黑水虻在奶牛粪便中生长对大肠杆菌ER2566的影响

论文摘要

随着奶牛养殖业蓬勃发展,奶牛排泄物的排放量也逐渐增大,已成为巨大的农业污染源,处理不当将给生态环境带来极大的威胁。美国Tomberlin Jeffery博士成功地利用黑水虻（black soldier fly,Hermetia illucens L.）集约化地处理粪便,为解决了这一环境污染问题提供了一条新途径。在此基础上,本文侧重于研究黑水虻在奶牛粪便中生长对大肠杆菌ER2566的影响和后续剩余残渣盆栽效果的比较。第一部分通过不同奶牛粪便密度,培养温度,培养时间作为实验水平,分析培养过程中大肠杆菌ER2566和黑水虻幼虫生长情况,以及粪便湿度流失,综合这三个方面的结果,得出黑水虻幼虫是否抑制奶牛粪便中大肠杆菌的结果及其优化的培养条件。研究结果表明:黑水虻幼虫能够有效的抑制奶牛粪便中绿色荧光蛋白标记大肠杆ER2566,并且进一步探讨了奶牛粪便密度,培养温度,培养时间抑制大肠杆菌的影响,优化的培养条件是:将107CFU/g绿色荧光蛋白标记大肠杆菌ER2566（ER2566-pQBI63）（约107CFU/g）和10 g,15日龄黑水虻幼虫接入到50 g无菌奶牛粪便（大肠杆菌:奶牛粪便=1:100,体积:质量）中共培养,27℃培养72 h后绿色荧光蛋白标记ER2566-pQBI63（107CFU/g）无法被检测到。因此黑水虻可以作为一个新型的,环保的抑制病原微生物的有效方法,为如何有效的处理畜禽粪便中病原微生物的研究奠定了基础。第二部分比较三种牧草在黑水虻转化奶牛粪便剩余残渣中生长状况,以常见牧草多花黑牧草,小麦利毛叶苕子为实验对象,选取剩余残渣和LG 3 Mix（商业盆栽土壤）作为盆栽基质,以测定牧草出苗率,生物量和营养价值（蛋白质含量）指标为主,确定剩余残渣是否完全可以代替LG3 Mix（商业盆栽土壤）的可能性,以及适合种植哪些牧草。研究结果表明:黑水虻转化后的剩余残渣完全可以代替LG3 Mix（商业盆栽土壤）,并且很适合种植多花黑牧草和小麦。多花黑牧草和小麦在剩余残渣中生长时各项指标显著性高于在LG3 Mix中生长:（1）发芽率分别为100%;（2）地上生物量干重分别为10.8g/株,11.1g/株,且分别提高了100%,82.3%;（3）地下生物量干重分别为2.02g/株,1.94 g/株,且分别提高了106%,105%;（4）全株生物量干重分别为13.3 g/株,12.9 g/株,且分别提高了109%,86.7%;（5）地上生物量粗蛋白含量分别为2.50g/株,2.77g/株,且分别提高了67.9%,44.7%;（6）全株粗蛋白含量分别为2.70 g/株,2.94 g/株,且分别提高了69.8%,45.5%。而毛叶苕子在剩余残渣和LG3 Mix中生长各项指标无显著性差异,其发芽率在剩余残渣中稍微低一点,为90%。因此剩余残渣直接还田,不仅解决了剩余残渣污染环境问题,而且实现了奶牛粪便资源化利用和养分再循环。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 美国奶牛养殖业的状况
• 1.2 中国奶牛养殖业的状况
• 1.3 奶牛养殖的环境污染现状
• 1.3.1 奶牛粪便对水体的污染
• 1.3.2 奶牛粪便对空气的污染
• 1.3.3 奶牛粪便对土壤和农作物的污染
• 1.3.4 奶牛粪便产生的生物污染
• 1.4 奶牛粪便处理的研究状况
• 1.4.1 产前治理
• 1.4.2 产中治理
• 1.4.3 产后治理
• 1.4.3.1 物理法
• 1.4.3.2 化学法和物理化学法
• 1.4.3.3 生物处理法
• 1.4.4 黑水虻处理
• 1.4.4.1 黑水虻的分类
• 1.4.4.2 黑水虻的地理分布
• 1.4.4.3 黑水虻的生物学特性
• 1.4.4.4 黑水虻的人工饲养
• 1.4.4.5 黑水虻的应用研究
• 1.4.4.6 黑水虻的饲料价值研究
• 1.4.4.7 黑水虻集约化处理粪便的小试研究
• 1.4.4.8 昆虫产生的抗菌物质研究
• 1.5 黑水虻转化奶牛粪便剩余残渣还田处理
• 1.5.1 促进营养元素在生态系统中的循环利用
• 1.5.2 改善土壤有机质状况、培肥地力
• 1.5.2.1 增加土壤可溶性有机碳含量
• 1.5.2.2 提高土壤养分贮量
• 1.5.2.3 增强土壤微生物活性
• 1.5.2.4 改良土壤物理性状
• 1.5.3 提高作物产量和改善作物品质
• 1.6 本课题的研究目的及意义
• 第二章 黑水虻在奶牛粪便中生长对大肠杆菌的影响
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 主要试剂
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 主要仪器
• 2.2.5 奶牛粪便收集与处理
• 2.2.6 黑水虻幼虫制备
• 2.2.7 绿色荧光蛋白标记大肠杆菌ER2566（ER2566-pQBI63）的制备
• 2.2.8 实验设计
• 2.2.9 菌数测定
• 2.2.10 虫体增重
• 2.2.11 粪便湿度
• 2.2.12 数据的处理
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 装料量对ER2566-pQBI63的影响
• 2.3.2 温度对ER2566-pQBI63的影响
• 2.3.3 培养时间对绿色荧光蛋白标记ER2566-pQBI63的影响
• 2.4 结论
• 第三章 三种牧草在黑水虻转化奶牛粪便剩余残渣中生长状况的比较
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验地点
• 3.2.2 供试材料
• 3.2.3 剩余残渣的制备
• 3.2.4 种植方法
• 3.2.5 牧草样品的处理
• 3.2.6 测定方法
• 3.2.7 数据处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同盆栽基质对供试牧草出苗的影响
• 3.3.2 不同盆栽基质对供试牧草地上生物量干重的影响
• 3.3.3 不同盆栽基质对供试牧草地下生物量干重的影响
• 3.3.4 不同盆栽基质对供试牧草全株干重的影响
• 3.3.5 不同盆栽基质对供试牧草地上生物量粗蛋白含量的影响
• 3.3.6 不同盆栽基质对供试牧草全株粗蛋白含量的影响
• 3.4 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的研究论文
• 致谢