CN104988095B - 一株嗜热一氧化碳链霉菌低温亚种Dstr3-3及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一株嗜热一氧化碳链霉菌低温亚种Dstr3‑3及其应用,属于微生物生态领域。所述嗜热一氧化碳链霉菌菌株的保藏号为CGMCC No.10774;本发明还提供了以所述嗜热一氧化碳链霉菌菌株为活性成分的用于降解木质素的制品和用于园林废弃物堆肥的制品、添加剂和菌剂;此外,本发明还提供了基于所述嗜热一氧化碳链霉菌菌株的用于园林废弃物的堆肥方法。采用本发明所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株进行园林废弃物的堆肥处理能有效缩短堆肥时间,显著促进堆肥腐熟,并获得养分含量较高、品质较好的堆肥产品。
Description
技术领域
本发明属于微生物生态领域,具体涉及一株嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomycesthermocarboxydus)及其在降解木质素及园林废弃物堆肥方面的应用。
背景技术
园林绿色废弃物(garden waste,yard waste)主要是指园林植物自然凋落或人工修剪所产生的植物残体,主要包括树叶、草屑、树木与灌木剪枝等,也称为园林垃圾。随着生态城市的快速发展,城市园林绿色废弃物数量日益增加,如北京园林绿化废弃物可用资源量约为439.98万吨。这些废物如果处理不当,不仅影响城市美观,而且还可能引起大气、水体和土壤的污染,从而影响城市居民人身健康和生态城市建设。堆肥是利用自然界广泛分布的细菌、真菌、放线菌等微生物,在一定的人工条件下,有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程,其实质是一种发酵过程。堆肥是处理园林废弃物的有效途径,不仅可以有效地促使废弃物减量化,还可生产有机肥料或栽培基质,变废为宝,产生可观的经济效益和生态效益。
园林废弃物堆肥过程较为复杂,影响园林废弃物堆肥效果的因素也有很多。2014年,李文玉等人研究接种外源微生物菌剂对园林废弃物的影响,试验采用高温好氧堆肥系统设计了接种白腐菌、放线菌、白腐菌+放线菌和对照(不接种)4个处理,探讨了不同处理的堆肥过程中堆体的温度、pH值、电导率(EC)值、发芽指数(GI)、根长和发芽率的变化及在电子显微镜下的结构变化。结果表明:接种白腐菌+放线菌的堆体温度高于其他处理,且高温期维持时间最长(14d);不同处理对EC和pH的影响较小;接种白腐菌+放线菌的处理在35d(GI>80%)达到腐熟,缩短了堆体的腐熟期5~15d;接种白腐菌处理的根长较其他处理长。扫描电镜显示,接种白腐菌+放线菌处理堆体中木质素和纤维素的结构变化明显,降解程度较其他处理更彻底。
同年,于光辉等人以园林废弃物为主要原料,采用高温好氧堆肥工艺,研究了园林废弃物堆肥体系中加入两种微生物菌剂(大华酵素菌速腐剂、金葵子腐杆剂)后温度、物理、化学性质的变化及其对园林废弃物堆肥品质的影响。结果表明,两种微生物菌剂中大华酵素菌对园林废弃物高温腐熟效果较优。添加微生物菌剂的堆肥处理都在堆肥3d后进入高温分解阶段,其中大华酵素菌的堆肥处理温度提高快,温度高且持续时间长,高温(65℃)持续时间可达10d。添加大华酵素菌的处理,腐熟后粒径较小,总养分高于金葵籽腐杆剂,改善了堆肥产品的品质。
徐玉坤等人于2014年以园林废弃物作为堆肥材料,采用条垛式好氧堆肥方式,研究腐殖酸、京圃园菌剂、EM菌剂作为不同外源添加剂对园林废弃物堆肥效果影响,采用红外光谱技术、扫描电镜、微生物平板计数等方法探索不同外源添加剂对园林废弃物堆肥过程中物质分解与微生物生长繁殖情况。以园林废弃物堆肥产物作为勋章菊(Gazaniasunshine.)栽培基质主要组成部分,以植株生长开花指标与基质理化性质指标结合为依据并进一步研究不同外源添加剂在勋章菊栽培阶段作用影响,并探究适宜勋章菊栽培的基质配方。试验结果如下:1)在园林废弃物堆肥阶段,外源添加剂通过促进微生物增殖,加速堆肥进程,促进园林废弃物堆肥前期物质分解转化与堆肥后期的腐殖酸合成,增强堆肥产品芳香性,降低有机酸含量,提高堆肥产品品质。以园林废弃物堆肥阶段物质变化作为判断标准可知,腐殖酸与外源菌剂对促进园林废弃物堆肥具有较好的协同作用,混合施用效果更佳,不同外源菌剂效果不一,京圃园菌剂相比EM菌剂更适宜园林废弃物堆肥使用。2)以园林废弃物堆肥产物作为勋章菊栽培基质主要组成部分,栽培实验结果表明勋章菊栽培基质园林废弃物堆肥材料替代比例以30%-50%为佳,综合考虑植株栽培果、经济成本等因素,泥炭:园林废弃物堆肥=5:5的配方比例在生产中具有一定推广价值。3)不同外源添加剂不仅影响园林废弃物堆肥,在栽培阶段,不同堆肥处理对勋章菊生长、基质理化性质改变、以及基质微生物群落等方面均有明显影响。微生物测定结果表明外源添加剂促进根系须根化发展,促进花卉地上部分生长,延长花期,有效提高勋章菊观赏价值。园林废弃物在栽培阶段仍不断进行分解变化,其理化性质变化明显,孔隙结构增强,腐殖酸与菌剂协同效果较佳。外源添加剂能有效增加堆肥微生物细菌与真菌群落结构多样性,但不同处理中优势种基本一致,细菌以Proteobac teria变形菌门为优势菌群,真菌以Ascomycota子囊菌门为优势菌。总体而言,堆肥期间外源添加剂不仅作用于堆肥时期,影响堆肥品质与效率,更能够影响栽培时期植株生产,对基质变化,植株生长产生深远影响,对堆肥生产中外源添加剂应用应考虑更为全面。
2015年赵怀宝等人在园林废弃物数量调查和不同材料C/N比测定的基础上,将9种园林绿化废弃物混合为主要材料,分别添加5种不同的微生物复合菌剂进行好氧堆肥试验,分析了堆肥过程中堆体温度、氮含量的变化,以筛选出园林废弃物堆肥的适宜菌剂。结果表明:不同绿篱植物平均年修剪量达3.10kg/m2;添加微生物复合菌剂,可以缩短堆肥时间,减少园林废弃物中氮的损失量;不同菌剂对园林废弃物堆肥进程以及堆肥初产品N含量的影响各有不同。在低温季节,快速堆肥可采选用T2、T4,而在高温季节,为获得较高N含量堆肥初产品,T2、T5将是好的选择。T2则兼有腐熟快、N含量高的优点。
发明内容
本发明从园林废弃物堆肥中分离纯化出一株菌株Dstr3-3,经16S rDNA测定,Dstr3-3是一株具有木质素降解能力的,可显著促进堆肥腐熟的嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomyces thermocarboxydus)。
本发明的技术方案如下:
一株嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomyces thermocarboxydus)菌株Dstr3-3,其保藏号为CGMCC No.10774。
用于降解木质素的制品,其特征在于,所述制品的活性成分包括所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3。
所述制品还包括用于降解木质素的常规成分。
用于园林废弃物堆肥的制品,其特征在于,所述制品的活性成分包括所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3。
所述制品还包括用于园林废弃物堆肥的常规成分。
用于园林废弃物堆肥的添加剂,其特征在于,所述添加剂的活性成分包括所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3。
一种堆肥,其特征在于制备步骤为:在堆肥物料中接种堆肥菌剂,所述堆肥菌剂的活性成分为所述的菌株。
所述堆肥物料为:猪粪与园林废物的混合物,堆肥通风时间为每天10分钟。
一种用于园林废弃物堆肥的方法,其特征在于,在堆肥过程中向堆肥物料接种堆肥菌剂,所述堆肥菌剂的活性成分为所述的菌株。
所述堆肥物料为猪粪与园林废弃物的混合物,通风时间为每天10分钟。
本发明提供了一株分离自园林废弃物的菌株Dstr3-3,经16S rDNA分子鉴定和系统发育树分析,所述Dstr3-3菌株为一株嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomycesthermocarboxydus)菌株。
本发明首先对该菌株进行了生长特征观察培养以及碳、氮源利用分析,还进行了分解木质素能力方面的研究,结果发现,在愈创木酚培养基上培养所述菌株Dstr3-3时,会产生变色反应,因此初步认定该菌具有降解木质素的能力。经产木质素酶类型的鉴定分析,该Dstr3-3菌株产木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶,但不产漆酶。
此外,为了说明本发明所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3在园林废弃物堆肥方面的效果,本发明还进行了堆肥试验。采用正交设计,选取4因素4水平,共16个处理L16(44),具体见表1。每处理设3个重复,堆肥过程中定期取样,并每天测定温度、发芽率和腐熟度等指标,结果表明,含有本发明所述菌株Dstr3-3的菌剂可有效缩短堆肥时间,显著促进堆肥腐熟;同时分析了不同因素对堆肥养分含量的影响,发现在物料选择猪粪与园林废弃物混合,每天通风10分钟的条件下,选用含有本发明所述菌株Dstr3-3的菌剂能获得养分含量最高、品质最好的堆肥产品。
所述嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomyces thermocarboxydus)菌株Dstr3-3已送保藏,其保藏信息如下:
菌种保藏名称:Dstr3-3
保藏号:CGMCC No.10774
分类命名:嗜热一氧化碳链霉菌
拉丁名:Streptomyces thermocarboxydus
保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期:2015年4月30日
3号菌剂:烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)菌株Bfum-5,其保藏信息如下:
菌种保藏名称:Bfum-5
保藏号:CGMCC No.10929
分类命名:烟曲霉
拉丁名:Aspergillus fumigatus
保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期:2015年6月3日
附图说明
图1为Dstr3-3菌株的16S rDNA的电泳检测结果;a是菌株基因组DNA电泳检测结果;b是PCR产物电泳检测结果。
图2为Dstr3-3菌株的系统发育树。
图3为Dstr3-3菌株(DF3-3)在愈创木酚培养基上的生长情况,产生变色反应。
图4为滴入H2O2和焦酚的混合液以及滴入a-萘酚后的Dstr3-3菌株(DF3-3)的生长情况。
图5为堆肥试验中各处理的堆肥温度曲线图。
图6为堆肥试验中各处理的高温期持续天数柱状图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明,下述实施例只是说明性的,并不限制本发明保护范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
试剂及耗材
察氏培养基(g/L):硝酸钠3g,K2HPO4 1g,MgSO4·7H2O0.5g,氯化钾0.5g,硫酸亚铁0.01g,蔗糖30g,琼脂20g,蒸馏水1000mL
葡萄糖天冬素培养基(g/L):葡萄糖10g,天门冬素0.5g,K2HPO4 0.5g,水1000ml,pH7.2-7.4
甘油天冬素培养基(g/L):甘油10g,天门冬素0.5g,K2HPO4 0.5g,水1000ml,pH7.2-7.4
无机盐淀粉培养基(g/L):可溶性淀粉10.0g,K2HPO4 1.0g,MgSO4 1.0g,NaCl1.0g,(NH4)2SO4 2.0g,CaCO3 2.0g,FeSO4.7H2O 0.001g,MnCl2.7H2O 0.001g,ZnSO4.7H2O0.001g,琼脂20.0g,pH 7.0-7.4
ISP-2培养基(g/L):酵母膏4.0g,麦芽汁10.0g,葡萄糖4.0g,琼脂20.0g,蒸馏水1000mlpH 7.0
燕麦粉培养基:燕麦粉浸液20g,琼脂18%,迹量盐溶液1ml,用蒸馏水补充至1000mlpH 7.2
高氏一号培养基(g/L):可溶性淀粉20g,硝酸钾1.0g,NaCl 0.5g,磷酸氢二钾0.5g,硫酸镁0.5g,琼脂16-17g,硫酸亚铁0.01g,水1000mL,pH值7.2-7.4
愈创木酚-PDA培养基(g/L):土豆去皮200g,加入1000mL蒸馏水,文火煮30min,冷却后挤出汁液,在汁液中加入葡萄糖20g,KH2PO4 3g,MgSO4 1.5g,琼脂15g和微量VB1,加热至溶解,定容至1000mL,pH值6,最后加入0.1%的愈创木酚。
牛肉膏蛋白胨-愈创木酚培养基(g/L):牛肉膏5.0g,蛋白胨10.0g,NaCl 5.0g,琼脂16-17g,水1000mL,pH值7.2-7.4,最后加入0.1%的愈创木酚。
高氏一号-愈创木酚培养基(g/L):可溶性淀粉20g,硝酸钾1.0g,NaCl 0.5g,磷酸氢二钾0.5g,硫酸镁0.5g,琼脂16-17g,硫酸亚铁0.01g,水1000mL,pH值7.2-7.4,最后加入0.1%的愈创木酚。
本发明筛选菌株Dstr3-3的园林废弃物采集自北京农学院;
堆肥效果验证中采用的园林废弃物取自辅导单位北京农学院校园中2012年秋季绿化树种枯落物;各种动物粪便购自北京农学院周边农村;1-3号菌剂的主要成分列示如下:
1号菌剂:杂色云芝Polystictus versicolor菌株
2号菌剂:Dstr3-3菌株
3号菌剂:曲霉属真菌Aspergillus sp.Z5.5菌株
NH4Cl、(NH4)2SO4、丙烯酰胺、硝酸钾、酒石酸铵、蛋白胨、NaCl,磷酸氢二钾,硫酸镁,硫酸亚铁、葡萄糖、甘露糖、蜜二糖、L-阿拉伯糖、淀粉、松三糖、赤藓醇、麦芽糖、蔗糖、甲基葡萄糖苷、海藻糖、纤维二塘、木糖、核糖、菊糖、水杨苷、甘油、丁酸钠、乳酸钠、乙酸钠、甲酸钠、苹果酸钠、琥珀酸钠、丙二酸钠、酒石酸钠、酪氨基酸钠、淀粉酶、琼脂糖、α-萘酚、愈创木酚、均为国产分析纯,可商购获得。
生物材料的来源及记载出处
堆肥试验中1号菌剂为杂色云芝Polystictus versicolor购自中国科学院微生物研究所,保存号CPCC400032,在宋安东等人于2005年在《过程工程学报》第5期4版415-419页上的文章《杂色云芝产木质纤维素酶及对稻草秸秆的降解》中也有记载;
3号菌剂为一株烟曲霉菌株,其保藏号为CGMCC No.10929。
实施例1、本发明所述的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3
一、所述菌株Dstr3-3的分离纯化
以高氏一号培养基为分离培养基,采用稀释平板分离法从北京农学院园林废弃物堆肥中分离纯化获得Dstr3-3菌株,具体步骤如下:
取枯枝落叶堆肥制成悬液,在无菌操作条件下,用10ml的无菌移液管吸取10ml水样置于第一瓶90ml无菌水中,将移液管吹洗三次,用手摇10min将颗粒状样品打散。吸取0.5ml菌液接种于牛肉膏蛋白胨培养基、高氏一号培养基、愈创木酚-PDA培养基,各接9板,倒置于30℃、50℃、60℃温箱培养3~15d,然后观察结果。培养出的各种微生物,分离培养,直至纯化。
共分离纯化77种菌株,其中细菌44种,真菌25种(包括Aspergillus sp.Z5.5菌株),放线菌8种(包括菌株Dstr3-3)。将这些菌株采用愈创木酚培养基培养,细菌用牛肉膏蛋白胨-愈创木酚培养基,真菌用愈创木酚-PDA培养基,放线菌用高氏一号-愈创木酚培养基。产生变色反映的菌只有放线菌Dstr3-3,说明此菌株具有木质素降解能力。
二、所述菌株Dstr3-3的生长鉴定及理化特性分析
1培养特征观察
利用察氏培养基、葡萄糖天冬素培养基、甘油天冬素培养基、无机盐淀粉培养基、ISP-2培养基燕麦粉培养基、高氏一号培养基和桑塔氏培养基,分别培养木质素分解菌,观察菌生长情况。
通过将Dstr3-3接种到不同的培养基上,观察Dstr3-3在不同的培养基上所产气生菌丝和基内菌丝的颜色,以及观察是否存在可溶性色素,结果见表1。
表1、Dstr3-3的培养特性研究表
显微特征:包子丝直,柔曲、钩状、螺旋型。孢子椭圆形。
2碳源、氮源利用
氮源20g,碳源1.0g,NaCl 0.5g,磷酸氢二钾0.5g,硫酸镁0.5g,硫酸亚铁0.01g,水1000mL,pH值7.2-7.4。
氮源分别为:NH4Cl、(NH4)2SO4、丙烯酰胺、硝酸钾、酒石酸铵、蛋白胨。
碳源分别为:葡萄糖、甘露糖、蜜二糖、L-阿拉伯糖、淀粉、松三糖、赤藓醇、麦芽糖、蔗糖、甲基葡萄糖苷、海藻糖、纤维二塘、木糖、核糖、菊糖、水杨苷、甘油、丁酸钠、乳酸钠、乙酸钠、甲酸钠、苹果酸钠、琥珀酸钠、丙二酸钠、酒石酸钠、酪氨基酸钠、淀粉酶。
在基础培养基其他条件不变的情况下,分别加入不同的氮源,碳源观察在不同氮源、碳源环境下的生长情况,结果见表2、表3。
表2、Dstr3-3的氮源利用特性研究表
表3、Dstr-3的碳源利用特性研究表
三、菌株Dstr3-3的分子鉴定
采用16S rDNA测定法对菌株Dstr3-3进行分子进化遗传分析。
菌种DNA提取:参考Kim等(1995)和Rainey等(1996)的方法少量提取总DNA。室温干燥后溶于适量TE Buffer中,1%琼脂糖电泳检测DNA质量,结果如图1中的a部分所示。将DNA浓度调至70ng/μL左右,备做PCR模板。
16S rDNA扩增:采用细菌16S rDNA通用引物:
27F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′;(SEQ ID No.1)
1492R:5′-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3′;(SEQ ID No.2)
分别对应于Escherichia coli 16SrDNA的第8–27和1,492–1,514位碱基。
PCR扩增程序:94℃预变性3min;94℃变性1min,55℃退火1min,72℃延伸3min,30个循环;72℃延伸5min。
通过1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。将扩增出的16S rDNA片段进行测序,将所得序列与GenBank数据库中已经登录鉴定的序列进行Blast比对,选取亲缘关系最近的9个序列的16S rDNA,利用DNAMAN软件进行比对,并通过MEGA5软件构建系统发育树。
PCR获得1418bp DNA片段,电泳检测结果如图1的b部分所示;测序结果如SEQ IDNo.3所示;通过序列对比及系统发育树分析,如图2所示,本发明所述的Dstr3-3菌株与嗜热一氧化碳链霉菌(Streptomyces thermocarboxydus)相似度为99%,因此判断该菌株是一株嗜热一氧化碳链霉菌。其中一个单株送保藏,保藏号为CGMCC No.10774。
实施例2、菌株Dstr3-3分解木质素能力的效果验证
1、木质素分解能力初筛
选择培养基:愈创木酚培养基
放线菌Dstr3-3在愈创木酚培养基培养时,产生变色反应,初步认定该菌具有木质素降解能力(图3)。
2、产木质素酶类型测定
在两个相同的平板培养基的菌落边缘,用打孔器分别打几个直径5mm左右的小孔,分别滴入数滴H2O2和焦酚的混合液和0.1mol/L的α-萘酚,在恒温环境条件下,观察菌落边缘变色圈的大小。
通过运用打孔法,在Dstr3-3和变色栓的菌落边缘打孔后分别滴入数滴H2O2和焦酚的混合液,如图4所示,Dstr3-3菌落周围的变色圈极明显且颜色偏暗红,而变色栓菌的变色圈并不明显,因此可以判断Dstr3-3产木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶;而在Dstr3-3和变色栓的菌落边缘打孔后分别滴入数滴0.1mol/L的a-萘酚后发现,Dstr3-3菌落周围的并无明显紫色,因此判断Dstr3-3不产漆酶。
实施例3、菌株Dstr3-3用于园林废弃物堆肥的效果验证
本试验选用京郊枯枝落叶等园林废弃物为主要原料,加之牛粪等不同物料,同时,控制通风,水分及添加不同混合菌种,根据正交设计进行4因素4水平堆肥实验,筛选不同因素对园林废物堆肥效果的影响,以期为京郊园林废弃物资源化利用提供依据。
1材料与方法
1.1材料
堆肥材料:园林废物取自辅导单位北京农学院校园中2012年秋季绿化树种枯落物;各种动物粪便购自北京农学院周边农村。
实验菌种:取自北京农学院农林废弃弃物处理课题组分离的保存菌种,选用单菌种,分别为1号菌剂、2号菌剂(Dstr3-3)和3号菌剂,接种量菌液与堆肥体积比:10l/m3。
1.2方法
采用正交设计,选取4因素4水平,共16个处理L16(44),具体见表4。每处理设3个重复,堆肥过程中定期取样,并每天测定温度、发芽率和腐熟度等指标,整个发酵过程在发酵池中进行,园林废弃物与不同动物粪配比为1:1,菌剂加入量为堆肥物料重量的5%。
表4、堆肥正交实验方案
名称 | 配料 | 通风 | 含水量 | 菌剂 |
1 | 牛粪+枯枝落叶 | 0min | 45% | 0 |
2 | 牛粪+枯枝落叶 | 10min | 55% | 1 |
3 | 牛粪+枯枝落叶 | 20min | 65% | 2 |
4 | 牛粪+枯枝落叶 | 30min | 75% | 3 |
5 | 羊粪+枯枝落叶 | 0min | 55% | 2 |
6 | 羊粪+枯枝落叶 | 10min | 45% | 3 |
7 | 羊粪+枯枝落叶 | 20min | 75% | 0 |
8 | 羊粪+枯枝落叶 | 30min | 65% | 1 |
9 | 猪粪+枯枝落叶 | 0min | 65% | 3 |
10 | 猪粪+枯枝落叶 | 10min | 75% | 2 |
11 | 猪粪+枯枝落叶 | 20min | 45% | 1 |
12 | 猪粪+枯枝落叶 | 30min | 55% | 0 |
13 | 枯枝落叶 | 0min | 75% | 1 |
14 | 枯枝落叶 | 10min | 65% | 0 |
15 | 枯枝落叶 | 20min | 55% | 3 |
16 | 枯枝落叶 | 30min | 45% | 2 |
1.3堆肥样品检测
发芽率:发芽率=[(浸提液中的种子发芽率×种子根长)/(蒸馏水中的种子发芽率×种子根长)]×100%;
全碳:完全灼烧法;
全氮:H2SO4-H2O2联合消煮,凯式定氮法;
全磷:H2SO4-H2NO3联合消煮,钒钼黄比色法;
全钾:H2SO4-H2NO3联合消煮,火焰光度法;
碱解氮:扩散法;
速效磷:柠檬酸溶解,钒钼黄比色法;
速效钾:硝酸溶解,火焰光度法;
1.4数据分析
数据采用SPSS进行多因素方差分析(Ver.19.0),差异显著后用Duncan’s进行多重比较。
2结果与分析
2.1不同因素对堆肥腐熟速度的影响
温度是判断堆肥腐熟程度的重要指标,一般来说堆肥过程中温度均经历明显的升温期,高温期,降温期和腐熟期4个时期,当堆体温度重新回到环境温度可视为堆肥初步成熟。从图5可见各处理均在堆肥初期快速升至最高温度(70℃),持续2-4天后温度下降到40-50℃,而后进入二次发酵期,在高温55-60℃持续一段时间后温度再次下降,经较长的腐熟期后,温度回归到环境温度。其中4、5、7、8、11、12号处理在高温50℃以上可持续10天以上(图6),说明这几种处理腐熟程度较好。
进一步从表2可见各处理完成堆肥过程降到环境温度的天数有显著差异,其中堆肥物料和菌剂对堆肥时间有显著影响,物料1、2、3和菌剂1、2可有效缩短堆肥时间。
发芽指数GI,是测定肥料毒性的重要指标,发芽指数GI值越低说明肥料中毒性越大,表明堆料未腐熟完全。通常认为当发芽指数GI大于50%时,可以基本认定堆料腐熟。从表2可见在堆肥39天最后一次取样,各处理发芽指数均大于50%,并达到80%左右,各个处理发芽率无显著差别,说明在堆肥39天时,各处理堆肥均已完全成熟。
C/N也是判断堆料腐熟程度的重要指标,通常随堆肥的进行,堆料中C/N不断下降,因园林废物堆肥初始C/N较高,我们认为堆肥后期C/N越低,其堆肥效果腐熟程度越好。表5中物料、菌剂均对堆肥C/N有极显著影响,园林废物与牲畜粪便混合堆肥可有效促进堆肥腐熟,其中羊粪效果最好。添加菌剂也可显著促进堆肥腐熟,菌剂1、2效果明显。
表5、不同因素对堆肥腐熟指标的影响
同一列不同因素中不同字母表示显著差异(P<0.01)。
2.2不同因素对堆肥养分含量的影响
全效养分,速效养分,是评价肥料中的重要指标,养分含量越高,堆肥品质越好。配料、通风、菌剂均对堆肥养分含量有显著影响(表6)。其中配料对各项养分均有极显著影响,羊粪、猪粪与枯枝落叶混合堆肥效果较好,园林废物单独堆肥养分含量较低。通风对全氮、全钾含量有显著影响,其中每天通风10分钟的处理明显优于其它处理。菌剂处理对堆肥全效氮磷钾和速效磷含量有显著影响,其中1号、2号菌剂效果较好。
表6、各处理堆肥产品养分含量表
同一列不同因素中不同字母表示显著差异P<0.05水平。
2.3堆肥最优因素筛选
将对堆肥指标有显著影响的各因素进行综合比较(表7),物料选择羊粪与园林废物混合或猪粪与园林废物混合,通风时间10min/d,菌剂选择1号、2号为本试验中园林废物堆肥的较优方案。
表7、最优因素筛选表
3结论与讨论
不同物料混合、不同菌剂、不同通气时间均对园林废弃物堆肥速度与堆肥品质产生显著影响。园林废弃物堆肥最优方案为:物料选择猪粪与园林废弃物混合,通风时间10min/d,菌剂为2号菌剂。
Claims (2)
1.用于降解木质素的制品,其特征在于,所述制品的活性成分包括保藏号为CGMCCNo.10774的嗜热一氧化碳链霉菌菌株Dstr3-3。
2.根据权利要求1所述的制品,其特征在于,还包括用于降解木质素的常规成分。
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