病死猪堆肥高效降解复合菌系的构建及应用效果评价

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堆肥法是病死猪尸体无害化处理的常见方法之一。为探究堆肥法在病死猪尸体无害化处理方面的作用,以缩短堆肥周期、提高堆肥产品质量,本试验从病死猪好氧堆肥样品中筛选高效降解蛋白质和脂肪的安全菌株,并对筛得的高效菌株进行16SrDNA鉴定;经拮抗试验后按照一定比例混合构建病死猪堆肥高效降解复合菌系,利用单因素试验、Box-Benhnken设计和响应面分析方法对功能复合菌系的产酶条件进行优化;最后应用于现场堆肥,探究病死猪高效降解功能复合菌剂(108CFU/mL)的不同添加剂量(0%、2.0%、4.0%)对堆肥试验中温度、含水率、有机质、含氮量、pH值、病死猪降解率及大肠菌群灭活效果的影响作用,确定出适宜的微生物菌剂添加量,从而为病死猪尸体无害化处理提供理论依据和实验参考。
  本试验通过鉴别培养基初筛与酶活性复筛方法,成功筛选出10株具有高产蛋白酶及脂肪酶活性的安全菌株;菌种鉴定结果表明,分别属于芽孢杆菌属,变形杆菌属及沙雷氏菌属;选取无拮抗作用菌株,混合构建5组复合菌系:A?B?C?D和E。通过比较各复合菌系的蛋白酶及脂肪酶活性大小,筛选出优选复合菌系E;采用Box-Benhnken法设计3因素3水平响应面试验对菌系进行蛋白酶及脂肪酶的产酶优化试验。结果显示:调整初始pH6.0,发酵温度54℃,发酵时间50h,复合菌系的最高蛋白酶活力61.4U/mL,比优化前提高12%,最高脂肪酶活力80.5U/mL,比优化前提高22%;堆肥试验结果表明:堆肥期间对照组和接菌各组(2.0%和4.0%)最高温度分别达到约56.3℃?60.8℃和61.2℃;低剂量和高剂量接菌组堆肥温度达到55.0℃以上的高温期天数均持续约7d,显著高于对照组的3d;堆肥结束时,对照组和接菌各组(2.0%和4.0%)降解率分别达到78.7%?97.7%和98.0%,具有显著差异。综上所述,本试验构建的复合菌系可显著提高堆肥温度并延长高温期天数,有效地加速病死猪的降解。
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