高效除臭微生物的筛选及其在农业废弃物处理中的应用研究.pdfVIP

摘要

随着农业的规模化、集约化发展，农业废弃物的数量骤增，处理不及时造成大量病

原微生物和污染物传播到土壤、水体和空气中。恶臭气体一旦释放到空气中，传播范围

广，难以消除，严重影响生态环境和人类健康。因此，寻找能高效去除恶臭气体的微生

物，快速减少恶臭污染是我国亟待解决的问题。本研究以NH和HS为去除对象，从

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堆肥中筛选高效除臭微生物，探究其对木质纤维素的降解能力，制备复合除臭菌剂进一

步探究其在鸡粪秸秆堆肥中的应用效果，探讨其微生物群落变化，最后将复合除臭菌剂

制成可湿性粉剂，为其产品化提供技术支持。主要研究成果如下：

1.高效除臭微生物的筛选及鉴定研究。本研究初筛得到6株具有降解氨氮能力和氧

化硫离子能力的菌株。将这6株菌接种到新鲜鸡粪中，均能不同程度的减少NH和HS

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的释放。对NH3去除效果最好的菌株是DB18，10天内对NH3的去除率达79.5%。对

HS去除效果最好的菌株是DB2，10天内对HS的去除率高达95.8%。经鉴定，DB1

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为解淀粉芽孢杆菌（BacillusamyloliquefaciensMd1-43）、DB2为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus

velezensisXC1）、DB5为副地衣芽孢杆菌（BacillusparalicheniformisL1C5L）、DB8

为特基拉芽孢杆菌（BacillustequilensisY26）、DB12为蜡样芽孢杆菌（BacilluscereusRJ1）、

DB18为太平洋芽孢杆菌（Bacilluspacificus1697）。

2.除臭微生物对木质纤维素的降解功能研究。本研究对上述6株除臭菌降解纤维素

和木质素的能力进行探究，结果表明，DB5、DB8、DB12和DB18具有降解纤维素的

能力。DB18的纤维素总酶活最高，达14.87U/mL。DB1、DB2、DB5、DB8、DB18具

有降解木质素的能力。DB18的木质素过氧化物酶活性和锰过氧化物酶均最高，分别为

20.86U/mL和0.88U/mL。DB18对小麦秸秆的降解效果最好，15天时降解率为36.6%。

在扫描电镜下观察，发现被菌液处理过的秸秆，结构受到明显的破坏。

3.除臭菌剂在中试规模鸡粪秸秆堆肥中的应用研究。本研究通过拮抗实验发现DB5

与其他菌株具有明显的拮抗作用，因此将DB5之外的5株菌制成复合除臭菌剂，接入

到鸡粪秸秆堆肥中。结果表明，与对照相比，添加除臭菌剂处理使堆肥升温更快，最高

温度上升。恶臭气体释放量明显减少，堆肥第9天时，处理组NH3的浓度下降84.43mg/L，

去除率为61.8%；HS的浓度下降15.48mg/L，去除率为89.9%。此外，添加菌剂处理

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使堆肥中有机碳含量下降40.74g/kg，硝态氮含量提高57.14mg/kg。16SrDNA高通量

测序结果显示，接菌处理使微生物种群和相对丰度发生了改变。在门水平上，处理组和

对照组中细菌群落演变规律相同，堆肥开始时优势菌门为Proteobacteria（变形菌门），

高温期演变为Firmicutes（厚壁菌门），堆肥结束时Bacteroidetes（拟杆菌门）成为优势

菌门。在属水平上，处理组中Acinetobacte（不动杆菌属）等条件致病菌相对丰度下降，

而耐热耐盐和产纤维素酶相关的细菌属，如Thermobifida（高温双歧菌属）和Cellvibrio

（纤维弧菌属）的相对丰度高于同时期的对照组样品，说明除臭菌剂的加入能够降低鸡

粪秸秆堆肥中致病菌的相对丰度，增加有益菌的相对丰度，从而促进有机质降解和腐殖

质形成。