農(nóng)林廢物堆肥化中木質(zhì)素生物降解研究及接種劑開發(fā).pdf

1、目前，堆肥化處理技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)廢物資源化利用技術(shù)之一，該方法能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢物循環(huán)利用，既可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，又可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，防止環(huán)境污染。目前，堆肥化處理技術(shù)正進(jìn)入科學(xué)化的新階段，為了改善該技術(shù)存在的如歷時時間長，肥效低等諸多不足，提高堆肥效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量，使之能大規(guī)模推廣應(yīng)用，國內(nèi)外研究者就堆肥設(shè)備、堆肥化工藝、堆肥微生物學(xué)、堆肥化控制以及堆肥技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用等方面開展了大量研究工作。其中，限速有機(jī)物的降解一直被認(rèn)為是快速堆肥的關(guān)

2、鍵，農(nóng)業(yè)廢物堆肥化中的限速有機(jī)物主要是指木質(zhì)纖維素，這類有機(jī)物結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，分解困難，與腐殖質(zhì)產(chǎn)生有密切聯(lián)系。 木質(zhì)素是農(nóng)業(yè)廢物堆肥化過程中的主要限速有機(jī)物，其降解被認(rèn)為是快速堆肥的關(guān)鍵。本研究采用PLFA方法定量分析堆肥化過程中木質(zhì)素降解微生物學(xué)機(jī)理，并以此為依據(jù)，研究開發(fā)高效堆肥化接種劑。 應(yīng)用PLFA-PLS法構(gòu)建了木質(zhì)素含量與PLFA之間的定量回歸模型，分析模型參數(shù)可發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)廢物堆肥化過程中木質(zhì)素的有效降解是數(shù)量少

3、、能力強(qiáng)與數(shù)量多、能力弱的微生物共同作用的結(jié)果，前者主要是真菌、放線菌，后者主要是細(xì)菌，其中真菌與放線菌在堆肥化過程中占主導(dǎo)地位。微生物種類較之?dāng)?shù)量對于木質(zhì)素降解更為有利。在高溫期，有效的木質(zhì)素降解微生物群落組成為：革蘭氏陽性細(xì)菌：革蘭氏陰性細(xì)菌：放線菌：真菌為42：35：6：1 7；在二次發(fā)酵期為：革蘭氏陽性細(xì)菌：革蘭氏陰性細(xì)菌：放線菌：真菌為58：23：4：15。微生物濃度數(shù)量級為108cells/g dw。 選取農(nóng)林廢物堆

4、肥中篩選出的木質(zhì)素降解優(yōu)勢土著微生物枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis)、銅綠假單孢菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillusniger)、簡青霉(penicillium simplicissim)、栗褐鏈霉菌(Streptomyces badius)，依據(jù)PLFA-PLS定量分析所得堆肥化二次發(fā)酵期有效的木質(zhì)素降解微生物群落組成比例混合接種至稻草基質(zhì)發(fā)酵瓶中，做一組正交試驗(yàn)L9(34

5、)以優(yōu)化混合比例，以期研究開發(fā)一種基于木質(zhì)素降解的高效堆肥化接種劑。試驗(yàn)結(jié)果表明：、混合菌劑具有較強(qiáng)的木質(zhì)素降解能力，其對木質(zhì)素降解是木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶、纖維素酶和半纖維素酶共同作用的結(jié)果；當(dāng)按照個數(shù)比細(xì)菌：放線菌：真菌為85：5：10；枯草芽孢桿菌：銅綠假單孢菌為55：25；黑曲霉：簡青霉為2：1配比時，木質(zhì)素、纖維素、半纖維素降解率最高，分別達(dá)到22.1 3％、48.97％、55.93％。在不滅菌的前提下，按此配比