高土霉素殘留豬糞的高效好氧堆肥技術研究.pdf

1、本論文調(diào)查研究了浙江省規(guī)?；B(yǎng)豬場飼料及豬糞中土霉素的殘留情況,探討了土霉素的飼料添加量與糞便殘留量的相關性,明確了土霉素殘留對豬糞好氧堆肥過程的影響,在此基礎上,對高土霉素殘留豬糞的高效好氧堆肥技術進行了探究,得到以下主要結論:
　　 (1)對浙江省11個市的規(guī)?；B(yǎng)豬場進行小豬、母豬、肉豬的飼料樣品及糞便樣品的采樣分析,結果表明,浙江省規(guī)模化養(yǎng)殖場豬飼料與糞便樣品中土霉素的檢出率均為100％,飼料中土霉素的平均含量為8.76

2、 mg/kg,糞便中土霉素的平均殘留量為2.98 mg/kg,浙江省規(guī)?；B(yǎng)殖場豬糞中土霉素的殘留變幅明顯高于德國和土耳其等歐洲國家。小豬飼料中土霉素的添加量與其糞便中土霉素的殘留量呈極顯著正相關,相關系數(shù)為0.604;母豬和肉豬的土霉素飼料添加量與糞便殘留量之間則沒有顯著相關性,根據(jù)相關性結果,提出小豬飼料中土霉素的添加量應小于38.04 mg/kg的參考指標。
　　 (2)不同土霉素初始殘留濃度下的豬糞好氧堆肥試驗結果表明,

3、土霉素殘留抑制了堆肥過程中微生物的活性,土霉素殘留不利于堆體溫度的上升,加速了堆溫的下降,50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg土霉素處理升溫過程僅持續(xù)4 d;100 mg/kg、150 mg/kg土霉素處理不利于堆肥過程中水分的散失,并且會造成堆肥結束后堆體的高含水率;土霉素殘留對堆肥過程中微生物利用有機碳、有機氮及硝化細菌的硝化作用存在一定的抑制作用,不同土霉素殘留量的影響不同,其中150 mg/kg土霉素處理抑制

4、作用最顯著。高溫是土霉素降解的關鍵,土霉素的降解主要發(fā)生在堆肥前期的升溫及高溫階段,其殘留量隨時間的變化規(guī)律符合一級動力學方程,不同的土霉素初始殘留量對應不同的降解速率常數(shù),10 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg土霉素殘留處理的土霉素降解半衰期分別為8.97 d、5.12 d、3.09 d、6.18d。10 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg土霉素殘留處理在30 d堆

5、肥后土霉素的降解率分別為27.22％、81.06％、88.3％、82.64％。(3)從前期土霉素強化刺激后的好氧堆肥堆體物質(zhì)中分離出一株能以土霉素為唯一碳源生長的菌株TJ-1,綜合其生理生化特性、形態(tài)特征及16S rDNA序列分析,鑒定該菌株為葡萄球菌,命名為TJ-1菌株(Staphylococcus sp.TJ-1)。該菌株在接種量3％,培養(yǎng)溫度30℃,搖床130 r/min連續(xù)培養(yǎng)5.5 d后,培養(yǎng)基中土霉素的降解率為80.7％,顯

6、著高于己經(jīng)報道的菌株Oxy2;對菌株的降解特性進一步研究后發(fā)現(xiàn)該菌株降解土霉素的最優(yōu)條件為:pH值7.0,溫度30℃,接種量5％;該菌株的最高耐受濃度為300 mg/l。
　　 (4)對實際豬糞好氧堆肥過程中切實可行的參數(shù)指標(堆肥初始含水率、C/N、土霉素高效降解菌劑接種量、翻堆頻率)的優(yōu)化結果表明,隨著含水率、C/N、菌劑接種量的增大,土霉素降解率呈上升的趨勢,且初始含水率、C/N對土霉素的降解率具有極顯著的影響p(＜0.0

7、1),菌劑接種量對土霉素的降解率具有顯著的影響(p＜0.05)。隨著翻堆頻率的增大,土霉素降解呈不斷下降的趨勢,翻堆頻率對土霉素的降解率具有顯著的影響(p＜0.05)。豬糞好氧堆肥過程中土霉素降解的最優(yōu)環(huán)境因子條件為堆肥初始含水率70％、初始C/N30、菌劑TJ-1接種量1％、堆肥翻堆頻率1.5 d/次。
　　 (5)土霉素高效降解堆肥工藝能顯著提高土霉素的降解率(p＜0.05),21 d堆肥結束后的降解率為82.0％,而普通堆

8、肥工藝的降解率僅為62.7％。土霉素殘留量隨時間的變化規(guī)律符合一級動力學方程,普通堆肥工藝及土霉素高效降解工藝中150 mg/kg土霉素的降解半衰期分別為2.75 d、0.78 d。土霉素殘留不利于微生物對有機氮的分解及硝化細菌的硝化作用,但土霉素高效降解工藝與普通堆肥工藝相比能顯著提高堆肥高溫期微生物對有機氮的利用。對堆體微生物的群落多樣性分析表明,土霉素高效降解工藝對比普通堆肥工藝的堆體微生物活性高,有利于增加微生物群落的多樣性,兩