木质纤维素快速分解菌复合系及有机肥微好氧新工艺

【摘要】：木质纤维素是全球最丰富的光合产物,但因分解难,不仅未能利用好,也成为难处理的废弃物。快速分解它对其资源的开发和环境治理都非常重要。微生物纯培养技术一直没有解决天然木质纤维素的分解难题。本研究利用限制性培养技术,构建了一组木质纤维素分解菌复合系WSC-6,该复合系在50℃下静止培养3d,可以完全分解培养液0.5%的滤纸,经过10d,可以分解培养液0.5%的稻草中99%的纤维素;利用平板法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)法共分离9株细菌和5条不可培养的16S rDNA条带,它们的BLAST数据库检索结果为:Pseudoxanthomonas taiwanensis、Tepidiphilus margaritifer、Bacillus sp. E53-10、Proteobacterium S072、Beta proteobacterium HMD444、Rhizobiaceae str. M100、Petrobacter succinimandens BON4、Bacillus thermoamylovorans、Paenibacillus macerans、Ureibacillus thermosphaericu、Uncultured bacterium clone GW6、Uncultured Clostridium sp. clone Al-3、C. thermobutyricum、Clostridium thermosuccinogenes, 证明WSC-6至少由14种细菌组成,未发现真菌、放线菌。经过连续2年的传代培养、高温处理以及干燥、液体、冰冻等不同方法保存后,复合系的组成、性质和功能相当稳定;WSC-6适宜的纤维素分解溶氧量为0.07～0.16mg·L~(-1)。以该复合系接种到堆肥中,明显促进堆肥发酵进程。本研究还发现,在堆体氧气浓度小于1.5%的微好氧条件下,显著加快纤维素的早期分解,缩短整个堆肥腐熟时间,从而针对传统好氧堆肥“两段发酵”的缺点,提出在微好氧工艺条件下的“一段发酵”的观点,即以木质纤维素的分解作为主要的腐熟指标,加快木质纤维素的分解,可以加快堆肥的腐熟进程10d以上,避免典型的二次发酵现象;同时与好氧工艺相比,微好氧工艺可以减少氮素损失,节省能源。