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《南京农业大学》 2004年
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畜禽粪便堆制过程中氮素损失及接种异养亚硝化细菌的初步研究

曹喜涛  
【摘要】:畜禽养殖场的规模化、集约化的发展使畜禽粪便的环境污染问题变得日益严重。堆肥化是处理畜禽粪便资源化、减量化、无害化利用的一种有效途径,其主要的缺点是因氨挥发造成氮的损失,会导致产生严重恶臭等环境污染问题,同时氮素损失极大地影响了堆肥化产品的品质,如何控制堆肥化中的氮素损失已成为研究的热点。 本文以鸡粪为堆制材料,在江苏省太仓市绿风有机肥料有限公司进行了室外好氧堆制试验,观测了鸡粪、鸡粪添加1%稻草和鸡粪添加3%稻草3种不同处理的pH值、温度、铵态氮、硝态氮、氨挥发潜力和全氮等的变化,并以鸡粪在堆制腐熟过程中灰分绝对量不变为前提计算了氮素的损失量。同时,采用平板记数法和最大可能记数法(MPN法)统计,研究了堆制过程中氨化细菌、固氮菌和硝化菌、反硝化菌的数量变化规律。结果表明:氨挥发是鸡粪堆制腐熟过程中氮素损失的重要途径,氮素损失高峰期出现在鸡粪堆制后的21d内,3个处理经过70d堆制后,氮素损失率在15%以上,与鸡粪处理相比,在鸡粪中添加1%稻草能够减少氮素损失2.52个百分点。鸡粪堆制过程中氨化细菌、固氮菌和硝化菌、反硝化菌的数量变化规律表明,氨化作用在堆制初期显著,硝化作用、反硝化作用、硝化细菌和反硝化细菌随堆制时间的推移有上升的趋势;堆制过程中存在固氮菌,但数量变化不大。堆制过程中氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌的数量与堆制过程中铵态氮、硝态氮变化规律相一致。 有机固体废弃物中氮的变化涉及氮素矿化、氨的挥发、硝化和反硝化,本文通过探索在畜禽粪便中添加硝化细菌将部分铵氮转化为亚硝态氮、硝态氮来减少部分氮素损失为前提,对硝化细菌进行了富集、分离。由于堆肥化处理温度较高,常温的硝化细菌无法生长,于是从多个肥料厂高温堆肥采集17个堆肥样品,经过富集、分离、筛选,在55℃条件下的自养硝化细菌和异养亚硝化细菌,并对分离菌株进行了碳源、氮源、无机盐、金属离子、pH值、温度、装液量等对菌株生长量和亚硝态氮的产生量的影响试验。结果表明:在高温条件下,没有分离得到高温条件下的自养亚硝化细菌。 从分离的高温异养亚硝化细菌中筛选了一株异养高温硝化细菌,命名为NH921,该菌株能够以乙酰胺为唯一碳源和氮源生长进行氨化作用和硝化作用,革兰氏染色反 南京农业人学顿卜学位论文:畜禽粪便堆制过程中氮素损失及接种异养硝化细菌的初步拟日乙 应为阴性,好氧生长,细胞形态呈杆状,初步鉴定为芽袍杆菌属。同时能够具有一定 的硝酸盐还原作用,该菌株的菌体生长量和亚硝态氮的产生量具有不同的培养条件。 以牛粪为试验材料,通过简单的室内模拟试验,分别以5%、10%、巧%、20% 的接种量进行接种,测定了模拟试验样品中按态氮、亚硝态氮、硝态氮、pH值的变化, 同时还平板记数了接种菌株的数量变化。结果表明:接种生成亚稍态氮、硝态氮的量 作用不显著,平板记数结果在整个模拟试验过程中数量变化较小。菌株的实际效果还 有待于进一步研究。 最后还进一步对该菌株NH921对青菜、辣椒和番茄的发芽率进行了试验研究, 并通过盆栽试验以土壤拌种、剪叶法接种和喷雾法接种初步试验了菌株NH921的生 物安全性。结果表明:NH921对青菜、辣椒和番茄种子的发芽率没有影响;通过接种 青菜、辣椒和番茄盆栽试验,没有发现该菌株有致病性。 关键词:畜禽粪便;鸡粪;稻草;氮素损失;异养稍化细菌
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S141

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