成都生物所在养殖粪污恶臭生物控制研究中获进展
来源:生物资源利用中心
作者:闫志英
时间:2024-12-02
四川省作为生猪养殖大省,素有“川猪安天下”的美誉,但规模化、集约化养殖场的恶臭污染尤为严重。逸散的强烈恶臭不仅危害饲养员及动物的身心健康,也影响着猪场周围居民的正常生活。通过喷洒原位除臭菌剂来抑制粪污恶臭的释放,是改善猪舍养殖环境较为便捷有效的途径,但现有研究大多缺乏对除臭菌剂的理性构建,同时菌剂在粪污除臭过程中的作用机制不明晰,导致除臭效能低下,无法实现养殖场的恶臭的有效控制。
基于此,中国科学院成都生物研究所功能菌种创制与生物质高效利用创新团队通过驯化筛选得到了脱氮除硫能力较强的四种微生物菌株(Delftia tsuruhatensis,Paracoccus denitrificans,Pediococcus acidilactici, Bacillus velezensis),并联合Camellia sinensis植物提取液系统构建了复合除臭菌剂(Composite bacterial deodorant,CBD),优化其最佳配比和施用量。在为期5天的水泡粪发酵过程中,单独施用微生物菌剂(Bacterial deodorant,BD)可去除64.84%的NH3、100%的H2S和63.68%的综合臭气(OU);由于C. sinensis的生物强化作用,施用CBD的除臭效果更佳,NH3和OU的去除率分别为88.68%和88.14%。在12天的放大粪沟除臭试验中,CBD对于NH3、H2S和OU的去除率高达90.16%、92.32%、100%。功能预测和相关性分析表明,菌剂的添加降低了粪污中产臭微生物(Kurthia, Solibacillus, Proteiniphilum, Acholeplasm)及病原菌(Corynebacterium, Escherichia-Shigella, Sphingobacterium, Bifidobacterium)的丰度,促进了硝化、反硝化及S/N元素的同化作用,使恶臭物质更多地转化为无臭形态。
图1. 除臭模拟实验示意图
图2. 参与硫和氮代谢的功能基因丰度
上述研究结果以“Efficacy of composite bacterial deodorant constructed with Camellia sinensis and its in-situ deodorization mechanism on pig manure”为题,发表在二区TOP期刊Waste Management上(IF=7.1)。论文第一作者为2023级博士研究生王茄灵,通讯作者为闫志英研究员。本研究得到了四川省科技计划项目(2021ZDZX0012,2022JDTD0027,2023ZHCG0056)、国家自然科学基金(32271531)的支持。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X24006032