猪粪除臭菌不同组合的堆肥试验

    胡晓宇++黎巧++李阳阳++张越++刘根++张文祥++呼显生

    

    

    摘要:为了使除臭菌可以高效在猪粪实际堆肥中使用,在前期筛选出的枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、生香酵母、米曲霉4种除臭菌的基础上,采用L8(27)正交试验,优化设计其高效除臭组合,进行堆肥试验。结果表明,“枯草芽孢杆菌+米曲霉”为最佳组合。

    关键词:猪粪;除臭菌;组合;堆肥试验

    中图分类号:S815 文献标识码:A 文章编号:1007-273X(2015)12-0005-02

    近几年来,人们已经开始了除臭微生物的分离、筛选与应用方面的研究。大多数情况下由臭气源排放的臭气往往是一种复合臭气,单一微生物很难将臭气全部除去。本试验在前期选出的枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、生香酵母、米曲霉等4种微生物对NH3的去除率较为显著,但对H2S的去除率不显著。鉴于NH3挥发量与粪便中其他致臭物质的挥发高度相关,即减少NH3的挥发,就可以减少粪便的恶臭。因此,在4种菌株基础上,研究其组合的除臭效果,以期开发出一种高效低廉的混微生物除臭产品。

    1 材料与方法

    1.1 试验菌种

    在前期试验中已筛选出的4种除臭效果较为显著的菌种分别为枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、生香酵母、米曲霉(均由吉林农业科技学院畜牧实验室筛选保存)。

    1.2 试验试剂

    牛肉膏蛋白胨培养基、高氏Ⅰ号培养基、马丁氏培养基、马铃薯培养基等由吉林农业科技学院畜牧实验室自制备用。

    1.3 试验方法

    1.3.1 菌种培养 各培养基于121 ℃灭菌30 min,枯草芽孢杆菌接种于牛肉膏蛋白胨培养基上,37 ℃恒温培养5 d;细黄链霉菌、生香酵母、米曲霉分别接种于高氏Ⅰ号培养基、马铃薯培养基、马丁氏琼脂培养基上,28 ℃恒温培养5 d;再将复活后的菌种转移到上述相应液体培养基(不含琼脂)中,在30 ℃、130 r/min下摇床培养5 d。

    1.3.2 试验设计 参考L8(27)设计四因素二水平的正交试验,其因素与水平见表1。

    1.3.3 除臭试验 每组3次重复,同时设空白对照(CK)。每个重复称取50 g新鲜猪粪加入1 L大烧杯中,再加入5 mL菌液(多菌株的平均分摊)和50 mL水,混合均匀,在大烧杯中放入一个盛有20 mL硼酸溶液的50 mL小烧杯,用以吸收NH3,大烧杯用一层保鲜膜和两层塑料膜密封,置于28~30 ℃恒温培养。

    1.3.4 测定方法 NH3释放量采用硼酸吸收凯氏法测定。考虑现有文献报道粪污中NH3的主要释放期在20 d内,故试验分别在5 d、10 d、15 d时测定NH3释放量。

    2 结果与分析

    2.1 各处理NH3平均释放量和去除率

    各处理在各时间点测得的NH3释放量及NH3去除率见表2。由表2可知,5 d、10 d、15 d时,AD组合(枯草芽孢杆菌+米曲霉) NH3释放量较小,对NH3的去除率较高,其NH3释放量分别为28.616、48.274、54.025 mg/L,去除率分别为56.87%、28.26%、21.84%。

    2.2 第5天不同处理对NH3释放量的影响

    经F测验,各处理对NH3释放量的影响差异极显著。进一步用新复极差法(SSR法)检验(表3),发现所有的菌种组合与空白对照间的差异均表现为显著或极显著;各处理中,以AD组合(枯草芽孢杆菌+米曲霉)对NH3的去除率最高,与处理A、CD、ABCD间差异极显著;AD组合外的其他各组合间差异均不显著。

    2.3 第10天不同处理对NH3释放量的影响

    经F测验,各处理对NH3释放量的影响差异极显著。进一步用新复极差法(SSR法)检验(表4),发现处理C(生香酵母)与空白对照间的差异为极显著,处理AD(枯草芽孢杆菌+米曲霉)与空白对照间的差异表现为显著,但处理C与AD之间差异不显著;其他各组合与空白对照相比虽然对NH3释放量有所控制,但差异均不显著。

    2.4 第15天不同处理对NH3释放量的影响

    经F测验,各菌种组合对NH3释放量的影响差异极显著。进一步用新复极差法(SSR法)检验(表5),发现处理C(生香酵母)、AD(枯草芽孢杆菌+米曲霉)、ABCD(枯草芽孢杆菌+细黄链霉菌+生香酵母+米曲霉)、BD(细黄链霉菌+米曲霉)、ABC(枯草芽孢杆菌+细黄链霉菌+生香酵母)、CD(生香酵母+米曲霉)与空白对照间差异极显著,组合间差异不显著;细黄链霉菌、枯草芽孢杆菌处理与空白对照间差异不显著。

    3 讨论

    在单菌种除臭效果上,第5天时,生香酵母、细黄链霉菌和枯草芽孢杆菌之间的除NH3作用差异不显著,但与空白对照组相比除NH3作用均显著或极显著提高,这也印证了前期单菌株的除臭效果比较试验;随着时间的延续,第15天时,枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌除NH3作用与空白对照组相比差异已不再显著,但生香酵母依然保持着极强的除NH3作用,与枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、空白对照组之间的差异均达极显著水平。这可能与菌株自身特有的除臭机理有关,一般微生物(如细黄链霉菌、枯草芽孢杆菌)的除臭作用主要是提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质。此外,随着时间的延续,一旦菌株的营养基质(如蛋白质)减少,菌群就会数量锐减或休眠,而酵母菌仍能利用氨基酸、糖类及其他有机物质,通过发酵,产生出促进细胞分裂的活性物质,为其他有效微生物增殖提供所需要的营养基质。试验仅立足前期试验时发现的枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、生香酵母、米曲霉对NH3有除臭效果,但对H2S无除臭效果,故未考虑不同菌种组合时对H2S的去除效率有无加性效应。

    在不同菌种组合的除臭效果方面,以“枯草芽孢杆菌+米曲霉”组合对NH3的去除效果较好,5 d、10 d、15 d时,其NH3释放量分别为28.616、48.274、54.025 mg/L,去除率分别为56.87%、28.26%、21.84%。

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