堆肥嗜熱纖維分解菌的篩選鑒定及其強(qiáng)化堆肥研究.pdf

1、在堆肥處理中，纖維素由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、降解困難，已成為縮短堆肥周期、提高堆肥效率的限制性因素，因此加速纖維素的分解是實(shí)現(xiàn)堆肥物料快速分解、達(dá)到腐熟的關(guān)鍵問題之一。目前對于高溫環(huán)境下嗜熱菌的開發(fā)利用已經(jīng)受到廣泛重視。嗜熱菌具有代謝快、活性高、代時短、酶的熱穩(wěn)定性高、營造高溫條件殺死病原菌等特點(diǎn)，對于高溫環(huán)境下有機(jī)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化具有不可估量的作用。研究表明，一些功能性嗜熱菌對纖維素類物質(zhì)有很好的降解性能。然而，以往的研究往往著重于常溫纖維素分解

2、菌的研究和單一分解菌對堆肥進(jìn)程的影響，而對嗜熱纖維素分解菌及其復(fù)合體系的報道很少。為加快堆肥中纖維素的分解，從而進(jìn)一步加快堆肥進(jìn)程，本研究就堆肥嗜熱纖維素分解菌進(jìn)行了研究，以期尋找能在堆肥高溫期強(qiáng)化纖維素降解的菌種。因此，延長高溫期和添加嗜熱纖維素分解微生物的設(shè)想，可能成為改進(jìn)堆肥處理工藝、提高堆肥處理效率的新方法。
　　 該研究采用傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法，從添加有微生物樣品的嗜熱馴化反應(yīng)器中篩選到15株嗜熱纖維素分解菌。將篩選得到的分

3、解菌鑒定后添加至堆肥進(jìn)行效果驗(yàn)證，通過監(jiān)測堆肥的溫度、pH、C/N、纖維素和半纖維素等指標(biāo)，考察了添加分解菌的堆肥和對照組在各參數(shù)變化上的差異，旨在為堆肥提供優(yōu)良纖維素分解菌株，以進(jìn)一步優(yōu)化堆肥進(jìn)程。
　　 本實(shí)驗(yàn)對采集于農(nóng)業(yè)堆肥高溫期的微生物樣品進(jìn)行了30天的高溫馴化，馴化完成后從嗜熱馴化反應(yīng)器中篩選得到15株嗜熱纖維素分解菌，經(jīng)形態(tài)學(xué)特征、生理生化反應(yīng)及16S rDNA序列同源性比對鑒定為：Bacillus sp3株，Pae

4、nibacillus spl株，Bacillus licheniformis3株，Bacillus subtilis4株，Brevibacillus borstelensisl株，Bacillus coagulans3株。篩選結(jié)果在不同溫度下的纖維素酶活性測定結(jié)果表明，篩選得到的菌種均能在55℃-70℃的范圍內(nèi)發(fā)揮高效的纖維素酶活性。
　　 使用PCR-DGGE技術(shù)對嗜熱馴化反應(yīng)器內(nèi)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌總數(shù)呈逐漸降低的

5、趨勢，但是整體變化不明顯。DGGE圖譜相似性(Cs)分析顯示：馴化期不同時間的相似性Cs值均比較高，Cs值最高為98，最低為67，其余Cs值均在67-98之間，馴化過程中存在嗜熱細(xì)菌的動態(tài)變化，但不太明顯。30d時泳道條帶為15條，與篩選結(jié)果一致。
　　 將篩選得到的菌種添加至高纖維素含量的堆肥進(jìn)行效果驗(yàn)證，結(jié)果表明添加嗜熱纖維素分解菌對堆肥pH變化無顯著影響，但可使高溫期平均溫度提高0.7℃并使高溫期延長2d，可顯著地降低堆肥