混合菌剂在实际生产中的应用

2016-04-05 14:20赵钦君刘大森
饲料博览 2016年7期
关键词:菌剂菌株混合

赵钦君,刘大森

(东北农业大学动物科学技术学院,哈尔滨 150030)

混合菌剂在实际生产中的应用

赵钦君,刘大森*

(东北农业大学动物科学技术学院,哈尔滨150030)

单一菌株具有各自相应的降解能力,但多项试验研究表明,与接种单一菌株相比较,多种菌的混合培养对实际生产中的动物养殖、饲料营养、生活废物处理、污染修复、堆肥等各方面具有更好的促进作用。文章阐述了混合菌剂的研究进展、添加优点以及在实际生产中的应用。

混合菌剂;饲料营养;生产;实际应用

自然界的微生物在被认知以来,根据人们的不同需求,对其进行了不同程度的纯化、培养,其过程大致经过了复合菌的培养,单一菌株的纯种培养。对单一菌株的纯化培养,不但解决了难以研究存在于混合菌中的单一菌株独特性的问题,而且也渐渐了解并熟知有关微生物的一些具体的细微结构。而随着对微生物进一步的研究和利用,发现有很多实践过程中比较重要、比较复杂的生理生化反应是单一菌株所不能完成的,只有在多种混合菌的共同培养下才能得到最终理想的试验效果[1-2]。

通常情况下,混合菌剂是指通过测定两种或两种以上的微生物功能,从而将其优势菌株进行组合的混合微生物菌群。其组成方式不尽相同,可以由同一类型的菌种进行组合,例如真菌;也可以是不同类型的菌种组合,诸如细菌和真菌。在诸多研究中发现,菌株之间混合后相比单一菌株具有更好的协同作用,混合菌剂对纤维素的降解效果要明显好于其他任何一个单一菌株的处理组,表明单一菌株之间可以具有较好的协同作用[3]。此外,利用纤维素菌和固氮菌的混合培养在很大程度上提高了纤维素酶的活性,并且不同比例的组合有着明显的区别[4]。因此本文归纳总结了具有较好协同作用的混合菌制剂,并综述了其在实际生活中的应用,为从事相关方面的研究及应用提供理论参考。

1 混合菌剂优点

1.1提升产物品质、效率高

混合菌剂相比单一菌剂在某些实际应用中具有更好的作用。司美茹等研究表明,假丝酵母菌与两种产生纤维素酶的菌混合后,淀粉酶的酶活性有了很大提高[5]。Yokoi等利用3种菌混合接种于甜土豆的淀粉残留物上,研究表明,接种混菌后的产氢量是4.6 mol HZ·mol-1葡萄糖,为单一使用C.Butylicm产氢量的两倍[6]。张陇利等研究表明,混合菌剂可提高堆体在单位时间内升温的幅度及最高温度[7]。

1.2获得相应的终产物

随着科技发展和生产实践的需要,单一微生物的终产物难以与菌株混合培养的终产物相媲美,甚至难以生产出所需的产物。

2 混合菌剂在生产中的应用

从混合菌剂的初次研究到如今多方面的使用已有重大突破,虽有众多问题尚未解决,但在实际生产过程中已被广泛采用。

2.1混合菌剂在动物生产及饲料营养方面的应用

2.1.1猪

大量研究表明,在养猪业迅猛发展与其饲养环境、肉质质量和健康形成鲜明对比的今天,混合菌剂的利用能够明显改善其生产性能和生活环境。刘强等在研究猪舍发酵床时接入混菌KS50后发现,复合菌在改善猪舍环境方面具有很好作用,与对照组相比较,在接入复合菌剂发酵床的猪舍内测得的NH3和S的化合物的含量分别降低了约60%和40%,除此之外,试验组的气温要低于对照组1.47℃(P<0.05),而空气的流动速度则高于对照组0.028 m·s-1(P<0.05),并且采用复合菌剂发酵床的饲养模式可以显著提高饲料利用率,促进猪的生长[8]。

2.1.2饲料营养方面

大量试验研究表明,混合菌剂的添加可以在很大程度上提高饲料中粗蛋白质的含量,降低粗纤维含量,可以有效促进乳酸发酵、提高饲料品质,而对于用混合菌发酵后的饲料饲喂动物能显著提高动物的生产性能。冯怀荣等研究表明,混合菌剂(QU102)对玉米和苜蓿青贮饲料具有一定的促进作用,与对照组相比较,青贮料的粗蛋白质、钙、磷等都有所提高,粗纤维明显降低,而且B族维生素含量大幅度提高,达到44.36 mg·kg-1,远远高于对照组[9]。任付平等研究表明,在青贮饲料中以尿素为培养辅料添加微生物的混合菌剂能够显著提高青贮料的饲料品质,每头奶牛日产奶量平均提高了3.91%[10]。李术娜等研究表明,混合菌剂能有效提高饲料转化率,饲喂育成牛后日增重提7.8%[11]。

2.2混合菌剂在废弃物降解中的应用

2.2.1在生活污水中的应用

崔丽等研究表明,混合菌剂对生活污水处理方面具有一定的促进作用。在模拟培养基中加入混合菌C3和A9,能够有效降解污水中的营养物质,活性污泥絮凝性达到53.0%[12]。

2.2.2处理厨房垃圾

在普通厨房垃圾中接入混合菌剂,让其进行发酵,不仅可以降低垃圾所带来的环境污染,而且还可以有效控制相关疾病传播,甚至可以转换成饲料成分。邬苏焕等研究表明,厨房垃圾中添加白地霉F-1和米曲霉F-6混合菌并经发酵后,得到了含有粗蛋白质33.87%的饲料[13]。

2.2.3处理畜禽粪便

史龙翔等研究表明,在粪便堆肥中接入复合菌剂能够使得堆体前期的温度明显提高,而且相对于CK的高温期(>550℃)要多持续约3 d[14]。此外,堆体过程中的纤维素酶、漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的活性也得到提高。

2.3混合菌剂在石油污染土壤中的利用

大量试验研究表明,有效处理被石油所污染的土壤的方法主要有物理修复、化学修复、生物修复等,但因物理和化学方法会对土壤造成不必要的第二次损害,因此,生物修复的方法备受关注。陈丽华等研究表明,添加混合菌剂2%、4%和8% 48 d后有害物质的降解率分别提高22%、35%和33%[15]。郝春雷等也进一步研究表明,混合菌剂在37~45℃,pH 6.4~8.0时,降解效果最好[16]。

2.4混合菌剂在沼气生产中的使用

在农业不断发展的今天,农业废弃物中的秸秆成为了一大污染源,如果用其产生沼气则可变废为宝并能减少资源浪费和环境污染。甘福丁等研究表明,在稻秸发酵过程中加入混合菌剂有利于提高甲烷碳氢的转化率,提高沼气中甲烷的含量[17]。

3 小结

目前由于各单一菌株之间的相互关系和作用机制较为复杂,因此需要进一步的研究和理论指导,使其混合菌剂达到最佳生态水平,发挥更大作用。随着科技进步和相关研究人员不断的研究,混合菌剂在人类实际生产生活中运用的会越来越广泛。

[1]徐颖宣,徐尔尼,冯乃宪,等.微生物混菌发酵应用研究进展[J].中国酿造,2008(9):1-4.

[2]冯树,周樱桥,张忠泽.微生物混合培养及其应用[J].微生物学通报,2001,28(3):92-95.

[3]赵小蓉,林启美,孙焱鑫,等.纤维素分解菌对不同纤维素类物质的分解作用[J].微生物学杂志,2000,20(3):12-14.

[4]李艳宾,张超,张磊,等.接种固氮菌对纤维素分解过程的影响[J].纤维素科学与技术,2007,15(1):16-21.

[5]司美茹,薛泉宏,蔡艳.混合发酵对纤维素酶和淀粉酶活性的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2002,30(5):69-73.

[6]Yokoi H,Saitsu A,Uchida H,et al.Microbial hydrogen production from sweet potato starch residue[J].Journal of Bioscience and Bio⁃engineering,2001,91(1):58-63.

[7]张陇利,刘青,徐智,等.复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究[J].环境工程学报,2008,2(2):266-269.

[8]刘强,梁雷,陈忠林,等.复合菌剂在发酵床养猪上的应用[J].辽宁大学学报:自然科学版,2011,38(1):76-78.

[9]冯怀蓉,龙涛,崔卫东,等.利用青贮复合菌剂制作青贮饲料的效果测定[J].新疆农业科学,2006,43(1):75-77.

[10]任付平.复合微生物菌剂在全株玉米青贮中的应用与研究[D].西安:西北大学,2007.

[11]李术娜,惠小双,李红亚,等.多功能复合菌剂发酵玉米秸秆对育肥羊能量代谢的影响[J].动物营养学报,2015,27(7):2 231-2 240.

[12]崔丽,张贤光,胡筱敏.多功能混合菌剂处理模拟生活污水研究[J].安全与环境学报,2007,7(6):50-53.

[13]邬苏焕,宋兴福,刘够生,等.双菌固态发酵处理餐厨垃圾[J].食品与发酵工业,2004,30(5):63-68.

[14]史龙翔,谷洁,潘洪加,等.复合菌剂提高果树枝条堆肥过程中酶活性[J].农业工程学报,2015,31(5):244-251.

[15]陈丽华,马金珠,雒晓芳,等.添加混合菌剂对石油污染土壤的降解[J].中南大学学报:自然科学版,2012,43(11):4 581-4 589.

[16]郝春雷,刘永建,王大威,等.复合菌降解聚丙烯酰胺的性能和机理研究[J].油田化学,2008,25(2):175-180.

[17]甘福丁.复合菌剂预处理稻秸混合原料产沼气的研究[J].农业科技与信息,2013(1):47-49.

Application of Mixed Bacteria in Practical Production

ZHAO Qinjun,LIU Dasen*
(College of Animal Science and Technology,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

Single strain is capable of degradation,but some experiment reported that the mixed cultivation with multiple strains has better acceleration compared with single strain for many aspects such as animal farming,feed nutrient,rubbish disposal,pollution remediation,artificial manure in actual production.This paper introduced the research progress of mixed microbes,added advantage,and the research result in actual production application.

mixed microbes;feed nutrient;production;practical application

S816.5;S823

A

1001-0084(2016)07-0008-03

2016-05-04

赵钦君(1990-),男,山东滨州人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。
*

教授,博士生导师,E-mail:dasenliu@neau.edu.cn。

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