毛霉狀網(wǎng)柄菌去除雞糞中腸道細菌的作用研究

崔俊濤　張　偉

摘要 利用網(wǎng)柄菌對細菌的捕食作用,對毛霉狀網(wǎng)柄菌去除雞糞中腸道細菌的效果進行了初步研究。結(jié)果表明:在20℃振蕩培養(yǎng)36h,糞便中的細菌總數(shù)下降至9.8×104cfu/mL,大腸菌群、葡萄球菌、梭菌總數(shù)分別下降至4.5×104cfu/mL、2.6×104cfu/mL、5.0×101cfu/mL,去除率分別達到99.99%、99.97%、99.69%、73.68%。培養(yǎng)72h,糞便中的細菌總數(shù)、大腸菌群、葡萄球菌、梭菌總數(shù)分別下降至8.0×103cfu/mL、8.0cfu/mL、5.0cfu/mL、5.0cfu/mL,其處理效果優(yōu)于其他生物處理。網(wǎng)柄菌處理前后雞糞營養(yǎng)成分差異不顯著(P>0.05),說明利用網(wǎng)柄可以最大限度地保持其原有營養(yǎng)成分。

關(guān)鍵詞 雞糞;毛霉狀網(wǎng)柄菌;大腸菌群;葡萄球菌

中圖分類號 S879.9 文獻標識碼 A 文章編號1007-5739(2009)13-0299-02

隨著我國集約化養(yǎng)雞業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)有集約化養(yǎng)雞總數(shù)已達23億只,年產(chǎn)雞糞約8 400萬噸。由于沒有合適的處理方法,大量的雞糞資源得不到有效地利用,既浪費了資源,又污染了環(huán)境。近幾年,由于雞糞對環(huán)境日益嚴重的污染,引起了社會各方面的關(guān)注,人們才開始對雞糞的加工處理方法進行研究。目前國內(nèi)已發(fā)展了不少雞糞處理方法,如高溫干燥法、熱噴法、動態(tài)充氧發(fā)酵法、沼氣法、太陽能大棚發(fā)酵干燥法等,這些方法各有優(yōu)缺點,但從目前推廣應用情況看,高溫烘干法使用效果較好,推廣面較大,但烘干的能耗較高,推廣也受到一定的限制;其他方法由于大多需要預處理或者處理周期長、投資大,沒有大范圍的推廣?？偟膩碚f,我國目前對雞糞處理方法的研究還處于起步階段[1]。利用生物技術(shù)處理雞糞,進行營養(yǎng)元素的回收利用是目前公認的最佳的雞糞處置利用方式[2-4]。利用網(wǎng)柄菌對細菌的捕食作用,對毛霉狀網(wǎng)柄菌去除雞糞中的腸道細菌的效果進行了初步研究,以期為利用微生物的捕食作用消除糞便中的腸道細菌及其對環(huán)境污染的潛在威脅和推進我國從雞糞中回收飼料蛋白技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試微生物菌株。毛霉狀網(wǎng)柄菌92-12(Dictyostelium mucoroides 92-12),分離于吉林省森林土壤。營養(yǎng)體為自由運動的粘變形體,大小為(16～22)μm×(12～15μm),有伸縮泡,以撲食多種細菌為生,繁殖體為孢堆果,內(nèi)含大量孢子,孢子表面光滑,大小為(5.4～7.5)μm×(3.0～4.2)μm,無小孢囊。最適生長溫度20℃,pH值6.0～6.5。

1.1.2 供試雞糞。采自吉林農(nóng)業(yè)大學附近養(yǎng)雞場的鮮雞糞。雞糞腸道細菌數(shù)量如下:細菌總數(shù)為1.5×109cfu/g,埃希桿菌屬為1.7×108cfu/g,葡萄球菌為8.5×106cfu/g,沙門氏菌為0cfu/g。營養(yǎng)物質(zhì)含量為:干物質(zhì)48.21%,粗蛋白26.21%,粗纖維16.72%,粗脂肪2.68%,灰分20.18%,磷10.82%,鈣10.76%。

1.2 試驗方法

1.2.1 微生物數(shù)量測定方法。采用稀釋平板法[5],37℃條件下培養(yǎng)24h;腸道細菌的鑒定采用Biolog Microlog2 4.20自動鑒定系統(tǒng)進行。

1.2.2 雞糞中各種營養(yǎng)成分測定方法。粗蛋白質(zhì)按GB6432-86、粗脂肪按GB6433-86、粗纖維按GB6436-86、粗灰分按GB6438-86、鈣按GB6436-86、磷按GB6437-86方法測定[6]。

1.3 試驗設計

依據(jù)毛霉狀網(wǎng)柄菌生長的最佳溫度和pH值等培養(yǎng)條件進行設計。分別稱取大約50g鮮雞糞,放入滅菌的三角瓶中,用自來水1∶1(w/w)稀釋,用50%硫酸調(diào)節(jié)pH值為6.0～6.5,接種毛霉狀網(wǎng)柄菌粘變形體懸液50mL(細胞數(shù)為6.8×106個/mL),置于20℃下振蕩培養(yǎng)(180rpm)3d,3次重復。每隔12h整瓶采樣,分別測定細菌和毛霉狀網(wǎng)柄菌數(shù)量及各種營養(yǎng)成分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛霉狀網(wǎng)柄菌對雞糞中腸道細菌的去除作用

依據(jù)K.B.Raper(1973年)的分類系統(tǒng),毛霉狀網(wǎng)柄菌隸屬真菌界(Mycetae)、粘菌門(Myxomycota)、集胞菌綱(Acrasio-mycetes)、網(wǎng)柄菌亞綱(Dictyostelidae)、網(wǎng)柄菌目(Dictyosteli-ales)、網(wǎng)柄菌科(Dictyosteliaceae)、網(wǎng)柄菌屬(Dictyostelium),是該屬的模式種。最早(1869年)分離于草食性動物的糞便中,以捕食細菌為生,可以捕食的細菌種類包括:歐文(氏)菌屬(Erwinia),植物單胞菌屬(Phytomonas),沙門氏菌(Salmonella),假單胞細菌屬(Pseudomonas),埃希桿菌(Escherichia),志賀氏菌屬(Shigella)和葡萄球菌(Staph-ylococcus)等多種細菌,其中以腸道細菌最適合其取食和生長。研究結(jié)果表明:利用毛霉狀網(wǎng)柄菌去除雞糞中腸道細菌是一項切實可行的技術(shù)措施,在20℃振蕩培養(yǎng)36h,毛霉狀網(wǎng)柄菌的粘變形體數(shù)量達到最大值8.5×107 cell/mL,糞便中的細菌總數(shù)下降至9.8×104cfu/mL、大腸菌群、葡萄球菌、梭菌總數(shù)分別下降至4.5×104 cfu/mL、2.6×104cfu/mL、5.0×101cfu/mL;去除率分別達到99.99%、99.97%、99.69%、73.68%。培養(yǎng)72h,糞便中的細菌總數(shù)、大腸菌群、葡萄球菌、梭菌總數(shù)分別下降至8.0×103cfu/mL、8.0cfu/mL、5.0cfu/mL、5.0cfu/mL,其處理效果優(yōu)于其他生物處理。

2.2 毛霉狀網(wǎng)柄菌對雞糞中營養(yǎng)成分的影響

近年來,把通過化學(酸化、甲醛)或物理(加熱)的方法去除有害微生物后的雞糞加入飼料中(10%),作為豬、雞、魚和牛等動物飼料的補充蛋白加以利用[8-10]。因此,常要求處理方法盡可能地保持其營養(yǎng)物質(zhì)的含量。研究結(jié)果表明,利用毛霉狀網(wǎng)柄菌處理雞糞,可以最大限度地保留原營養(yǎng)成分。處理前后雞糞營養(yǎng)成分差異不顯著(P>0.05),說明利用網(wǎng)柄菌不僅可以有效地去除雞糞中的腸道細菌,而且還可以最大限度地保持其原有的營養(yǎng)成分。此外,該處理方法還可以消除雞糞處理過程中臭氣對周邊環(huán)境的影響。

3 結(jié)論與討論

利用毛霉狀網(wǎng)柄菌去除雞糞中腸道細菌是一項切實可行的技術(shù)措施,該方法不僅可以有效地去除雞糞中的腸道細菌,而且可以最大限度地保持其原有營養(yǎng)成分。盡管該方法的應用工藝還有待進一步研究,但對推進我國從雞糞中回收飼料用蛋白的技術(shù)研究有著重要意義。其中,處理雞糞后產(chǎn)生的廢水可能是一個急需解決的技術(shù)問題,這一廢水可以通過以下2條途徑加以解決:一是作為處理新雞糞的接種體加以回收利用(其中粘變形體細胞數(shù)量為8.5×107個/mL);二是直接作為肥料施入土壤或用于積制有機肥。

4 參考文獻

[1] 李秀金.介紹國外幾種界分處理方法[J].農(nóng)業(yè)工程學報,1993(9):172-176.

[2] MOORE PA,DANIEL TC,SHARPLEY AN,et al. Poultry manure management:environmentally sound options [J]. Journal of Soil and Water Conservation,1995(50):321-327.

[3] ENEJI AE,HONNA T,YAMAMOTO S,et al. The relationship between total and available heavy metals in composted manure[J].Journal of Sustainable Agriculture,2003,23(1):125-134.

[4] HALL BM,WOOD CW,DENALEY DP.Nutrient losses in runoff from land applied broiler litter[J].Highlights of Alabama Agricultural Research,1994(41):1-13.

[5] 周群英,王士芬.環(huán)境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社,2007.

[6] 全國飼料工作標準化技術(shù)委員會.GB6432-86飼料粗蛋白質(zhì)測定方法;GB6433-86飼料粗脂肪測定方法;GB6434-86飼料粗纖維測定方法;GB6438-86飼料灰分測定方法;GB6436-86飼料鈣測定方法;GB6437-86飼料磷測定方法[S]∥崔淑文,陳必芳.飼料標準資料匯編.北京:中國標準出版社,1991:254-280.

[7] FARIDULLAH M,SADAHIRO Y,TOSHIMASA H A,et al. Charact-erization of trace elements in chicken and duck litter ash[J].Waste Ma-nagement,2009(29):265-271.

[8] HARMON B W,FONTENOT J P,WEBB K E. Fermentation,nitro-gen utilization,digestibility and palatability of broiler litter ensiled with high moisture corn grain[J]. Journal of Animal Science,1975(40):144-152.

[9] CASWELL L F,FONTENOT J P,WEBB K E. Effect of processing me thod on pasturization and nitrogen compounds of broiler litter and nitrogen utilization by beef[J]. Journal of Animal Science,1975(40):750-759.

[10] ARNDT D L,DAY D L,HATFIELD E E. Processing and handing of ani mal excreta for refeeding[J]. Journal of Animal Science,1979(48):157-162.