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%。