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固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

孟童瑶 李素艳 邹荣松 余克非 付冰妍 揭阳

孟童瑶, 李素艳, 邹荣松, 余克非, 付冰妍, 揭阳. 固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
引用本文: 孟童瑶, 李素艳, 邹荣松, 余克非, 付冰妍, 揭阳. 固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
MENG Tongyao, LI Suyan, ZOU Rongsong, YU Kefei, FU Bingyan, JIE Yang. Effect of immobilized lignin-degrading bacteria on green waste composting[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
Citation: MENG Tongyao, LI Suyan, ZOU Rongsong, YU Kefei, FU Bingyan, JIE Yang. Effect of immobilized lignin-degrading bacteria on green waste composting[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219

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固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
基金项目: 北京市自然科学基金资助项目(6202021);国家林业和草原局林业公益性行业科研专项(201504205)
详细信息
    作者简介: 孟童瑶,从事农林废弃物处理与资源化利用研究。E-mail: mengty95@163.com
    通信作者: 李素艳,教授,博士,从事农林废弃物处理与资源化利用研究。E-mail: lisuyan@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S606

Effect of immobilized lignin-degrading bacteria on green waste composting

  • 摘要:   目的  以生物质炭和米糠为载体,将木质素降解菌No.11通过固定化的方式制备1种促进园林废弃物堆肥腐熟的固体菌剂。  方法  通过单因素试验探究接菌量(5%、10%、15%、20%、25%)、保护剂体积分数(0、4%、8%、12%、16%、20%)、含水率(5%、10%、15%、20%、25%)的优化范围,再通过正交试验在该范围内寻找固体菌剂的最佳制备条件。以市售常见有效微生物复合菌(EM菌)菌剂为对比,将制得的菌剂添加到园林废弃物堆肥中,探究其对木质素、纤维素降解和相关酶活力的影响。  结果  木质素降解菌No.11的最佳固定化条件为:接菌量10%、保护剂体积分数8%、含水率15%,制得的菌剂中有效活菌数达1.26×1011 CFU·g−1。园林废弃物堆肥中添加自制菌剂后木质素降解相关酶(漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶)的活力均得到提高。与添加EM菌相比,木质素降解率提高8.69%;与不添加菌剂相比,木质素降解率提高23.91%,纤维素降解率提高8.34%,堆肥产品达到腐熟标准。  结论  通过固定化木质素降解菌制备的固体菌剂,其有效活菌数符合GB 20287−2006《农用微生物菌剂》的相关要求,将菌剂添加到园林废弃物堆肥中可提高木质素和纤维素降解率,促进堆肥产品腐熟。图3表3参36
  • 图  1  接菌量、保护剂体积分数和含水率对有效活菌数的影响

    Figure  1  Effect of inoculation amount, protective agent concentration and water content on living bacteria count

    图  2  堆肥过程中漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶酶活力变化

    Figure  2  Changes of laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase activity during composting

    图  3  不同处理的木质素和纤维素降解率

    Figure  3  Degradation rate of lignin and cellulose in different treatments

    表  1  正交试验设计

    Table  1.   Design of the orthogonal experiment

    水平因素
    接菌量/%保护剂/%含水率/%
    1 5010
    210415
    315820
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    表  2  正交试验的极差分析

    Table  2.   The range analysis of orthogonal test

    处理接菌量
    (A)/%
    保护剂
    (B)/%
    含水率
    (C)/%
    有效活菌数/
    (×1010 CFU·g−1)
    1 5 010 5.87±0.17 b
    2 5 415 1.03±0.09 d
    3 5 820 2.23±0.12 c
    410 020 0.53±0.05 e
    510 410 6.23±0.17 b
    610 81512.57±0.05 a
    715 015 2.30±0.36 c
    815 420 0.50±0.08 e
    915 810 1.17±0.31 d
    K1 9.13 8.70 13.27
    K2 19.33 7.76 15.90
    K3 3.97 15.97 3.26
    平均K1 3.04 2.90 4.42
    平均K2 6.44 2.59 5.30
    平均K3 1.32 5.32 1.09
    极差R 5.12 2.74 4.21
      说明:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  3  堆肥腐熟指标测定结果

    Table  3.   Determination results of composting maturity index

    处理pHEC/(mS·cm−1)E4/E6IG/%
    ck7.89±0.04 a0.35±0.00 a5.85±0.53 a106.00±15.31 a
    T18.01±0.13 a0.34±0.02 a6.22±0.06 a114.00±21.44 a
    T28.01±0.03 a0.34±0.01 a6.26±0.11 a118.00±3.55 a
    T37.97±0.06 a0.32±0.01 a6.46±0.09 a112.00±10.93 a
      说明:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-19
  • 修回日期:  2020-08-19

固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
    基金项目:  北京市自然科学基金资助项目(6202021);国家林业和草原局林业公益性行业科研专项(201504205)
    作者简介:

    孟童瑶,从事农林废弃物处理与资源化利用研究。E-mail: mengty95@163.com

    通信作者: 李素艳,教授,博士,从事农林废弃物处理与资源化利用研究。E-mail: lisuyan@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S606

摘要:   目的  以生物质炭和米糠为载体,将木质素降解菌No.11通过固定化的方式制备1种促进园林废弃物堆肥腐熟的固体菌剂。  方法  通过单因素试验探究接菌量(5%、10%、15%、20%、25%)、保护剂体积分数(0、4%、8%、12%、16%、20%)、含水率(5%、10%、15%、20%、25%)的优化范围,再通过正交试验在该范围内寻找固体菌剂的最佳制备条件。以市售常见有效微生物复合菌(EM菌)菌剂为对比,将制得的菌剂添加到园林废弃物堆肥中,探究其对木质素、纤维素降解和相关酶活力的影响。  结果  木质素降解菌No.11的最佳固定化条件为:接菌量10%、保护剂体积分数8%、含水率15%,制得的菌剂中有效活菌数达1.26×1011 CFU·g−1。园林废弃物堆肥中添加自制菌剂后木质素降解相关酶(漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶)的活力均得到提高。与添加EM菌相比,木质素降解率提高8.69%;与不添加菌剂相比,木质素降解率提高23.91%,纤维素降解率提高8.34%,堆肥产品达到腐熟标准。  结论  通过固定化木质素降解菌制备的固体菌剂,其有效活菌数符合GB 20287−2006《农用微生物菌剂》的相关要求,将菌剂添加到园林废弃物堆肥中可提高木质素和纤维素降解率,促进堆肥产品腐熟。图3表3参36

English Abstract

孟童瑶, 李素艳, 邹荣松, 余克非, 付冰妍, 揭阳. 固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
引用本文: 孟童瑶, 李素艳, 邹荣松, 余克非, 付冰妍, 揭阳. 固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
MENG Tongyao, LI Suyan, ZOU Rongsong, YU Kefei, FU Bingyan, JIE Yang. Effect of immobilized lignin-degrading bacteria on green waste composting[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219
Citation: MENG Tongyao, LI Suyan, ZOU Rongsong, YU Kefei, FU Bingyan, JIE Yang. Effect of immobilized lignin-degrading bacteria on green waste composting[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200219

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