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本论文调查研究了浙江省规模化养猪场饲料及猪粪中土霉素的残留情况,探讨了土霉素的饲料添加量与粪便残留量的相关性,明确了土霉素残留对猪粪好氧堆肥过程的影响,在此基础上,对高土霉素残留猪粪的高效好氧堆肥技术进行了探究,得到以下主要结论:(1)对浙江省11个市的规模化养猪场进行小猪、母猪、肉猪的饲料样品及粪便样品的采样分析,结果表明,浙江省规模化养殖场猪饲料与粪便样品中土霉素的检出率均为100%,饲料中土霉素的平均含量为8.76mg/kg,粪便中土霉素的平均残留量为2.98mg/kg,浙江省规模化养殖场猪粪中土霉素的残留变幅明显高于德国和土耳其等欧洲国家。小猪饲料中土霉素的添加量与其粪便中土霉素的残留量呈极显著正相关,相关系数为0.604;母猪和肉猪的土霉素饲料添加量与粪便残留量之间则没有显著相关性,根据相关性结果,提出小猪饲料中土霉素的添加量应小于38.04mg/kg的参考指标。(2)不同土霉素初始残留浓度下的猪粪好氧堆肥试验结果表明,土霉素残留抑制了堆肥过程中微生物的活性,土霉素残留不利于堆体温度的上升,加速了堆温的下降,50mg/kg、100mg/kg.150mg/kg土霉素处理升温过程仅持续4d;100mg/kg、150mg/kg土霉素处理不利于堆肥过程中水分的散失,并且会造成堆肥结束后堆体的高含水率;土霉素残留对堆肥过程中微生物利用有机碳、有机氮及硝化细菌的硝化作用存在一定的抑制作用,不同土霉素残留量的影响不同,其中150mg/kg土霉素处理抑制作用最显著。高温是土霉素降解的关键,土霉素的降解主要发生在堆肥前期的升温及高温阶段,其残留量随时间的变化规律符合一级动力学方程,不同的土霉素初始残留量对应不同的降解速率常数,10mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg土霉素残留处理的土霉素降解半衰期分别为8.97d、5.12d、3.09d、6.18d。10mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg土霉素残留处理在30d堆肥后土霉素的降解率分别为27.22%、81.06%、88.3%、82.64%。(3)从前期土霉素强化刺激后的好氧堆肥堆体物质中分离出一株能以土霉素为唯一碳源生长的菌株TJ-1,综合其生理生化特性、形态特征及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为葡萄球菌,命名为TJ-1菌株(Staphylococcus sp. TJ-1)。该菌株在接种量3%,培养温度30℃,摇床130r/min连续培养5.5d后,培养基中土霉素的降解率为80.7%,显著高于已经报道的菌株Oxy2;对菌株的降解特性进一步研究后发现该菌株降解土霉素的最优条件为:pH值7.0,温度30℃,接种量5%;该菌株的最高耐受浓度为300mg/1。(4)对实际猪粪好氧堆肥过程中切实可行的参数指标(堆肥初始含水率、C/N、土霉素高效降解菌剂接种量、翻堆频率)的优化结果表明,随着含水率、C/N、菌剂接种量的增大,土霉素降解率呈上升的趋势,且初始含水率、C/N对土霉素的降解率具有极显著的影响(p<0.01),菌剂接种量对土霉素的降解率具有显著的影响(p<0.05)。随着翻堆频率的增大,土霉素降解呈不断下降的趋势,翻堆频率对土霉素的降解率具有显著的影响p<0.05)。猪粪好氧堆肥过程中土霉素降解的最优环境因子条件为堆肥初始含水率70%、初始C/N30、菌剂TJ-1接种量1%、堆肥翻堆频率1.5d/次。(5)土霉素高效降解堆肥工艺能显著提高土霉素的降解率(p<0.05),21d堆肥结束后的降解率为82.0%,而普通堆肥工艺的降解率仅为62.7%。土霉素残留量随时间的变化规律符合一级动力学方程,普通堆肥工艺及土霉素高效降解工艺中150mg/kg土霉素的降解半衰期分别为2.75d、0.78d。土霉素残留不利于微生物对有机氮的分解及硝化细菌的硝化作用,但土霉素高效降解工艺与普通堆肥工艺相比能显著提高堆肥高温期微生物对有机氮的利用。对堆体微生物的群落多样性分析表明,土霉素高效降解工艺对比普通堆肥工艺的堆体微生物活性高,有利于增加微生物群落的多样性,两者差异显著(p<0.05)。