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虎杖药渣降解复合菌剂研制及其堆肥腐熟效果研究
- 李政恒, 徐洋, 韩蔓, 龚定康, 李敏, 蔡羽, 陈运中
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2026, 55(10):
71-86.
DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.10.008
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摘要
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计量指标
筛选高效降解功能微生物、研制适合虎杖药渣资源化利用的复合微生物菌剂,以解决虎杖药渣在自然环境中难以降解及由此造成的环境污染和资源浪费等问题。以堆肥、虎杖种植田土壤、腐烂秸秆、腐烂虎杖及实验室菌种库为菌株筛选来源,通过透明圈试验、滤纸崩解试验和药渣降解试验定向筛选高产纤维素酶、蛋白酶的功能微生物,并测定菌株酶活力,采用分子生物学技术鉴定菌株种类,通过拮抗试验评估菌株间相容性,对优选菌株进行固态发酵制备固体菌剂。采用U6*(66)均匀设计法对菌剂配比进行优化,基于堆肥试验,评价腐熟效果,以堆肥最高温度、嗜热期时长、种子发芽指数和T值(终点碳氮比/初始碳氮比)等指标为评价依据,筛选复合菌剂最优配比。菌株筛选结果显示,筛选得到3株可高效降解虎杖药渣、高产纤维素酶的真菌菌株(X1、X2和TR)和10株高产蛋白酶的细菌菌株(D9、D11、D12、F5.1、F5.2、F5.3、F7.3、JD7.1、Z7.1和BS)。其中,里氏木霉(Trichoderma reesei)TR和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BS为前期获得并保藏于实验室菌种库的菌株。分子生物学鉴定结果表明,X1为黑曲霉(Aspergillus niger),X2为长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum),D9、F7.3和JD7.1为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),D11为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),F5.1、D12和Z7.1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),F5.2和F5.3为巨大普里斯特氏菌(Priestia megaterium)。综合酶活力与菌株鉴定结果,从中选出X1、X2、TR、D9、D11和F5.1共6株功能互补性强、酶活力高的优势菌株。拮抗试验结果表明,6株菌株间无明显拮抗作用,可以良好共生共存,满足复合菌剂配伍要求。堆肥试验结果表明,复合菌剂最优配比为TR∶X1∶X2∶D9∶D11∶F5.1=5∶3∶1∶6∶4∶2。该配比菌剂在有效提升堆肥峰值温度、延长
嗜热期、提高种子发芽指数、促进有机物降解、降低堆肥T值等方面优于其他处理组,堆肥成品的有机质含量、总养分含量、含水率、pH值、种子发芽指数分别为41.38%、6.95%、29.95%、8.12、93.35%。综上,筛选获得多株虎杖药渣高效降解功能菌株,构建出相容性良好、降解效果优良的复合微生物菌剂,其最优配比为TR∶X1∶X2∶D9∶D11∶F5.1=5∶3∶1∶6∶4∶2。