线虫与白腐菌联合发酵水稻秸秆的试验研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinhao03
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水稻产量的连年增长导致秸秆大量产生,过剩的秸秆来不及处理或处理不当,会造成严重的资源浪费、甚至环境污染。国内外研究人员利用物理、化学和生物法对秸秆进行处理,发现单一方法存在缺陷,如能量消耗、二次污染等,因而,寻找经济有效的秸秆利用方式迫在眉睫。本研究利用线虫介入白腐菌及腐熟菌剂联合处理水稻秸秆,利用无致病性腐生线虫(初步鉴定为头叶科Cephalobidae,鹿角唇属Cervidellus)与水稻秸秆进行好氧发酵,调节发酵原料C/N为30左右,加入3%腐熟菌剂,含水率控制在70%左右。设置4组处理:A组(水稻秸秆加腐熟菌剂)、B组(水稻秸秆加腐熟菌剂和白腐菌)、C组(水稻秸秆加腐熟菌剂和取食灰葡萄孢菌的线虫)、D组(水稻秸秆加腐熟菌剂和取食白腐菌的线虫)。并定期取样,分别采用贝尔曼漏斗法、高效液相色谱仪(HPLC)、凯氏定氮仪、碳测定仪(TOC)测定样品中线虫数量、木质纤维素含量、总氮含量、总碳含量等指标,试验结果如下:(1)研究发现线虫数量最多的条件:即海拔高度为20~30m、植被类型为灌木、采样地点为椅子山。采用混合水平的正交试验设计,海拔高度有7个水平、植被6个水平、采样地点两个水平,极差分析试验结果得到84次试验,以线虫丰度为指标,通过极差分析得出影响线虫数量关键的因素。根据极差值的大小分析,可知影响线虫数量的关键因素从大到小依次为:植被类型、海拔高度、采样地点。(2)研究发现水稻秸秆发酵7 d后再投入线虫,线虫可大量繁殖;并且取食灰葡萄孢菌的线虫在发酵物上增加的数量大于取食白腐菌的线虫。在发酵起始点的物料与发酵7 d后的物料中接入线虫,经过9 d培养,发现100 g干物料中的线虫数量分别从18212条增加到30382条、35139条增加到379316条,这表明发酵7 d后的物料比发酵起始点的物料更有利于线虫的增加。取食白腐菌的线虫和取食灰葡萄孢菌的线虫接入到水稻秸秆进行发酵,结果发现线虫数量分别从55442条/100g干发酵物增加到116484条/100g干发酵物、12835条/100g干发酵物增加到910384条/100g干发酵物,这说明取食灰葡萄孢菌的线虫更适合在水稻秸秆上生长。(3)研究发现加入白腐菌的组发酵产物纤维素含量减少最多,加入取食白腐菌的线虫的组半纤维素含量减少最多。加入白腐菌和腐熟菌剂的组纤维素含量从33.19%降低到24.79%;其次为水稻秸秆加入腐熟菌剂和取食白腐菌的线虫组,从33.54%降低到25.99%;与未加入线虫相比,加入线虫的组对纤维素的腐解效果较好。A、B、C和D组的半纤维素含量分别从 18.84%、18.43%、18.73%和 19.57%和降低到 17.01%、15.48%、17.24%和 16.17%。(4)研究发现加入白腐菌的组发酵产物蛋白质含量增加较多;线虫数量越多,发酵产物蛋白质含量越高。A、B、C和D组的发酵物蛋白质含量分别从6.85%、7.33%、6.83%和6.99%增加到8.35%、9.29%、8.68%和8.54%。与未加入线虫的组相比,水稻秸秆中加入线虫后发酵产物的蛋白质含量较高。(5)研究发现利用水稻秸秆和餐厨垃圾进行好氧发酵,对线虫具有抑制作用;加入白腐菌有利于增加发酵产物的蛋白含量;接入取食白腐菌的线虫促进纤维素的降解;接入取食灰葡萄孢菌的线虫促进半纤维素的腐解。利用水稻秸秆结合餐厨垃圾发酵,在第0、4和9 d分别加入33、22和40万条线虫胁迫生存,每次分离线虫数量都在减少,取样结束时,C和D组分别分离出线虫为44条/100g干发酵物和20条/100g干发酵物;餐厨垃圾和水稻秸秆好氧发酵,加入白腐菌的组发酵产物的蛋白含量较高,增幅为2.22%;加入取食白腐菌的线虫的组纤维素的降解效果较好,纤维素含量降低了 8.13%,接入取食灰葡萄孢菌的线虫的组半纤维素腐解效果较好,半纤维素含量降低了 4.39%。综上,线虫与白腐菌联合发酵水稻秸秆既能促进秸秆的腐解,又能提高发酵产物的蛋白含量,这有利于实现生物质资源化,拓展水稻秸秆的利用渠道,具有广阔的市场前景。
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