趙欽君,劉大森
(東北農業(yè)大學動物科學技術學院,哈爾濱 150030)
混合菌劑在實際生產中的應用
趙欽君,劉大森*
(東北農業(yè)大學動物科學技術學院,哈爾濱150030)
單一菌株具有各自相應的降解能力,但多項試驗研究表明,與接種單一菌株相比較,多種菌的混合培養(yǎng)對實際生產中的動物養(yǎng)殖、飼料營養(yǎng)、生活廢物處理、污染修復、堆肥等各方面具有更好的促進作用。文章闡述了混合菌劑的研究進展、添加優(yōu)點以及在實際生產中的應用。
混合菌劑;飼料營養(yǎng);生產;實際應用
自然界的微生物在被認知以來,根據人們的不同需求,對其進行了不同程度的純化、培養(yǎng),其過程大致經過了復合菌的培養(yǎng),單一菌株的純種培養(yǎng)。對單一菌株的純化培養(yǎng),不但解決了難以研究存在于混合菌中的單一菌株獨特性的問題,而且也漸漸了解并熟知有關微生物的一些具體的細微結構。而隨著對微生物進一步的研究和利用,發(fā)現(xiàn)有很多實踐過程中比較重要、比較復雜的生理生化反應是單一菌株所不能完成的,只有在多種混合菌的共同培養(yǎng)下才能得到最終理想的試驗效果[1-2]。
通常情況下,混合菌劑是指通過測定兩種或兩種以上的微生物功能,從而將其優(yōu)勢菌株進行組合的混合微生物菌群。其組成方式不盡相同,可以由同一類型的菌種進行組合,例如真菌;也可以是不同類型的菌種組合,諸如細菌和真菌。在諸多研究中發(fā)現(xiàn),菌株之間混合后相比單一菌株具有更好的協(xié)同作用,混合菌劑對纖維素的降解效果要明顯好于其他任何一個單一菌株的處理組,表明單一菌株之間可以具有較好的協(xié)同作用[3]。此外,利用纖維素菌和固氮菌的混合培養(yǎng)在很大程度上提高了纖維素酶的活性,并且不同比例的組合有著明顯的區(qū)別[4]。因此本文歸納總結了具有較好協(xié)同作用的混合菌制劑,并綜述了其在實際生活中的應用,為從事相關方面的研究及應用提供理論參考。
1.1提升產物品質、效率高
混合菌劑相比單一菌劑在某些實際應用中具有更好的作用。司美茹等研究表明,假絲酵母菌與兩種產生纖維素酶的菌混合后,淀粉酶的酶活性有了很大提高[5]。Yokoi等利用3種菌混合接種于甜土豆的淀粉殘留物上,研究表明,接種混菌后的產氫量是4.6 mol HZ·mol-1葡萄糖,為單一使用C.Butylicm產氫量的兩倍[6]。張隴利等研究表明,混合菌劑可提高堆體在單位時間內升溫的幅度及最高溫度[7]。
1.2獲得相應的終產物
隨著科技發(fā)展和生產實踐的需要,單一微生物的終產物難以與菌株混合培養(yǎng)的終產物相媲美,甚至難以生產出所需的產物。
從混合菌劑的初次研究到如今多方面的使用已有重大突破,雖有眾多問題尚未解決,但在實際生產過程中已被廣泛采用。
2.1混合菌劑在動物生產及飼料營養(yǎng)方面的應用
2.1.1豬
大量研究表明,在養(yǎng)豬業(yè)迅猛發(fā)展與其飼養(yǎng)環(huán)境、肉質質量和健康形成鮮明對比的今天,混合菌劑的利用能夠明顯改善其生產性能和生活環(huán)境。劉強等在研究豬舍發(fā)酵床時接入混菌KS50后發(fā)現(xiàn),復合菌在改善豬舍環(huán)境方面具有很好作用,與對照組相比較,在接入復合菌劑發(fā)酵床的豬舍內測得的NH3和S的化合物的含量分別降低了約60%和40%,除此之外,試驗組的氣溫要低于對照組1.47℃(P<0.05),而空氣的流動速度則高于對照組0.028 m·s-1(P<0.05),并且采用復合菌劑發(fā)酵床的飼養(yǎng)模式可以顯著提高飼料利用率,促進豬的生長[8]。
2.1.2飼料營養(yǎng)方面
大量試驗研究表明,混合菌劑的添加可以在很大程度上提高飼料中粗蛋白質的含量,降低粗纖維含量,可以有效促進乳酸發(fā)酵、提高飼料品質,而對于用混合菌發(fā)酵后的飼料飼喂動物能顯著提高動物的生產性能。馮懷榮等研究表明,混合菌劑(QU102)對玉米和苜蓿青貯飼料具有一定的促進作用,與對照組相比較,青貯料的粗蛋白質、鈣、磷等都有所提高,粗纖維明顯降低,而且B族維生素含量大幅度提高,達到44.36 mg·kg-1,遠遠高于對照組[9]。任付平等研究表明,在青貯飼料中以尿素為培養(yǎng)輔料添加微生物的混合菌劑能夠顯著提高青貯料的飼料品質,每頭奶牛日產奶量平均提高了3.91%[10]。李術娜等研究表明,混合菌劑能有效提高飼料轉化率,飼喂育成牛后日增重提7.8%[11]。
2.2混合菌劑在廢棄物降解中的應用
2.2.1在生活污水中的應用
崔麗等研究表明,混合菌劑對生活污水處理方面具有一定的促進作用。在模擬培養(yǎng)基中加入混合菌C3和A9,能夠有效降解污水中的營養(yǎng)物質,活性污泥絮凝性達到53.0%[12]。
2.2.2處理廚房垃圾
在普通廚房垃圾中接入混合菌劑,讓其進行發(fā)酵,不僅可以降低垃圾所帶來的環(huán)境污染,而且還可以有效控制相關疾病傳播,甚至可以轉換成飼料成分。鄔蘇煥等研究表明,廚房垃圾中添加白地霉F-1和米曲霉F-6混合菌并經發(fā)酵后,得到了含有粗蛋白質33.87%的飼料[13]。
2.2.3處理畜禽糞便
史龍翔等研究表明,在糞便堆肥中接入復合菌劑能夠使得堆體前期的溫度明顯提高,而且相對于CK的高溫期(>550℃)要多持續(xù)約3 d[14]。此外,堆體過程中的纖維素酶、漆酶、錳過氧化物酶和木質素過氧化物酶的活性也得到提高。
2.3混合菌劑在石油污染土壤中的利用
大量試驗研究表明,有效處理被石油所污染的土壤的方法主要有物理修復、化學修復、生物修復等,但因物理和化學方法會對土壤造成不必要的第二次損害,因此,生物修復的方法備受關注。陳麗華等研究表明,添加混合菌劑2%、4%和8% 48 d后有害物質的降解率分別提高22%、35%和33%[15]。郝春雷等也進一步研究表明,混合菌劑在37~45℃,pH 6.4~8.0時,降解效果最好[16]。
2.4混合菌劑在沼氣生產中的使用
在農業(yè)不斷發(fā)展的今天,農業(yè)廢棄物中的秸稈成為了一大污染源,如果用其產生沼氣則可變廢為寶并能減少資源浪費和環(huán)境污染。甘福丁等研究表明,在稻秸發(fā)酵過程中加入混合菌劑有利于提高甲烷碳氫的轉化率,提高沼氣中甲烷的含量[17]。
目前由于各單一菌株之間的相互關系和作用機制較為復雜,因此需要進一步的研究和理論指導,使其混合菌劑達到最佳生態(tài)水平,發(fā)揮更大作用。隨著科技進步和相關研究人員不斷的研究,混合菌劑在人類實際生產生活中運用的會越來越廣泛。
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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
趙欽君(1990-),男,山東濱州人,碩士研究生,研究方向為動物營養(yǎng)與飼料科學。
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教授,博士生導師,E-mail:dasenliu@neau.edu.cn。