[发明专利]一种处理高纤维物料的堆肥菌剂复配方法及其应用

说明书

本发明提供一种处理高纤维物料的堆肥菌剂复配方法及其应用，属于环境微生物技术领域。具体步骤是：分别提取堆肥原料和备选菌剂的DNA，利用荧光定量PCR分别扩增其16 S DNA和纤维素酶基因，以16 S DNA作为内参，根据溶解曲线法计算菌剂中纤维素酶基因的相对含量。当相对含量大于0.05时，该菌剂适用于该堆体的堆肥化处理，当相对含量小于0.05时，需要向菌剂中添加具有纤维素降解功能的细菌。该方法可评价菌剂的适用性，较盲目施加菌剂具定向、精准、灵活的优势，显著提高了菌剂的功效。在牛粪等高纤维物料的堆肥资源化方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境微生物技术领域，特别涉及一种处理高纤维物料的堆肥菌剂复配方法及其应用。

背景技术

纤维素是地球上及其丰富并且可再生的资源之一。在我国，农业和养殖业的集约化建设和快速发展，使得农作物秸秆、园林废弃物、畜禽粪污等富含纤维素的有机废弃物的污染日益严重。例如，在一些地方，牛粪对环境的污染已超过了工业污染的总量。堆肥化处理，是指在人工控制的条件下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。有机废弃物经过好氧堆肥处理后：1）有机质分解转化为腐殖质，更利于植物吸收利用；2）有机废弃物中的致病菌、寄生虫等会被杀死。用有机废弃物做原料生产有机肥具有成本小、质量稳定、市场销售空间大等优势。因此，堆肥化已成为当前畜禽粪污等高纤维物料无害化、资源化处理最常用的方法。

为了提高堆肥效率，目前最主要的策略是在堆肥初期人为接种微生物菌剂，以提高堆肥初期微生物的群落结构、增强微生物的降解活性，进而缩短达到高温期的时间及提高堆肥效率。例如，公开号CN102409005A公布了一株具有双重酶活并用于好氧堆肥发酵的高温菌，公开号CN105349462A公开了一株可有效提高堆体纤维素酶活性，并加快堆体纤维素降解的龙舌兰芽孢杆菌Hexi1。公开号CNIO7177533A公开了一种由嗜热脲芽孢杆菌剂、土芽孢杆菌剂、嗜热脱氮芽孢杆菌剂、红嗜热盐菌剂混合获得的嗜热菌复配菌剂。公开号CNIO6978366A公开了一种由脉芽孢杆菌菌株TB42、地衣芽孢杆菌菌株TA65和热反硝化地芽孢杆菌菌株TB62混合而成的菌剂等。

然而，堆肥原料种类繁多，堆体成分复杂多变。例如，奶牛、黄牛和肉牛的牛粪在物质组成及微生物种群结构等方面均存在较大的差异。即便是同一种牛的牛粪，在不同的养殖地区，其物质组成及微生物种群结构也会存在较大的差异。市场中有限的菌剂难以应对如此多变的堆体原料，而且很少有菌剂在所有的牛粪堆肥化处理中都表现出优良的堆肥效果。当菌剂效果达不到预期时，为了提高堆肥效率，一些企业或单位要么更换菌剂，要么增加菌剂的用量等，这些措施不但造成菌剂浪费、增加堆肥成本，而且往往得不到预期的堆肥效果。在堆体成分难以统一及普适性菌剂匮乏的情况下，本发明建立了一套简单的、因堆体成分而异的菌剂配制、评价和优化的方法，将有效避免菌剂的浪费，降低堆肥成本并增强菌剂的使用效能、提高堆肥的效率及堆肥产物的肥效，在有机废弃物堆肥化处理领域具有潜在的应用价值，尤其适用于牛粪等高纤维物料的堆肥化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理高纤维物料的堆肥菌剂复配方法及其应用。

本发明可通过以下技术方案实现:

一种处理高纤维物料的堆肥菌剂复配方法，包括以下步骤：

（1）分别提取堆肥原料和备选菌剂的DNA，利用分光光度仪和琼脂糖凝胶电泳检测所提取DNA的浓度和质量；

（2）利用荧光定量PCR扩增两种样品的16 S DNA和纤维素酶基因，PCR扩增时，要求两种引物扩增条件下所用DNA模板的量相同，扩增循环数一致或PCR扩增条件；