发酵鸡粪的高温蛋白分解菌的筛选

采用含有酪素的细菌培养基进行稀释分离,从自然鸡粪堆肥中筛选出16株分解蛋白能力较强的菌株,透明圈直径(d)最大达到66.5mm;通过酶活性的测定,得到9个菌株其中性蛋白酶活力较高,并且在50℃能良好生长;将9个高温菌株分别回接灭菌鸡粪,筛选得到有5个菌株能在鸡粪中定殖,50℃恒温发酵10天,活菌数达到109个g-1以上;接种JS8菌株进行鸡粪发酵,从温度、含水量及pH值指标上,均明显好于鸡粪自然发酵,说明人工添加外源菌群有利于缩短发酵时间、减少发酵过程中养分损失,具有广阔的应用前景。     

稻秸蚯蚓堆制后的物理、化学及微生物特性变化

利用水稻秸秆与畜禽粪便（牛粪、猪粪和鸡粪）等干重混合物（RCD、RPM、RCE）接种蚯蚓（Eisenia foetida）进行堆制,研究堆肥产物的物理、化学及微生物特性变化。结果表明,蚯蚓堆制30 d后,稻秸牛粪、稻秸猪粪堆肥产物MBC含量显著下降; 3种稻秸粪便混合物经蚯蚓堆制后,堆肥产物微生物代谢熵、脱氢酶和碱性磷酸酶活性增加,尤以RCD的变化明显。稻秸牛粪、稻秸猪粪及稻秸鸡粪混合物经蚯蚓堆制后,总固形物平均重量损失分别增加6.45%、4.22%和3.82%; pH值均降低,其中RCD显著降低。蚯蚓堆制有助于提高堆肥产物全氮、全磷和全钾含量,同时使碳氮比降低。水稻秸秆混入部分畜禽粪便经蚯蚓堆制可减少堆肥时间并提高堆肥质量,混入的粪便以牛粪最好,猪粪次之,鸡粪最差。     

微生物菌剂对麦草、鸡粪高温堆肥进程及质量的影响

通过鸡粪与麦草静态高温好氧堆肥,对接种微生物菌剂的堆肥处理与不接种微生物菌剂的常规堆肥过程中温度、碳氮比（C/N）、铵态氮以及种子发芽指数（GI）的变化进行了比较分析。结果表明：与不接种微生物菌剂比较,接种自制微生物菌剂CM和市售的有机废弃物发酵菌曲JM堆肥温度提前3d达到最高温度60℃;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过14d其C/N就由30降为15以下,较不接种提前10d;接种微生物菌剂CM和JM堆肥经过20d其NH4＋-N含量分别达到1.42,1.54g/kg,显著低于对照的2.01g/kg;经过14d的堆肥处理,接种CM、JM菌剂以及不接种的堆肥GI分别为57,48,32。研究表明,接种微生物菌剂CM、JM有助于麦草和鸡粪的快速腐熟,接种CM菌剂较接种JM菌剂有助于堆肥质量的提高。     

添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥效果的影响

为明确添加腐熟猪粪对猪粪好氧堆肥启动期和高温期微生物数量及酶活性变化规律,探讨微生物影响堆肥温度的机制,揭示影响畜禽粪便堆肥持续高温的主要微生物,该研究比较了猪粪自然堆肥与添加腐熟猪粪(质量分数3%)堆肥过程中有机质降解及嗜温、嗜热微生物数量和脱氢酶、蛋白酶、纤维素酶活性变化特征。结果表明,24 h内添加腐熟猪粪堆肥温度比自然堆肥高出5℃,但高温期平均温度较自然堆肥低8℃,高温（＞50℃）期比自然堆肥短4 d。自然堆肥和添加腐熟猪粪堆肥嗜温菌数量先高后低,嗜热菌数量随着温度的升高而上升。添加腐熟猪粪堆肥升温期嗜温、嗜热细菌和纤维素降解菌增殖速度较快,且数量分别比自然堆肥高出12.2%、152.6%、60.3%。添加腐熟猪粪堆肥脱氢酶、纤维素酶活性高峰提前,并使蛋白酶活性增加4.9%。但高温期后,嗜热纤维素降解菌数量比自然堆肥少22.5%,纤维素酶活性及有机质损失率也分别比对照低25.8%、6.1%。以上结果表明,在猪粪高温好氧堆肥中添加腐熟猪粪可以加快堆肥初期升温速度,但由于高温期嗜热纤维素降解菌数量减少,纤维素酶活性降低,不能促进猪粪堆肥持续高温。该研究为猪粪堆肥菌剂的筛选及适宜的接种时间提供依据。     

猪粪堆肥快速发酵菌剂及工艺控制参数初步研究

采用L（934）正交设计在模拟发酵池中研究了辅料配比（秸秆添加量梯度为5%、7.5%、10%）、物料含水量（梯度为40%、50%、60%）、通风量（通风时长为10、20、30min）以及外源菌剂（空白、BN1菌剂、EM菌剂）等因素对猪粪堆肥效果的影响。其中BN1为课题组自制菌剂,在测定了菌种纤维素酶活性的基础上,作为外源菌剂接种猪粪堆肥。通过监测堆肥过程中各处理的温度变化,测定堆肥样品总养分含量、堆肥结束后的C/N,并进行感官分析等对堆肥效果进行加权评分。结果表明,猪粪堆肥最佳环境控制参数为秸秆添加量为5%,通风量为每立方米物料102m^3·d^-1,物料含水量60%,自制菌剂BN1能促进猪粪堆肥快速发酵。     

猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响

以烟草废弃物为基本原料进行堆肥试验,研究了不同比例猪粪与烟草废弃物混合堆肥体系中温度、pH、全氮、C/N比、水溶性NH＋4-N和种子发芽指数（GI,germination index）的动态变化规律,探讨了不同猪粪比例对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,在烟草废弃物中加入猪粪能缩短进入高温分解阶段的时间,增加高温分解持续时间,增加全氮含量,加快物料NH＋4-N和C/N比降低的速率,加快烟草废弃物堆肥腐熟化进程。添加一定比例猪粪的处理（烟草废弃物∶猪粪=7∶3、烟草废弃物∶猪粪=8∶2和烟草废弃物∶猪粪=9∶1）,分别在堆肥第3、4、5 d进入高温分解阶段（〉50 ℃）,高温持续时间分别为11、10、8 d;而纯烟草废弃物处理,最高温度为43 ℃,未进入高温分解阶段;至堆肥26 d,NH＋4-N含量分别比纯烟草废弃物对照降低47.7%、61.9%和25.6%;GI分别达到81.4%、84.1%和83.7%。     

配施有机肥提高化肥氮利用效率的微生物作用机制研究

采用15N示踪技术和盆栽试验研究了水稻生长期间不同施肥处理土壤微生物量氮的动态变化,探讨了配施有机肥提高化肥氮利用率的微生物作用机制。结果表明,在水稻生育前期,化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥较化肥单施均提高了土壤微生物对化肥15N的固持率,降低了土壤矿质态15N含量。而随水稻生育进程推进,在先前被微生物固持的化肥15N化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥处理分别有87%、81%和81%被释放,增加了同期水稻对化肥15N的吸收量。化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥,化肥15N利用率均超过60%,而单施化肥利用率仅39%。可见,配施有机肥提高化肥氮利用率,其机制之一是通过促进土壤微生物对化肥氮的有效调控,使化肥氮更好地被转化利用。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂（接种菌剂处理）和不加菌剂（对照处理）堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系。结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平。接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8d。供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗糖酶活性的最高值分别为87．84、81．3和86．8mg·（g·d）^-1,对照处理分别为62．9、60．9和63．79mg·（g·d）^-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8d,牛粪加菌剂较对照早4d出现。整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关。     

除草剂苄嘧磺隆降解菌Hansschlegelia zhihuaiae S113菌剂的研发

磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆残留期较长，造成农田土壤的残留污染问题。以苄嘧磺隆高效降解菌株Hansschlegelia zhihuaiae S113为材料制备降解菌剂，优化液体菌剂的保护剂种类与配比，筛选固体菌剂的最佳载体，初步应用固体菌剂并评价修复效果。研究结果表明：（1）向液体菌剂中添加合适的保护剂（0.30% 柠檬酸钠、0.20% 羧甲基纤维素、0.10% CaCl2）可使活菌数提高37.25%，保存30 d的液体菌剂对50 mg/L苄嘧磺隆的降解率为94.25%。（2）筛选出猪粪有机肥为固体菌剂的最佳载体，保存60 d时固体菌剂活菌数为7.45×107 cfu/g，对土壤中10 mg/kg苄嘧磺隆的降解率为91.22%。（3）固体菌剂的添加可有效减轻土壤中苄嘧磺隆残留对玉米的药害。     

沼渣与畜禽粪便混合堆肥发酵效果的综合评价

采用正交试验设计方法实施了4组不同物料配比（以干质量计）沼渣与畜禽粪便混合物料堆肥试验,并采用模糊综合评价、灰色关联分析和属性识别法对其发酵效果进行了评价,为沼渣的肥料化利用提供参考。结果表明：T3（沼渣∶猪粪∶鸡粪=5.85∶8.49∶8.19）升温速率最快、高温维持时间最长,所达温度最高,T2（5.85∶7.425∶6.825）次之,T1（7.02∶7.425∶8.19）、T4（7.02∶8.49∶6.825）最差;从pH值、有机质、C/N、NH4＋-N、NH4＋-N/NO3－-N和总养分等化学指标看,T2、T3发酵效果优于T1、T4;堆肥结束后,T1、T2、T3、T4粪大肠菌值分别为1、10-1、10-2、1,发芽指数GI分别为96.72%、103.35%、98.42%、85.13%。上述3种评价方法对T1、T2、T3发酵效果评价一致：较好腐熟,但对T4评价结果分别为较好、基本和极未腐熟。综上所述,由单一指标或单一评价方法评判堆肥腐熟度有局限性。对堆肥发酵效果的评价应综合考虑物理、化学和生物学指标,对比3种评价方法原理,灰色关联分析法是评价堆肥发酵效果的较优方法。     

堆肥作为微生物菌剂载体的研究

以自然风干的堆肥为载体,吸附3株功能芽胞细菌液体菌剂制成不同生物肥料,通过不同时间取样比较堆肥、有机无机肥和生物有机肥以及生物复混肥中功能芽胞细菌和普通微生物数量以及pH等指标变化,探讨堆肥作为载体生产生物肥料的可行性。研究结果表明,经过自然风干的堆肥与蛭石比较,吸附液体微生物菌剂后无论外观、手感还是功能芽胞细菌死亡率,差异均不大。含水量小于15%堆肥吸附液体菌剂比例为6%比较合适,吸附比例高时,生物肥料含水量和pH较高,影响保存效果。生物有机肥和生物复混肥保存6个月时,3株功能芽胞细菌总数分别为0.59×108 CFU.g-1和0.38×108 CFU.g-1,依然可达到农业行业标准要求。生物有机肥中功能芽胞细菌数量最高,生物复混肥集合了三大肥料优点,堆肥中普通微生物数量和多样性最高。完全腐熟的堆肥经过自然风干后可作为微生物菌剂载体。     

我国主要畜禽粪便养分含量及变化分析

取样并分析了我国20个省（市）主要畜禽粪便的养分含量。结果表明,畜禽粪便中养分含量变异很大,鸡粪和猪粪的氮（N）、磷（P2O5）、锌（Zn）、铜（Cu）含量明显高于牛粪和羊粪,而钾素（K2O）含量相当。鸡粪中N、P2O5、K2O、Zn、Cu平均含量分别为2．08％、3．53％、2．38％、306．6mg·kg^-1和78．2mg·kg^-1;猪粪中分别为2．28％、3．97％、2．09％、663．3mg·kg^-1和488．1mg·kg^-1;牛粪中分别为1．56％、1．49％、1．96％、138．6mg·kg^-1和48．5mg·kg^-1;羊粪中分别为1．31％、1.03％、2．40％、88．9mg·kg^-1、23．5mg·kg^-1。按照德国腐熟堆肥的标准,鸡粪中Zn、Cu的超标率分别为27．1％和15．3％;猪粪中Zn、Cu的超标率分别为62．5％和70．0％;牛粪中Zn、Cu的超标率分别为3．8％和9．6％;羊粪中Zn、Cu不超标。与上世纪90年代相比,鸡粪、猪粪、牛粪中P2O5的平均含量分别增加65．7％、93,7％和52．0％;鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪K2O的平均含量分别增加138．7％、54．8％、71．9％、50．9％;鸡粪和猪粪中Zn的平均含量分别增加92．1％和383．5％,猪粪含Cu量增加近12倍。畜禽粪便的电导率（EC）值主要集中在50～150mS·cm^-1,pH主要集中在7．0—8．0。这一研究为畜禽粪便的安全合理施用提供了参考。     

吉林省畜禽粪便自然堆放条件下粪便/土壤体系中Cu、Zn的分布规律

本文通过对不同养殖场鸡、猪、牛粪便自然堆放条件下粪便和土壤样品的采集和实验室分析,研究了吉林省部分养殖场不同类型畜禽粪便Cu、Zn含量,以及粪便自然堆放对土壤Cu、Zn含量的影响。结果表明,鸡粪、猪粪和牛粪中Cu的含量范围和均值分别为7.12～26.04mg·kg-（1风干样,下同）（均值18.24mg·kg-1）、87.99～463.7mg·kg-（1均值243.6mg·kg-1）、3.95～27.63mg·kg-（1均值12.28mg·kg-1）;Zn的含量范围和均值分别为179.2～340.8mg·kg-（1均值276.9mg·kg-1）、140.5～455.8mg·kg-（1均值381.8mg·kg-1）、150.5～292.3mg·kg-（1均值188.1mg·kg-1）。不同类型粪便中Cu、Zn含量均是猪粪〉鸡粪〉牛粪,但不论是哪种类型的畜禽粪便重金属含量均是Zn〉Cu。在自然堆放条件下,鸡粪和猪粪中的Cu可从粪便向底土迁移,迁移量随粪便中Cu含量的增加而增加,并主要积累在土壤表层,而牛粪在自然堆放过程中对底土的Cu含量影响不显著,粪底土Cu含量分布规律为猪粪底土〉鸡粪底土〉牛粪底土;鸡粪、猪粪和牛粪中的Zn也可向底土迁移,使粪底土Zn含量有不同程度的增加,但主要积累在粪底土的表层,且不同类型粪便底土Zn含量差异不明显。     

广州市兽用抗生素的环境残留研究

畜禽废物中的抗生素可造成土壤及水体的抗生素污染,利用高效液相色谱及高效液相色谱-串联质谱分析了广州市代表性养殖场畜禽废物、施用畜禽粪土壤和鱼塘水中尼卡巴嗪、喹乙醇、四环素类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类抗生素的含量。结果发现：猪粪、鸡粪中抗生素含量最高的均为四环素类,分别为123.76、14.59 mg.kg-1;含量最低的均为氯霉素类,分别为2.35μg.kg-1、0.08 mg.kg-1;小猪猪粪中抗生素的含量明显高于大猪。鱼塘水中抗生素含量较高的是四环素（5.16μg.L-1）与磺胺对甲氧嘧啶（4.78μg.L-1）,土霉素在所有样点中均未被检出。施用禽畜粪土壤中四环素类、喹诺酮类含量较高,分别为70.40、49.77μg.kg-1;磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑、甲砜霉素、氯霉素、喹乙醇均未被检出。粪样中的抗生素可导致土壤和水体的抗生素污染,TCs、QNs和NCZ可能对生态环境和人类健康安全的威胁更大。     

两株PGPR对豇豆苗期生长及土著细菌群落的影响

以扬豇40为材料,研究了植物根际促生菌Pseudomonas chlororaphis RA6和Bacillus pumilus WP8对豇豆种子出苗及幼苗生长的作用,评价浸种及拌土处理的差异,揭示一段时间内,两株植物根际促生菌（PGPR）在土壤中的行为特征及其对土著细菌群落结构的影响。结果表明：PGPR对豇豆的促生作用因接种方式、接种量的不同而不同。WP8、RA6浸种处理的出苗率分别比对照提高14.29%和9.52%（P〈0.05）;15 d时的株高分别比对照提高14.39%和10.40%（P〈0.05）;茎叶干物重分别比对照增加19.69%和17.71%（P〈0.05）。WP8、RA6低剂量拌土处理（104cfu·g-1soil,以下简作＂低拌处理＂）各指标与对照相比,均无显著差异（P〉0.05）。WP8、RA6中剂量拌土处理（106cfu·g-1soil,以下简作＂中拌处理＂）出苗率和株高均比对照提高,但未达显著差异（P〉0.05）;茎叶干物重分别比对照增加12.71%和18.59%（P〈0.05）。WP8、RA6高剂量拌土处理（108cfu·g-1soil,以下简作＂高拌处理＂）出苗率分别比对照提高9.52%和14.29%（P〈0.05）;15 d时的株高分别比对照提高6.37%和7.64%（P〈0.05）;茎叶干物重分别比对照增加27.37%和20.43%（P〈0.05）。DGGE指纹图谱分析结果显示：各处理在15 d和45 d时,除WP8浸种处理外,其余土壤微生物群落多样性和对照均已发生明显变化,随时间推延,RA6菌株在土壤中优势地位更趋明显,表现在45 d时仍可明显检测到;WP8在土壤中存活时间不长,但拌土处理改变了土著细菌的群落结构。推测WP8的促生作用很可能与土著微生物群落的变化有关。     

多菌灵降解菌djl-6和啶虫脒降解菌D-2固体菌剂的研发

以蚯蚓粪肥、猪粪肥、鸡粪肥、秸秆肥、米糠、泥炭以及花生壳粉作为载体,以多菌灵降解菌Rhodococcus qingshengii djl-6和啶虫脒降解菌Pigmentiphaga sp.D-2为材料,开展了固体菌剂的研发.接种菌株djl-6及D-2后,各载体均能够促进供试菌株的生长.以蚯蚓粪肥作为载体时,菌株djl-...     

畜禽粪便中磷释放运移特征

随着畜禽粪便农田施用量的增加,畜禽粪便中磷流失也越来越引起人们的重视。采用取样分析和室内土柱模拟的方法,研究了猪粪和鸡粪中磷在水、0.5mol·L^-1NaHCO3和土体中的释放运移特点。结果表明,猪粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中无机磷（P）i占猪粪全磷（TP）的21.58%,NaHCO3提取液中Pi占猪粪TP的28.92%;鸡粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中Pi占鸡粪TP的18.09%,NaHCO3提取液中Pi占鸡粪TP的17.88%;施用猪粪和鸡粪处理土柱淋溶液中水溶性总磷（TDP）、水溶性无机磷（DRP）和水溶性有机磷（DOP）浓度均随着淋溶次数的增加呈先上升后降低的趋势,施用猪粪处理磷释放速率比施用鸡粪处理快;大量施用猪粪和鸡粪后,0～30cm土体中土壤全磷（TP）和0～60cm土体中土壤速效磷（Olsen-P）的含量显著增加。     

鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物生长发育的影响

基质改良和耐性物种选择是重金属矿业废弃地生态修复的关键。本文通过室内盆栽试验,以4kg尾矿为植物盆栽基质,分别加入腐熟鸡粪0、8、16、32g混匀,记作MA0（CK）、MA8、MA16、MA32处理方式,研究不同比例腐熟鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物决明（Cassia tora）、田菁（Sesbania cannabina）、菽麻（Crotalaria juncea）生长发育的影响。结果表明,添加鸡粪改良处理后,3种豆科植物生长的尾矿基质中均以硝态氮为有效氮的主要形态,总无机氮含量为17.96～44.82mg·kg-1。其中菽麻MA32处理组尾矿基质中铵态氮含量（5.31mg·kg-1）最高,菽麻MA16处理组尾矿基质中硝态氮含量（43.06mg·kg-1）和总无机氮含量（44.82mg·kg-1）最高。MA16处理时,田菁和菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均表现最大。3种豆科植物叶绿素a/b为0.92～1.08。在同一鸡粪比例处理中,菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均显著高于决明和田菁（P〈0.05）。鸡粪改良铜尾矿基质能够促进3种豆科植物生长,植物株高、冠幅、根长均增加,并且随着生长期延长,增加明显。其中MA32处理菽麻70d株高（94.40cm）最大,阻止尾矿风蚀水蚀的效果最好。综合分析表明,MA16处理方式可作为鸡粪改良铜尾矿基质理想的比例模式,菽麻可作为铜尾矿生态修复优选植物种。     

天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究

为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的,采用天然沸石作为人工湿地基质,对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征;在两种水质中,单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大,在两种水质中,沸石对氨氮的吸附过程在0～8h内均随时间显著上升,到48h时达到吸附平衡;当采用NH4Cl溶液时,初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时,平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1;当采用猪场厌氧发酵液时,初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时,平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1;增加沸石用量,可以提高氨氮的去除率,但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程;由模型得出的天然沸石对氨氮的平衡吸附量与试验所得最大吸附量偏差范围分别为5%～11%和2.9%～5.4%。