CN108484239A - 一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法 - Google Patents

一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法，该方法包括如下步骤：将禽畜粪便进行堆置发酵至半腐熟状态后，按重量比1～5‰均匀地加入维生素C，然后加入蚯蚓，于适于蚯蚓存活的条件下进行放置处理。本发明的方法简单，适于推广应用，所得技术效果优秀，可使禽畜粪便的抗性基因丰度降低85～95％；本发明实施周期仅需7周左右，且所得物可用作肥料使用。

Description

一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法
技术领域
本发明属于环境抗性基因污染治理领域，特别涉及一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法。
背景技术
自二十世纪人类发现抗生素以来，抗生素的是应用已经深入到医药、畜牧和水产养殖等各个行业中，而因其滥用而导致的环境中大量耐药性致病菌的出现引起了人们对抗生素及抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes，ARGs)的广泛关注。鉴于抗生素抗性基因ARGs可以在环境中持久性残留，并且在不同环境介质中传播和扩散，因此，抗性基因作为一种新型环境污染物已成为环境领域的研究热点之一。我国是禽畜养殖大国，每年产生粪便达38亿吨，禽畜粪便中的养分使其成为有机肥生产的理想原材料。禽畜粪便中含有的大量未降解抗生素和微生物会对抗性基因的扩增和转移起到积极作用，因此禽畜粪便一直被认为是抗性基因的最大储存库之一。现有有机肥生产工艺主要为堆制发酵处理，在堆肥发酵过程中含有抗性基因的微生物得到大量扩增。已有研究表明具有抗性基因ARGs的肠道细菌残留在禽畜粪便中，可通过粪便施肥传播给土壤中其他细菌，从而导致有机肥中抗性基因ARGs拷贝数大大高于环境友好水平。而这样的有机肥被大量的直接用于农业生产，间接导致农业环境抗性基因大量污染。人类与动物、细菌和环境之间可形成抗生素耐受基因的生态传播链，并导致人体内细菌与环境细菌发生基因交换并最终危害人类健康。如何降低禽畜粪便中微生物的抗性基因丰度，成了关系社会发展和人类健康的大问题。
西北农林科技大学与杨凌维丰生物科技有限公司在其申请号为201710414410.4的中国专利中提供了一种降低有机肥中四环素类抗性基因丰度的方法，该方法通过加入生物炭的方法，降低了鸡粪堆肥中的四环素类抗性基因的丰度。不过，由于该方法需要用到特制的生物炭，成本较高且原料不易获得，并不适于农户的推广。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法，该方法包括如下步骤：
将禽畜粪便进行堆置发酵至半腐熟状态后，按重量比1～5‰均匀地加入维生素C，然后加入蚯蚓，于适于蚯蚓存活的条件下进行放置处理。
所述禽畜粪便包括猪粪、鸡鸭粪便或牛羊粪便。
为了更好的利于蚯蚓存活并制备优良的有机肥，在进行堆置发酵前，将禽畜粪便的C/N调节至30。新鲜禽畜粪便因来源不同而存在截然不同的C/N，猪粪一般为15，鸡鸭粪约为10，牛羊粪约为23～25。进行所述调节时，采用加入外源物的方式进行，所述外源物包括稻草或木屑。
优选的，进行堆置发酵时，控制湿度为60％。
所述半腐熟状态指的是C/N为20以下。本发明中，发酵约2周后，C/N比可下降至20以下达到半腐熟状态，这个过程同其他普通有机堆肥措施基本一致。
为了更好的适于蚯蚓的存活，在加入维生素C和蚯蚓前，控制堆置发酵所得物的pH＝5～8；进行所述控制时，通过加入pH调节物进行，所述pH调节物包括腐殖酸或生石灰。
优选的，堆置发酵所得物与蚯蚓的重量比不大于100:1。蚯蚓的添加量过少难以获得很好的降低禽畜粪便中抗性基因污染的效果。
所述适于蚯蚓存活的条件为：含水量为50～60％、温度为15～30℃。
所述放置的时间不低于5周。
优选的，所述蚯蚓的品种为大平三号。
本发明在研究过程中发现，虽然不添加所述维生素C时，也能获得降低抗性基因丰度的效果，但是当添加维生素C后，所得到的降低抗性基因丰度的效果得到了明显的提升。
本发明的有益效果：
本发明的方法简单，适于推广应用，所得技术效果优秀，可使禽畜粪便的抗性基因丰度降低85～95％；本发明实施周期仅需7周左右，且所得物可用作肥料使用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例采用的禽畜粪便为鸡粪。
(1)将适量稻草或者木屑与新鲜鸡粪混合使其总C/N达到30时，进行堆置发酵。堆制过程需充分浇水，保持湿度为60％，发酵2周后C/N比下降至20以下达到半腐熟状态。
(2)当发酵堆温度下降不再发热后检测pH值，保证堆置发酵所得物的pH在5～8之间以适应蚯蚓生存需要。然后按重量比2‰均匀地加入维生素C，再加入太平三号蚯蚓，控制保持堆置发酵所得物和蚯蚓质量比为100:1。
(3)不时浇水，保持含水量50～60％，保持温度15～30℃，同时保证每周至少彻底翻动一次，保证充分透气，5周后禽畜粪便渐渐转变成细散的蚯蚓粪。
实施例2
除了将鸡粪换为猪粪，维生素C的添加量为1‰之外，其余与实施例1一致。
实施例3
除了将鸡粪换为牛粪，维生素C的添加量为5‰之外，其余与实施例1一致。
对比实施例1
除了不添加维生素C之外，其余与实施例1一致。
对比实施例2
除了维生素C的添加量为0.5‰之外，其余与实施例1一致。
对实施例1～3和对比实施例1～2进行处理前后的抗性基因丰度分析，以处理后的抗性基因丰度相较于处理前的抗性基因丰度的降低率为标准。检测的抗性基因为三种四环素抗性基因(tetX、texG和tetC)和一种氟喹诺酮抗性基因(gryA)，结果如表1所示：
表1

Claims (10)

1.一种快速降低禽畜粪便中抗性基因污染的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将禽畜粪便进行堆置发酵至半腐熟状态后，按重量比1～5‰均匀地加入维生素C，然后加入蚯蚓，于适于蚯蚓存活的条件下进行放置处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行堆置发酵前，将禽畜粪便的C/N调节至30，进行所述调节时，采用加入外源物的方式进行，所述外源物包括稻草或木屑。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述禽畜粪便包括猪粪、鸡鸭粪便或牛羊粪便。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行堆置发酵时，控制湿度为60％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述半腐熟状态指的是C/N为20以下。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加入维生素C和蚯蚓前，控制堆置发酵所得物的pH＝5～8；进行所述控制时，通过加入pH调节物进行，所述pH调节物包括腐殖酸或生石灰。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，堆置发酵所得物与蚯蚓的重量比不大于100:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适于蚯蚓存活的条件为：含水量为50～60％、温度为15～30℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放置的时间不低于5周。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚯蚓的品种为大平三号。
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