园林废弃物堆腐过程及木质素降解细菌筛选研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luosenkate
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随着我国城市绿化面积的不断增加,园林废弃物的产生量也越来越大,利用微生物菌剂进行堆腐已成为园林废弃物资源化处理的主要方式。本研究以园林废弃物为材料进行好氧堆腐,动态测定堆体pH、EC、NH4+-N与NO3--N浓度、木质纤维素含量及微生物数量等指标;采用愈创木酚和苯胺蓝平板法从高温期样品中筛选木质素降解酶活力较高的细菌,对初筛得到的菌株进行液态培养,测定菌株的漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和木质素过氧化物酶(LiP)活力变化、绘制菌株生长曲线,通过16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定;利用菌株对园林废弃物进行固态降解,测定降解过程中木质素、纤维素和半纤维素含量变化,综合考虑木质素降解酶活力和园林废弃物降解效果选出最优菌株。主要研究结果如下:  (1)园林废弃物堆腐过程中高温期共计11d,最高温度为65.4℃,能够杀死大多数病原微生物;综合考虑GI,E4/E6和堆体温度判断园林废弃物在第35d达到腐熟;堆腐产物的pH和EC分别为8.53和1.64ms·cm-1;NH4+-N和NO3--N浓度分别为120.69mg kg-1和104.25mg·kg-1;速效P和速效K浓度分别为1275.4mg kg-1和2094.7mg·kg-1;园林废弃物中木质素、纤维素和半纤维素降解率分别达到9.86%、28.57%和32.75%。堆腐过程中微生物数量总体呈升高—降低—升高—降低的趋势,细菌始终占据主体地位,高温对细菌和真菌数量的影响大于放线菌。  (2)从高温期样品中筛选出3株木质素降解酶活力高的细菌L-9、L-12和L-17,液态产酶试验结果表明:L-9的Lac、MnP和LiP活力分别为8.61U ml-1、11.16U·ml-1和40.48U·ml-1,3种酶的活力高峰集中在液态培养的第8~10d;L-12的Lac和LiP活力最高,分别达到12.26U·ml-1和42.41U·ml-1,MnP活力仅次于L-17,为14.75U ml-1;L-17的MnP和LiP活力分别为16.24U·ml-1和37.52U·ml-1,Lac活力最高仅为2.2U·ml-1。3个菌株在0~4h为迟缓期,L-9、L-12和L-17的对数生长期分别在液态培养的4~32h、4~20h和4~40h。根据菌株系统发育树的结果,将L-9、L-12和L-17分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)和荧光假单孢菌(Pseudomonas fluorescens)。  (3)固态发酵28d后,L-9、L-12和L-17对木质素的降解率分别为14.88%、20.1%和11.25%,对纤维素和半纤维素的降解率分别达到25%和28%以上。综合考虑酶活力和木质素降解能力,建议选取L-12用于园林废弃物堆腐。
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