白酒丢糟纤维素降解菌的筛选及其在堆肥中的应用研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hermes262
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丢糟的资源化利用是白酒企业亟需解决的问题,同时我国也面临土壤肥力下降,有机肥施用不足的情况。通过好氧堆肥技术将白酒丢糟转化为有机肥,可以实现丢糟的有效利用,在解决白酒企业副产物资源再利用的同时,提供一种优质有机肥。为此,本研究通过筛选降解白酒丢糟中纤维素和木质素的菌株,以此为基础构建了丢糟复合降解菌群,优化了其发酵条件,然后探究降解菌群在丢糟堆肥中的应用效果。经过研究,本文主要结论如下:(1)通过苯胺蓝透明圈与羧甲基纤维素钠透明圈平板显色反应,选取X-BM-4、X-BM-3、X-BM-45、X-GWQ-5、X-MC-2、Z-XW-2、Z-XW-6,7 株 Dc 值较大的菌株进行产酶培养。得出X-BM-4产木质素过氧化物酶能力最强,为7.44U/g,X-MC-2产锰过氧化物酶能力最强,为9.77U/g、Z-XW-2产纤维素酶能力最强,为43.35U/g。对X-MC-2、Z-XW-2、X-BM-4进行了形态学观察和分子生物学鉴定,确定X-MC-2为牛奶类芽孢杆菌(Paenibacillus lactis),Z-XW-2为黑曲霉(Aspergillus niger)、X-BM-4 为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。(2)将筛选出的降解菌与实验室已有菌株,以丢糟纤维素降解率为指标构建7个降解菌群组合,探究其对粗纤维的降解率,得到最佳菌群组合为L6,由X-MC-2、X-BM-4、Z-XW-2,M1、M3五株菌构成。降解菌群L6对丢糟粗纤维的降解率为12.98%。通过对菌群降解条件进行探究,结果表明,原料预处理方式、辅料种类、培养基水分含量、发酵温度、发酵时间是影响菌群L6降解效果的主要因素;辅料配比、初始pH值对菌群发酵效果影响较小。较佳的发酵条件为:磨浆丢糟80%+麸皮10%+玉米芯10%,初始pH值5.5,水分含量60%,在30℃下发酵16d,丢糟粗纤维降解率为21.83%。(3)将构建的丢糟降解菌群应用于白酒丢糟的堆肥当中,实验结果表明,采取在堆肥起始、高温期、降温结束期分别接种降解菌和在堆肥降温期结束时使用牛粪作为堆肥腐熟剂进行堆肥28d,堆肥效果最好。相比与堆肥起始,采取三次接种方式,有机碳含量为46.42%,降了 9.87%;粗纤维含量为19.86%,下降了25.68%,而腐植酸含量为26.89%,上升了 66.29%。通过添加腐熟牛粪促进了堆肥腐植酸产生,使腐植酸含量提高了 11.26%,达到28.75%;促进了粗纤维降解,降解率提高到了 3.50%,含量下降到20.47%;促进了凯氏氮和硝态氮的产生,凯氏氮含量增加了 1.89%达到3.22%,硝态氮增加了 39.43%,达到10.62g/kg。(4)探究了采用三次接种,牛粪作为腐熟剂,堆肥效果最好的实验组G1堆肥过程中物质变化规律,结果表明在堆肥高温期和降温期(2-12d)有利于凯氏氮生成和有机碳与粗纤维的降解,凯氏氮含量的提高了 42.25%,有机碳含量下降了8.08%,粗纤维下降了 14.80%,但是硝态氮在和腐植酸的含量在6d-12d没有明显变化。在堆肥腐熟期(12d-28d)有利于硝态氮与腐植酸的生成,硝态氮含量提高了 43.32%,腐植酸含量提高了 39.43%,而有机碳含量仅下降了 3.80%,粗纤维含量仅下降了 5.87%。有机碳与粗纤维在相同时间上的变化趋势较为一致,腐植酸的生成时间则与粗纤维的降解时间不一致,存在滞后性。(5)使用三次接种和添加牛粪作为最佳堆肥方式,肥效指标良好。总氮含量达到4.28%,增长率比空白对照高49.28个百分点,硝态氮含量达到10.62g/kg,增长率比空白对照高45.93个百分点,总养养分含量达到6.34%。堆肥结束时最佳堆肥方式的发芽指数达到116.59%,T值为0.53已经完全腐熟。
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