中药渣半透膜好氧堆肥效能分析及功能微生物群落结构解析

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作   者：

崔迪;  卫浩;  李亚慧;  程喜铭;  武小琪;  辛国松;  宫文静;  李昂; 

作者机构：

哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室;  哈尔滨商业大学药物工程技术研究中心;  国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心; 

关键词：

中药渣;  好氧堆肥;  微生物群落结构;  效能分析;  半透膜; 

期刊名称：

微生物学通报

i s s n：

0253-2654

年卷期：

2024 年 06 期

页   码：

1917-1933

摘   要：

【背景】我国每年会产生大量的中药废弃物，不仅浪费药材，更会引起环境的污染。因此，利用半透膜好氧堆肥技术发酵中药渣，是一条行之有效的解决固体废弃物排放问题和实现中药废弃资源的再生价值、可持续发展的方法。【目的】探索中药渣半透膜好氧堆肥工艺和适宜的中药渣发酵的C/N，结合堆肥中的微生物群落结构变化规律，探讨功能微生物与堆肥过程的关系。【方法】以中药渣为主要堆肥原料，以牛粪为辅料，利用高通量测序技术揭示堆肥过程中的微生物群落结构动态演替规律，考察堆肥期间堆体温度、C/N、含水率、p H、NH_4~+-N、总养分和种子发芽指数等指标变化与功能微生物之间的动态关系，验证中药渣堆肥对药用植物板蓝根和蒲公英种子萌发的有效性和安全性。【结果】C/N为25的中药渣堆肥高温期超过7 d，而且含水率显著降低，p H随着发酵时间的延长逐渐呈现出碱性特征，NH_4~+-N含量为78.8 mg/kg (<400 mg/kg)，总养分为5.48%>5%，中药渣堆肥种子发芽指数(germination index,GI)达到161.34%，符合有机肥料标准。因此，利用半透膜堆肥技术发酵中药渣，C/N为25的中药渣堆肥效果优于C/N为20、30和35的堆肥情况，堆体高温发酵过程中细菌以赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和unclassified＿f＿＿Rhizobiaceae为主要功能菌群，真菌以嗜热链球菌属(Mycothermus)和曲霉菌属(Aspergillus)为主要功能菌群，且获得的中药渣堆肥有利于板蓝根和蒲公英种子的萌发。【结论】本研究结果不仅为进一步研究微生物与不同类型中药渣堆肥的作用机制提供了理论依据，更为解决中药废弃物有效资源化的问题提供了参考，拓展了半透膜好氧堆肥工艺在环境污染治理领域的应用。