供了参考依据。     

浒苔堆肥化处理及对大白菜产量和品质的影响

以浒苔和玉米秸秆为主要堆肥原料,采用高温堆肥技术进行堆肥处理,并在大白菜生产中进行了试验研究.结果表明,浒苔+秸秆+EM菌剂堆肥处理50℃以上高温持续时间最长,达到19 d,优于鸡粪堆肥处理的高温时间,堆肥效果最好.有机物料腐熟剂可使堆体温度快速上升,主要保持在中温阶段发酵.浒苔堆肥对大白菜具有明显的增产作用,对其品质影响较小,肥效与鸡粪堆肥相当.施用浒苔堆肥可以减少化肥的施用量,避免养分淋失和对环境的污染.但浒苔堆肥施用量过大时可导致土壤pH值降低和土壤盐分含量提高.因此,浒苔堆肥在蔬菜生产中应用时要根据土壤理化性状确定施肥量,浒苔与秸秆或鸡粪混合堆肥作基肥施用时一般以不超过11.25 t/hm~2、单独施用浒苔(干),其用量以不超过5.6 t/hm~2为宜.     

适量通风显著降低鸡粪好氧堆肥过程中氮素损失

【目的】研究不同通风量对鸡粪好氧堆肥过程中温度、含水率、种子发芽指数 (GI) 及氮素形态转化的影响，以期在达到鸡粪无害化要求的前提下，为减少鸡粪好氧堆肥过程中的氮素损失、提高堆肥成品品质、优化通风曝气工艺参数和节省能耗提供参考。【方法】试验在山东某有机肥厂好氧堆肥车间开展，以鸡粪和稻壳为原料，按照1∶1(质量比) 混合均匀之后作为堆肥初始物料。在间歇性强制通风和翻抛条件下，设置低、中、高3个通风水平，即通风量依次为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min)，好氧堆肥周期为28 天。通过现场定期采样，测定温度、全氮、NH₄+-N、NO₃–-N、pH、含水率和发芽指数等指标，研究不同堆肥阶段各指标的变化和氮素形态的转化。【结果】在整个好氧堆肥周期内，堆体温度呈现先升高后降低的趋势，低、中和高通风量的最高温度分别达到68.3℃、71.8℃和68.6℃，高温 (≥ 50℃) 持续时间均超过12 天，达到了畜禽粪便无害化卫生要求；含水率逐渐下降，各通风量处理分别由最初的63.2%、62.1%和64.5%降低到32.4%、30.1%和29.2%；pH先升高后降低，至好氧堆肥结束时，各通风处理的pH均处于7.5～8.0 之间；种子发芽指数 (GI) 均大于80%，说明经过28 天的好氧堆肥后，三个通风处理条件下的鸡粪堆肥成品均达到了腐熟度要求。NH₄+-N含量均呈现先增长后逐渐降低的趋势；NO₃–-N含量呈现明显的增加趋势；总氮 (TN) 含量在整个好氧堆肥周期内整体上呈现先降低后增加的趋势；经过28 天的好氧堆肥结束之后，低、中、高通风处理的氮素损失率分别为19.8%、20.2%和29.6%，低通风量与中通风量之间差异不显著，高通风量显著高于低通风量和中通风量 (P ≤ 0.05)。【结论】在鸡粪进行好氧堆肥过程中，通风量为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min) 下，堆肥成品均能达到腐熟度和无害化要求，其中采用中通风量0.2 m3/(m3·min) 时的氮素损失较少，且种子发芽指数较高。综合以上指标及实际工厂化运行过程的影响因素，在鸡粪好氧堆肥过程中建议采用的通风量为0.2 m3/(m3·min)。     

接种木质纤维素分解复合菌系对堆肥发酵进程的影响

以具有高效木质纤维素分解能力的复合菌系作为接菌剂,接种到以牛粪、鸡粪和麦秸为材料的堆肥化过程中,测定了各发酵参数和物质成分的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片断多态性(T-RFLP)分析方法,研究了堆肥发酵过程中微生物群落的动态.结果表明,接菌对堆肥化过程中温度、水分和pH值的影响不大.经63 d发酵之后,接菌处理的半纤维素、纤维素和木质素的减重率比不接菌处理分别高4.3%、3.0%和3.4%.接菌处理的各个发酵阶段C/N比也明显低于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果显示,接菌后堆肥发酵初期复合系中的 Ureibacillus thermosphaericu、Pseudoxanthomonas taiwanensis、Tepidiphilus margaritifer、Rhizobiaceae str.M100、C thermobutyricum 和Bacillus thermoamylovorans 菌株大量定殖于堆肥体系中,DGGE图谱中可见接种处理堆肥体系中的条带数少于不接菌处理,而同一水平线的条带亮度明显高于不接菌处理.DGGE和T-RFLP的结果都表明接菌处理的微生物多样性少于不接菌处理.可见接种微生物在堆肥体系中占据优势,抑制了部分杂菌生长,促进了发酵进程.     

蚓粪促进玉米秸秆厌氧消化产气效果的研究

以玉米秸秆为试验研究对象,比较添加蚓粪后对秸秆厌氧消化产气特性的影响。在接种污泥比例为20%、30%、50%时,添加适当蚓粪,使其在35℃下中温厌氧消化,试验中研究产气量、pH值和乙酸产生量等参数的变化趋势。结果表明,添加蚓粪后,各处理的产气量均显著增加,其中50%接种污泥的处理累积产气量达340mL,增幅达67.05%,添加蚓粪的物料发挥了最大的产气效果。试验过程中pH值相对稳定,乙酸累积量较低。蚓粪的添加抑制了酸的累积,使pH稳定在一定的范围。