鸡粪中氨氮降解菌的分离鉴定及除氨适宜条件研究

摘要

[目的]氨气是畜禽养殖业中最常见、危害最大的有害气体之一.为了获得用于治理畜禽粪便氨气污染的微生物,从发酵3d的鸡粪中分离筛选高效氨氮降解菌,研究其对鸡粪的除氨效果.[方法]以硫酸铵为唯一氮源,对鸡粪中具有氨氮降解能力的微生物进行连续10代的富集培养,将获得的富集培养液按10-1梯度稀释后进行分离纯化.分离得到的单菌落接种至富集培养基中,培养24h后,测定培养基中剩余的氨氮含量,比较各菌株之间的氨氮降解率,筛选出具有高效氨氮降解能力的菌株.通过形态观察、分子生物学以及生物化学的方法进行菌株鉴定.研究不同温度(20℃、25℃、30℃、35℃、40℃)和pH (3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0)对菌株生长的影响,探索不同碳源(淀粉、甘露醇、柠檬酸钠、葡萄糖、乙酸钠、碳酸氢钠)、C/N(5、10、20、40)以及初始氨氮浓度(100、300、600、1 200mg·L-1)对菌株氨氮降解性能的影响.最后将得到的目标菌株制成菌悬液,按10％的接种量接种到鸡粪中,同时以等量无菌生理盐水作为对照组,分别培养24 h、48 h、72 h和96 h,测定鸡粪的氨气散发量以及不同形态氮素的变化情况,评价目标菌株对鸡粪的除氨效果.[结果]通过富集培养,从鸡粪中共分离出15株能够降解氨氮的菌株,进一步筛选得到1株氨氮高效降解菌LSA,经鉴定为克柔假丝酵母(Candida krusei),与Candida krusei isolate EM12 (JF274497.1)的相似性达到99％,GenBank中的登录号为KT025851.该菌株的对数生长期为6-12h,可在pH 3-7,20-40℃条件下生长,能够分别利用葡萄糖、乙酸钠、淀粉、柠檬酸钠、甘露醇作为碳源,不能利用无机碳,当培养基的C/N为20时氨氮去除效果最佳.随着培养基中初始氨氮浓度的升高,菌株LSA对氨氮的降解率呈现下降趋势;与之相反,氨氮降解速率则随着初始浓度的升高呈现升高趋势.当氨氮初始浓度为327.20mg·L-1时,60h内菌株LSA对氨氮的去除率达到71.88％,菌体含量为OD6002.45;当氨氮初始浓度为1 105.26mg·L-1时,96h内菌株LSA对氨氮的去除率达到57.44％,菌体含量达到OD6002.96.将其接种到鸡粪中可以显著降低鸡粪中氨氮的含量,最高可降低22.30％;减少粪中氨气的挥发量,最高可降低15.92％;增加粪便总氮含量;降低粪便氨氮占总氮的比重.[结论]克柔假丝酵母(Candida krusei)LSA菌株具有高效氨氮降解能力和较强的环境适应性,可有效减少鸡粪中的氨氮含量,降低氨气的挥发量.