CN116024127B - 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 - Google Patents
兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116024127B CN116024127B CN202211309822.9A CN202211309822A CN116024127B CN 116024127 B CN116024127 B CN 116024127B CN 202211309822 A CN202211309822 A CN 202211309822A CN 116024127 B CN116024127 B CN 116024127B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- strain
- imidacloprid
- composting
- degradation
- strains
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000005906 Imidacloprid Substances 0.000 title claims abstract description 42
- YWTYJOPNNQFBPC-UHFFFAOYSA-N imidacloprid Chemical compound [O-][N+](=O)\N=C1/NCCN1CC1=CC=C(Cl)N=C1 YWTYJOPNNQFBPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229940056881 imidacloprid Drugs 0.000 title claims abstract description 42
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 title description 17
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 74
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 19
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 13
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 claims description 10
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 4
- 238000009264 composting Methods 0.000 abstract description 44
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 abstract description 34
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 55
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 9
- 241000194110 Bacillus sp. (in: Bacteria) Species 0.000 description 8
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 5
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 5
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 230000006799 invasive growth in response to glucose limitation Effects 0.000 description 5
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 4
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 4
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 4
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 3
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001150381 Bacillus altitudinis Species 0.000 description 1
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 description 1
- 241001150380 Bacillus stratosphericus Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003794 Gram staining Methods 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000011284 combination treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/02—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by biological methods, i.e. processes using enzymes or microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/04—Pesticides, e.g. insecticides, herbicides, fungicides or nematocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
- A62D2101/28—Organic substances containing oxygen, sulfur, selenium or tellurium, i.e. chalcogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Virology (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一组兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用，采用M1、Q1、QK三种菌株制备复合腐熟菌剂Q,堆肥初接种复合腐熟菌剂Q 1次；堆肥5‑9天接F11菌1次。本发明提供了适用于蔬菜类废弃有机物的多效菌种，同时开发了基于复合菌种体系的分级接种工艺，具有十分优良的实用效果。
Description
技术领域
本发明涉及农业用微生物技术领域，尤其是一种蔬菜类废弃物好氧堆肥腐熟菌剂以及快速腐熟兼具分解吡虫啉农药的方法。
背景技术
蔬菜类废弃有机物与普通大田秸秆类有机物相比，前者往往含有较高的农药残留，其中尤以吡虫啉类具有高度水溶性的农药具有最大的危害性。高度的水溶性进一步使得吡虫啉对于土壤、水体、昆虫生态及微生物生态等均具有更高的危害系数。
开发新的高效降解菌株具有紧迫性。尤其是，菌株具有多效性(蔬菜物腐解&吡虫啉降解)具有更高的实用价值。除此之外，菌种发酵工艺的改良也是一个具有挑战性的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的Q1菌株，所述Q1菌株的保藏信息为：菌株名为Q1，保藏编号为CGMCC NO：25714，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。
所述Q1菌株的菌落形态特征为：菌落呈不规则扁平状，表面有光泽，白色，粘稠，边缘不整齐；所述Q1菌株的生理生化特征为：杆状，有芽孢，革兰氏染色阳性，过氧化氢酶阳性，硝酸盐还原阳性，淀粉水解除菌株阳性，M.R反应阳性，V-P反应阴性，明胶液化试验阳性。
兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的QK菌株，所述QK菌株的保藏信息为：菌株名为QK，保藏编号为CGMCC NO：25716，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。
所述QK菌株的菌落形态特征为：菌落呈不规则扁平，表面无褶皱，白色，易挑起，边缘不整齐；所述QK菌株的生理生化特征为：杆状，有芽孢，革兰氏染色阳性，过氧化氢酶阳性，硝酸盐还原阳性，淀粉水解除菌株阳性，M.R反应阴性，V-P反应阴性，明胶液化试验阳性。
兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的M1菌株，所述M1菌株的保藏信息为：菌株名为M1，保藏编号为CGMCC NO：25715，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。
所述M1菌株的菌落形态特征为：菌落呈圆形凸起，表面有褶皱，乳白色，不透明，粘稠，边缘不整齐；所述M1菌株的生理生化特征为：杆状，有芽孢，革兰氏染色阳性，过氧化氢酶阳性，硝酸盐还原阳性，淀粉水解除菌株阴性，M.R反应阴性，V-P反应阳性，明胶液化试验阳性。
蔬菜类废弃物快速腐熟用F11菌株，所述F11菌株的保藏信息为：菌株名为F11，保藏编号为CGMCC NO：25717，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。
所述F11菌株的菌落形态特征为：菌落呈不规则扁平，白色至淡黄色，表面粗糙，无光泽，不透明，易挑起，边缘不规则；所述F11菌株的生理生化特征为：杆状，有芽孢，革兰氏染色阳性，过氧化氢酶阳性，硝酸盐还原阴性，淀粉水解除菌株阴性，M.R反应阳性，V-P反应阴性，明胶液化试验阴性。
蔬菜类废弃有机物快速腐熟协同吡虫啉高效降解的方法，该方法首先采用M1、Q1、QK三种菌株制备复合腐熟菌剂Q,堆肥初接种复合腐熟菌剂Q1次；堆肥5-9天接F11菌1次。
吡虫啉类农药的高效降解方法，采用M1、Q1、QK三种菌株当中的任一菌株，或者采用M1、Q1、QK三种菌株的任意组合，对含有吡虫啉的有机物进行发酵，实现吡虫啉的高效降解。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供了适用于蔬菜类废弃有机物的多效菌种(吡虫啉降解&蔬菜腐熟发酵)，同时开发了基于复合菌种体系的分级接种工艺，具有十分突出的实用效果。
附图说明
图1为不同菌株在培养基中的生长状况图。
图2为各菌株基于16S序列的系统发育树图谱。
图3为菌株之间拮抗作用结果图。
图4为菌株的形态特征图。
图5为无机盐溶液条件下不同菌株对吡虫啉的降解率图，图中，小写字母表示不同菌株处理的差异显著性(P<0.05)。
图6为不同菌株堆肥处理的木质纤维素降解率图。
图7为接菌组合对堆肥温度(Ⅰ)、含水率(Ⅱ)、pH(Ⅲ)、有机质含量(Ⅳ)及GI(Ⅴ)的影响图。
图8为不同接菌处理堆肥过程中吡虫啉相对降解率的变化图。
图9为不同接菌方式堆肥过程中吡虫啉绝对降解率的变化图。
具体实施方式
以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
实施例1、菌株的保藏
保藏菌株名为Q1，拉丁名为Bacillus sp.，命名为芽孢杆菌Bacillus sp.，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：中国北京，保藏日期2022年09月15日，保藏号CGMCC NO：25714。
保藏菌株名为QK，拉丁名为Bacillus sp.，命名为芽孢杆菌Bacillus sp.，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：中国北京，保藏日期2022年09月15日，保藏号CGMCC NO：25716。
保藏菌株名为M1，拉丁名为Bacillus sp.，命名为芽孢杆菌Bacillus sp.，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：中国北京，保藏日期2022年09月15日，保藏号CGMCC NO：25715。
保藏菌株名为F11，拉丁名为Bacillus sp.，命名为芽孢杆菌Bacillus sp.，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：中国北京，保藏日期2022年09月15日，保藏号CGMCC NO：25717。
实施例2、菌株的形态特征
参见附图1，从菌落形态看，菌株F11菌落呈不规则扁平，较小，白色至淡黄色，表面粗糙，无光泽，不透明，易挑起，边缘不规则；菌株FP4菌落呈圆形凸起，较大，表面有褶皱，乳白色，不透明，粘稠，边缘不整齐；Q1菌落呈不规则扁平，较小，表面有光泽，白色，粘稠，边缘不整齐；QK菌落呈不规则扁平，较大，表面无褶皱，白色，易挑起，边缘不整齐。
实施例3、菌株的生理生化特征
参见下表(各菌株的生理生化特征)，各菌株均为杆状，有芽孢，革兰氏染色、过氧化氢酶均呈阳性；硝酸盐还原除菌株F11呈阴性，其它菌株均呈阳性；淀粉水解除菌株F11和M1呈阴性，其它菌株均呈阳性；M.R反应仅QK呈阴性，其余均呈阳性；菌株F11、Q1的V-P反应呈阴性，其余均呈阳性；F11不可以使明胶液化，其余菌株均呈阳性。
综合各菌落形态和生理生化特征发现，上述4种菌株均具备芽孢杆菌属的菌株特征，但各菌株在形态和生理生化特征上尚存在差异。
各菌株的生理生化特征
注：“+”表示阳性；“-”表示阴性。
Note:"+"means positive；"-"means negative.
实施例4、菌株的分子学鉴定结果
参见附图2，通过DNA提取、PCR扩增、PCR样品纯化、16S rDNA基因检测对菌株进行鉴定，结果表明菌株属于芽孢杆菌属，具体种属有所差异，将待鉴定菌株的序列与相近种属模式菌株用NCBI进行序列比对，并构建系统发育树，如图2-4。菌株F11与Bacillusaltitudinis100％相似；菌株M1与Bacillus stratosphericus100％相似；菌株Q1与Bacillus licheniformis 99.38％相似，菌株QK与Bacillus subtilis 99.93％相似。菌株M1、F11、Q1、QK在属上鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。
实施例5、四组菌株的制备
在无菌条件下，从Q1、QK、M1和F11芽孢杆菌保存斜面上各自挑取一环菌，分别接种到NB、PDA液体培养基中，放置于温度50℃、转速150rpm·min-1的培养箱中，震荡培养24h进行活化。然后吸取1mL加入到100mL新鲜液体培养基中培养(50℃、150rpm·min-1)，震荡培养16h获得种子液。采用平板计数法进行平板计数，所用菌液的活菌数均大于1.5×108个/mL，4℃保存备用。F11利用上述方法培养获得菌液，活菌数均大于1.5×108个·ml-1，4℃保存备用。
实施例6、菌株拮抗试验&腐熟菌剂Q的制备
参见附图3，通过平板交叉划线法进行菌株拮抗试验，可以看出，菌株M1、Q1、QK间均不存在拮抗作用。可以使用M1、Q1、QK在发酵罐内进行混合发酵制备腐熟菌剂Q。
实施例7、堆肥方案设计
用粉碎机将蔬菜废弃物粉碎成1～2cm的长度，先用少量的水润湿蔬菜粉碎废弃物，将吡虫啉母液按梯度投加混合法先投加到四分之一的秸秆中，然后再进行完全混合，使其终浓度为10mg·kg-1，再调整含水率为60％，C/N为25。将2.0％的腐熟菌剂Q分层多次与物料充分混合后，在130L(内径67.5cm×48cm×41cm)泡沫箱中进行堆肥，在第7天时进行第分级接菌，将0.5％的F11菌液添加物料中继续堆肥，自然通风。详情见下表中的试验方案。
表1堆肥试验方案
注：表中接菌量以干重计
实施例8、堆肥样品采集及制备
在堆肥试验过程中，于第0、3、7、10、15d采用5点法分别对堆肥样品进行采集，混合均匀后经四分法缩分至约300g，将样品分成2份，一份用于测定有机质、养分含量、腐殖酸、木质纤维素等指标；一份于-20℃冰箱中保存用于测定发芽指数、pH、EC、吡虫啉农药等指标。
实施例9、试验结果
9.1菌株形态特征：参见附图4。
9.2不同菌株对无机盐溶液条件下吡虫啉的降解效果。参见附图5。在以吡虫啉农药为唯一碳源的无机盐培养液中，4株芽孢杆菌均对吡虫啉农药表现出了不同程度的降解能力(图5)。在4株菌中，以M1、Q1菌株表现最为突出，降解率分别为51.11％、42.52％，显著高于其他菌株，且M1比Q1提高了8.59％；其次为菌株QK，降解率为29.71％；表现最差的菌株为F11，降解率为6.79％。可见，菌株M1、Q1和QK属于具有较好降解吡虫啉潜在能力的优势菌株。
9.3不同菌株对堆肥中木质纤维素的降解效果。参见附图6。以堆肥前物料的木质素含量为初始值，分析了接种高效降解菌后木质素的降解率发现(图6)，在接菌堆肥第7天时，CK处理的降解率为18.66％，添加F11、Q1、QK降解菌的木质素降解率分别为30.82％、23.94％、13.39％，其中F11处理最高为30.82％，比CK处理显著提高了65.2％。在堆肥第15天时，CK处理的降解率为29.41％，添加F11、Q1、QK降解菌的木质素降解率分别为33.18％、34.66％、35.56％，比CK处理显著提高了12.83％、17.85％、20.90％。在堆肥第31天时，CK处理的降解率为33.30％，添加F11、Q1、QK降解菌的木质素降解率分别为45.49％、46.04％、48.51％，比CK处理显著提高了36.61％、38.26％、45.68％。以堆肥原始物料的初始纤维素含量计算各处理的纤维素降解率，结果表明，在接菌堆肥第7天时，CK处理的降解率为12.03％，添加F11、Q1、QK降解菌的纤维素降解率分别为24.82％、20.52％和8.63％，F11、Q1比CK处理显著提高了106.29％、70.59％。第15天时，CK处理的降解率为52.47％，添F11、Q1、QK降解菌的纤维素降解率为54.75％、54.10％、56.33％。在堆肥第31天时，CK处理的降解率为56.87％，添加F11、Q1、QK降解菌的纤维素降解率达64.51％、64.60％、65.14％，比CK处理显著提高了13.17％、13.34％、14.28％。与堆肥原始物料的半纤维素含量相比，计算了接种高效降解菌堆肥中半纤维素的降解率。在堆肥第7、31天时，CK处理的降解率分别为33.63％、51.02％，添加不同降解菌的半纤维素的降解率分别为31.66％～41.14％与49.79％～58.28％，其中F11处理的降解率最高分别为41.14％、60.84％。在第15天时各处理之间未达到显著差异水平(P<0.05)。
9.4接菌组合(Q+F11)对堆肥腐熟和农药吡虫啉降解双重效果的影响。对于腐熟效果，由图7(Ⅰ)可知，各处理温度均经历了升温阶段、高温阶段和降温阶段。总体上看，处理Q3F1的堆体温度明显高于其他处理，尤其第9d时表现突出(P<0.05)，表明接菌组合可显著提高堆体温度，该接种技术具有促进堆肥无害化的潜力。图7(Ⅱ)反映了堆肥过程中含水率变化，经历了先降低又升高的过程，堆肥前7d各处理的含水率未达到显著差异水平，15d时Q3F1处理含水率最高，为70.01％，显著高于CK，由于堆肥过程中一系列生化反应会生成水，可推测Q3F1处理后期生化反应较为剧烈，表明接菌组合促进了堆肥后期的生化反应。图7(Ⅲ)反映了堆肥过程中pH变化，在堆肥初期，堆体中氨的产生量大于有机酸和无机酸，使得堆体pH迅速上升，第10d开始，酸的产生量大于氨，pH开始下降，至15d时，处理CK、Q3、Q3F1的pH分别降至8.86、8.80、8.99，均小于9.0，不同处理间达到了显著差异水平(P<0.05)。在整个堆肥过程中，堆肥中有机质整体呈现出下降趋势，如图7(Ⅳ)所示。在堆肥前10d各处理有机质含量未表现出显著差异特征，堆肥15d时，CK、Q3、Q3F1的有机质含量分别为38.66％、36.59％、36.95％，差异不显著，均达到了国家有机肥的标准水平。经过15d的堆肥，CK、Q3、Q3F1的GI值分别为81.11％、85.05％、87.96％，均大于80％，表明此时堆肥对植物完全无毒害。其中，Q3F1处理GI值显著高于CK，提高了7.79％，达到了显著差异水平(P<0.05)。综合比较各处理的腐熟指标，堆肥发酵15d后，基本已达到了腐熟水平，对植物完全无毒害，尤其Q3F1处理在提升堆肥温度、GI值上表现突出。
9.5吡虫啉降解效果分析。参见附图8，从不同接菌组合来看，以堆肥前吡虫啉农药残留量为初始值，计算了不同接菌组合堆肥后吡虫啉农药的相对降解率，该降解率包含土著微生物和外源接种菌的综合作用效果。堆肥3d时，CK处理的相对降解率为34.16％，显著低于Q3和Q3F1接菌处理(P<0.05)；至堆肥7d时，Q3、Q3F1处理的相对降解率分别为54.52％、58.45％，二者无显著差异，比CK处理显著提高了15.41％、19.34％，表明接菌处理显著促进了堆肥中吡虫啉的降解。堆肥10d时，CK、Q3、Q3F1处理的相对降解率分别为46.36％、64.44％、73.97％，接菌处理与未接菌处理均达到了显著水平(P<0.05)，此时处理Q3、Q3F1处理之间也不存在显著差异，表明在7d第二次接菌后的3天时间内分级接菌组合处理与单次接菌处理相比并没有显著促进堆体中吡虫啉的降解，可能与菌种对环境的适应时间有关；至15d时，Q3F1处理的相对降解率高达81.02％，分别比CK、Q3显著提高了31.89％、14.34％(P<0.05)，此时，分级接菌组合处理比单次接菌发挥了更加利于堆肥中吡虫啉降解的作用，说明了分级接种F11菌株的降解特性。
参见附图9，为了进一步探明分级接菌组合在堆肥中吡虫啉降解的优势作用，以同一时间点的CK为对照，计算了吡虫啉的绝对降解率，该降解率扣除了土著微生物的作用，只体现了外源添加菌的作用效果，如图9所示。堆肥第7d时，Q3、Q3F1处理的绝对降解率分别为25.30％、31.77％，两者未达到显著差异水平，归于这时期因尚未开展分级接菌的原因。Q3F1处理在第7d时进行了分级接菌，至堆肥第10d时Q3F1处理绝对降解率达51.47％，较第7天提高了19.70％，而Q3处理仅提高了8.40％，并且Q3F1处理比Q3处理显著提高了34.52％(P<0.05)，这些结果充分说明了分级接菌处理可显著促进堆肥中吡虫啉农药的降解。至15d时Q3F1处理绝对降解率达62.69％，比Q3处理显著提高了28.19％，再次证实了分级接菌带来的良好降解效果。
进一步比较相对降解率和绝对降解率可以发现，在堆肥的各个时间点，吡虫啉农药的相对降解率均显著高于绝对降解率。在堆肥3、7、10、15d时，Q3处理绝对降解率占相对降解率的百分比分别为47.81％、46.41％、52.30％、51.74％，Q3F1处理绝对降解率占相对降解率的百分比分别为50.65％、54.34％、69.58％、77.38％。这些结果充分说明了添加一次外源菌和二次外源菌在吡虫啉农药降解中均发挥了主要的作用，占据主导贡献，堆肥15d时贡献率高达51.74％和77.38％，而土著微生物等因子对吡虫啉农药的降解贡献仅占48.26％和22.62％，尤其分级接菌组合添加的2种外源菌对吡虫啉农药的降解贡献巨大，优势显著。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
综上实施例可见，目前更多研究局限于添加腐熟菌剂堆腐效果的单一方面，对具有促腐熟和降解农药双重效果的高效降解菌株及其接菌研究方面数据证据尚少，如何能够在腐熟过程中使农药降解效果得以充分体现，非常有必要进一步强化研究。本研究在前述优势菌株及其堆肥腐熟效果的参数基础上，通过分级接菌组合处理发掘堆肥中农药降解的效果接菌技术参数，为蔬菜废弃物高效腐熟及无害化双重技术参数提供理论指导和数据支撑。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的Q1菌株，其特征在于：所述Q1菌株的保藏信息为：菌株名为Q1，保藏编号为CGMCC NO：25714，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。
2.权利要求1所述Q1菌株的用途，用于蔬菜类废弃有机物快速腐熟协同吡虫啉降解。
3.权利要求1所述Q1菌株的用途，用于吡虫啉类农药的降解。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211309822.9A CN116024127B (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 |
| CN202310751143.5A CN116751718A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株f11及其应用 |
| CN202310751107.9A CN117004514A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株m1及其应用 |
| CN202310751083.7A CN116694529A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株qk及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211309822.9A CN116024127B (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310751107.9A Division CN117004514A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株m1及其应用 |
| CN202310751143.5A Division CN116751718A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株f11及其应用 |
| CN202310751083.7A Division CN116694529A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株qk及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116024127A CN116024127A (zh) | 2023-04-28 |
| CN116024127B true CN116024127B (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=86078460
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211309822.9A Active CN116024127B (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 |
| CN202310751083.7A Pending CN116694529A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株qk及其应用 |
| CN202310751107.9A Pending CN117004514A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株m1及其应用 |
| CN202310751143.5A Pending CN116751718A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株f11及其应用 |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310751083.7A Pending CN116694529A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株qk及其应用 |
| CN202310751107.9A Pending CN117004514A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株m1及其应用 |
| CN202310751143.5A Pending CN116751718A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株f11及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (4) | CN116024127B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102511291A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-27 | 兰州大学 | 荒漠戈壁重盐碱地胡杨种植方法 |
| CN112293174A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-02-02 | 元谋县蔬菜有限责任公司 | 一种粉果番茄种植技术 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10577289B2 (en) * | 2018-01-13 | 2020-03-03 | Earnest Earth Agriculture, Inc. | Vermiculture bioreactor system and method of use |
-
2022
- 2022-10-25 CN CN202211309822.9A patent/CN116024127B/zh active Active
- 2022-10-25 CN CN202310751083.7A patent/CN116694529A/zh active Pending
- 2022-10-25 CN CN202310751107.9A patent/CN117004514A/zh active Pending
- 2022-10-25 CN CN202310751143.5A patent/CN116751718A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102511291A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-27 | 兰州大学 | 荒漠戈壁重盐碱地胡杨种植方法 |
| CN112293174A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-02-02 | 元谋县蔬菜有限责任公司 | 一种粉果番茄种植技术 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 农业废弃物堆肥化进程与纤维素类物质降解研究;周月明;雷阳明;夏家帅;任春蓉;;三峡生态环境监测(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116024127A (zh) | 2023-04-28 |
| CN116751718A (zh) | 2023-09-15 |
| CN116694529A (zh) | 2023-09-05 |
| CN117004514A (zh) | 2023-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106047762B (zh) | 一种枯草芽孢杆菌及其在餐厨垃圾中的应用 | |
| CN106399209B (zh) | 一种降解高油脂餐厨垃圾的复合菌剂及其制备方法 | |
| CN103695317B (zh) | 具有耐受重金属特性的高效解磷草酸青霉菌剂的生产方法 | |
| CN102834504A (zh) | 用于处理食物垃圾的混合菌株及利用其处理食物垃圾的方法 | |
| CN105624066B (zh) | 产纤维素酶放线菌及应用 | |
| CN110438019B (zh) | 一种复合菌剂及其发酵餐厨垃圾制备有机液体肥料的应用 | |
| CN111363684B (zh) | 一种木质纤维高效降解复合菌剂及其在堆肥中的应用 | |
| CN103642703B (zh) | 具有耐受重金属特性的高效解磷日本曲霉菌剂的生产方法 | |
| CN111423994B (zh) | 一种应用于畜禽粪便发酵的菌剂组合及其制备和使用方法 | |
| CN113652371A (zh) | 一种超高温餐厨垃圾处理菌剂及其制备方法 | |
| CN106854627A (zh) | 一种促进亮斑扁角水虻幼虫生长的复合菌剂及应用 | |
| CN113897308B (zh) | 类芽孢杆菌及其在鸡粪好氧堆肥方面的应用 | |
| CN109294951B (zh) | 一株假黄单胞菌及其微生物制剂在生物堆肥方面的应用 | |
| CN108865927B (zh) | 低温酵解玉米秸秆的细菌菌株及其发酵培养方法和应用 | |
| Vishniac | Simulated in situ competitive ability and survival of a representative soil yeast, Cryptococcus albidus | |
| CN110819555B (zh) | 一种木质纤维高效降解耐高温罗伊氏短芽孢杆菌njau-n20及其应用 | |
| CN102757918B (zh) | 一种嗜热芽孢杆菌及其用途 | |
| CN104988095A (zh) | 一株嗜热一氧化碳链霉菌低温亚种Dstr3-3及其应用 | |
| CN112592862A (zh) | 一种好氧发酵耐盐复合微生物菌剂的制备方法及应用 | |
| CN116024127B (zh) | 兼具吡虫啉高效降解及蔬菜类废弃物快速腐熟效用的菌株及其应用 | |
| CN111484368A (zh) | 一种微生物肥料固体发酵生产方法及固体复合微生物肥料 | |
| Kostenberg et al. | Anaerobic digestion and horticultural value of solid waste from manufacture of instant coffee | |
| Seoudi | Enhancement of cotton stalks composting with certain microbial inoculations | |
| CN114480201A (zh) | 一株强力降解浒苔蛋白的需钠弧菌及其制备有机肥的应用 | |
| CN105586261A (zh) | 一种低阶煤降解菌的筛选方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |