堆肥中耐高溫解無機(jī)磷菌的初步研究.pdf

1、堆肥作為城市生活垃圾資源化利用的主要處理方法之一，已受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，但由于其對(duì)垃圾中成分要求高和缺乏相應(yīng)的技術(shù)，導(dǎo)致運(yùn)行管理成本較高、堆肥發(fā)發(fā)酵周期長(zhǎng)、產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)元素含量低等問題，嚴(yán)重制約了堆肥技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用。基于此，本研究將重點(diǎn)集中在接種高效耐高溫的解無機(jī)磷菌的解磷特性和生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)研究上，并通過研究解磷復(fù)合菌劑的最佳配比與解磷條件的優(yōu)化，以提高堆肥中接種菌劑的活性，促進(jìn)難溶性磷的轉(zhuǎn)化，從而獲得富磷有機(jī)堆肥。
　　

2、 為提高堆肥中可利用磷素含量及難溶性磷的轉(zhuǎn)化效率，實(shí)驗(yàn)選取課題組前期篩選、馴化的9株耐高溫解無機(jī)磷菌株(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8和P9)，采用定性和定量的分析方法，對(duì)其解磷能力進(jìn)行研究，結(jié)果表明，P2在培養(yǎng)96 h后所產(chǎn)生的溶磷圈比值最大，達(dá)2.12，但在液體培養(yǎng)的定量測(cè)定中，P2溶磷總量?jī)H為10.95μg/mL。同時(shí)P5溶磷能力最強(qiáng)為66.98μg/mL，但其溶磷圈D/d值遠(yuǎn)小于P2。說明通過固體培養(yǎng)基觀察溶磷

3、圈這種定性分析的方法，有一定的局限性；液體培養(yǎng)下的定量分析可能是更為合理的方法。
　　 通過以磷礦粉為唯一磷源的發(fā)酵液中總有效磷的測(cè)定，選取解磷能力較強(qiáng)的3株耐高溫解無機(jī)磷菌(P3、P4、P5)，用Design Expert軟件采用單純形重心設(shè)計(jì)進(jìn)行功能復(fù)合菌劑組合，對(duì)7組實(shí)驗(yàn)水平的分析結(jié)果表明，組合4(P4：P5：P3=：0:50％：50%)解磷能力最強(qiáng)，為241.70μg/mL，明顯高于各單株菌的解磷能力，表明組合4各個(gè)菌株

4、間能夠相互促進(jìn)，協(xié)同共生。
　　 通過響應(yīng)面法(RSM)建立耐高溫復(fù)合解磷菌劑解磷條件的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，采用中心組合實(shí)驗(yàn)Box-Behnken設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)影響復(fù)合功能菌劑解磷能力的5個(gè)關(guān)鍵因素：培養(yǎng)時(shí)間(X1)、培養(yǎng)溫度(X2)、pH(X3)、磷礦粉添加量(X4)、接種量(X5)的最佳水平范圍及其相互作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明：耐高溫復(fù)合解磷菌劑的最佳解磷條件為培養(yǎng)時(shí)間7.18d，培養(yǎng)溫度49.98℃，pH為6.63，磷礦粉添

5、加量6.21g/L，接種量6.07%。在此條件下，解磷量理論值為257.93μg/mL，高于任意兩種因素組合下的解磷值，這是由于解磷量受多種因素共同作用影響，只有當(dāng)各解磷條件均處于最優(yōu)值時(shí)，復(fù)合菌劑才有最大解磷量。
　　 微生物的溶磷機(jī)理首先取決于微生物本身的特征，如分泌質(zhì)子、有機(jī)酸和其它物質(zhì)的數(shù)量和種類。本實(shí)驗(yàn)對(duì)解磷微生物的溶磷量和pH值、含菌量之間的統(tǒng)計(jì)分析表明：在培養(yǎng)的8d中，解磷菌株P(guān)1、P2、P3、P4、P5和P9的溶

6、磷量與pH值密切相關(guān)，呈顯著負(fù)相關(guān)；解磷菌株P(guān)3、P4、P5、P7和P9的溶磷量與含菌量，呈顯著正相關(guān)。
　　 對(duì)解磷菌株的16SrDNA和ITS區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增，測(cè)序結(jié)果表明：解磷細(xì)菌P1為芽孢屬，其余的8種解磷真菌均為曲霉屬，其相似度均在99%以上。通過對(duì)解磷菌株的鑒定，更好地揭示解磷菌株與堆肥中其他功能菌株的相互關(guān)系，也為解磷菌株的熒光標(biāo)記提供理論依據(jù)，為揭示解磷菌株接種到堆肥中的群落結(jié)構(gòu)變化以及不同時(shí)期的數(shù)量增減，奠定