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菌草家园—微生物农业综合生产系统的构建
Juncao Farm - Construction of an Integrated Production System for Microbial Agriculture
为对菌草微生物农业综合生产系统进行示范与推广，实现菌草资源综合循环利用。在福建省南平市延平区大横镇博爱村，通过种植12 hm2巨菌草，建造种植和养殖并用的1.3 hm2智能温室大棚，构建了菌草家园实验基地。将巨菌草原料加工成菌草益生菌、青贮发酵饲料、发酵床垫料、番茄栽培基质、灵芝培养基等，引入现代设施农业的核心技术，构建菌草微生物农业综合生产系统。智能温室分为4个区，即工厂化灵芝栽培区(0.021 hm2)，水肥菌一体化番茄栽培区(0.27 hm2)，微生物水料水产养殖区(0.30 hm2)，微生物发酵床畜禽养殖区(0.79 hm2)。研制的菌草益生菌含有至少17种功能微生物，包括芽胞杆菌4种（解淀粉芽胞杆菌、贝莱斯芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、高地芽孢杆菌），乳酸菌7种（植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、卷曲乳杆菌、鼠乳杆菌、詹氏乳酸杆菌、肠膜状明串珠菌、粪肠球菌），其他细菌4种（沃氏食酸菌、哈特草螺菌、砖红色微杆菌、红串红球菌），真菌2种（白地霉和酿酒酵母），这些益生菌分别用于植物栽培、水产养殖、畜禽养殖。在综合生产系统中配备了本课题组研制的水肥菌一体机、微生物水料机、益生菌饮水机，益生菌喷雾机等。研究构建了由菌草技术+微生物技术+现代设施农业的机械化、自动化、智能化的微生物农业综合生产系统，实现果蔬、水产、畜禽、食用菌的高效优质综合生产，打造出独具特色的三产融合经济循环示范点，在乡村振兴中具有很好的推广价值。
The aim of this study is to conduct demonstration and popularization of an integrated production system for Juncao-microbial agriculture, and realize comprehensive and recycling utilization of Juncao resources. In the Juncao farm, 12 hm2 of Ju-Juncao crop was planted and an intelligent greenhouse with a 1.3 hm2 area was built for both planting and breeding. The Ju-Juncao raw materials were processed into the Juncao probiotic agents, the ensilage fermentation feeds, the microbial fermentation bed litters, the substrates for tomato planting and Ganoderma lucidum cultivation, respectively. The core technologies of modern facility agriculture were introduced into the Juncao farm to construct the integrated production system for Juncao-microbial agriculture. The intelligent greenhouse was divided into 4 areas, the Ganoderma lucidum cultivation area (0.021 hm2), the tomato cultivation area equipped with an integration drip irrigation system of water, fertilizers and microbial agents (0.27 hm2), the aquaculture area using beneficial microorganisms in water and feeds (0.30 hm2) and the livestock and poultry breeding area using the microbial fermentation beds (0.79 hm2). The probiotics contained at least 17 species functional microorganisms, including 4 species of bacillus: Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus velezensis, Bacillus subtilis and Bacillus altitudinis; 7 species of lactic acid bacteria: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus murinus, Lactobacillus jensenii, Leuconostoc mesenteroides and Enterococcus faecium; 4 species of other bacteria: Acidovorax wautersii, Herbaspirillum huttiense, Microbacterium testaceum and Rhodococcus erythropolis; 2 species of fungi: Geotrichum candidum and Saccharomyces cerevisia. These probiotic agents were used in tomato cultivation, aquaculture, and livestock and poultry breeding, respectively. Finally, the integrated production system was equipped with the water-fertilizers-bacteria integrated drip irrigation machine, the machine for water and feeds with beneficial microorganisms in aquaculture, probiotics-water dispenser and probiotic sprayer, which were all developed by us. Altogether, the mechanized, automated and intelligent microbial agriculture production system was constructed by using Juncao technology + microbiological technology + modern facility agriculture technology. These would provide a carrier for modern agriculture industrialization in the rural area, an empowerment for rural revitalization, and a helping hand for realizing common prosperity for all.
菌草家园 / 微生物农业综合生产系统 / 现代设施农业 / 微生物发酵床 / 水肥菌一体化 / 发酵饲料 {{custom_keyword}} /
Juncao farm / microbial agriculture integrated production system / modern facility agriculture / microbial fermentation bed / water, fertilizer and bacterium integration / fermented feed {{custom_keyword}} /
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王杰, 高秋, 杨国锋, 等. 国审苏丹草和高丹草品种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 草地学报, 2016, 24(1):156-164.
利用SSR分子标记技术,从108对引物中筛选出20对在国审10个苏丹草(Sorghum Sudanense)和7个高丹草(Sorghum bicolor×Sorghum sudanense)品种中进行了指纹图谱构建及遗传多样性分析。结果表明:20对引物在17个品种中共扩增出121条谱带,其中多态性条带有117条,多态性信息含量(PIC)平均为0.703;单对引物能将17个品种区分为2~14个类型,2~5对引物指纹图谱可以将17个品种区分开,可作为鉴别高丹草和苏丹草品种的分子依据;17个品种材料的平均Nei's基因多样性指数(H)为0.480,平均Shannon多样性信息指数(I)为0.820,品种间的相似系数介于0.58~0.96之间,可见,国审苏丹草和高丹草品种具有丰富的遗传多样性。
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何秀, 徐美余, 辛维岗, 等. 豆粕添加和发酵时间对甜象草青贮营养品质与细菌多样性的影响[J]. 浙江农业学报, 2022, 34(10):2160-2171.
为研究添加豆粕和不同发酵时间对甜象草青贮品质和细菌多样性的影响,以甜象草为研究对象,设置无豆粕添加甜象草青贮(LSL饲料)和添加20%豆粕甜象草青贮(HSL饲料),在青贮袋中发酵10 d、30 d和60 d,分别对发酵料进行感官评价,测定pH值、含水量、养分含量和菌群结构。结果表明:两组饲料在发酵期间的感官评价均为优质。发酵30 d,感官评价已达到优良等级,粗蛋白质、氨态氮/总氮、乳酸和乙酸含量均显著增加(P<0.05),60 d有所降低;发酵期间HSL的粗蛋白质含量显著高于LSL(P<0.05)。发酵30 d,厚壁菌门和乳杆菌属在两组饲料中的相对丰度最高,60 d有所降低,其在HSL饲料中的相对丰度高于LSL饲料,变形菌门和肠杆菌属在HSL饲料中的相对丰度低于LSL。综上,添加20%豆粕能有效改善甜象草的青贮品质,促进乳杆菌属细菌生长,抑制有害细菌增殖。推荐甜象草青贮饲料的适宜发酵时间为30 d。
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刘赛格, 冉思蛟, 倪海花, 等. 紫象草原花青素提取物的制备条件优化和体外抗氧化活性研究[J]. 动物营养学报, 2022, 34(11):7443-7454.
本试验旨在探究紫象草原花青素提取物的最佳制备条件，建立快速灵敏测定提取物含量的方法，并研究其体外抗氧化活性。首先建立对-（二甲基氨基）肉桂醛（DMAC）测定紫象草原花青素提取物含量的方法，在此基础上进行提取条件的单因素筛选试验，并对料液比、提取温度、提取时间3个因素进行响应面优化，探究最优参数。按照最优参数制备紫象草原花青素提取物并测定其对2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐自由基（ABTS·）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·）、羟自由基（OH·）的体外清除率。结果表明：紫象草原花青素提取物的最优制备条件参数为料液比1 ： 110（g/mL）、提取温度55℃、提取时间60 min，提取得到原花青素B2含量为5.06 mg/g。紫象草原花青素提取物浓度为200 mg/mL时对ABTS·、DPPH·清除率分别为95.69%、96.79%，浓度为25 mg/mL时，对OH·清除率为90.04%。综上所述，本试验建立了一种实验室快速、灵敏测定紫象草原花青素提取物含量的方法，通过响应面法优化提取条件制备的原花青素提取物具有较好的体外抗氧化活性。
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冯为迅, 谢姗宴, 苏立城, 等. 鸡粪和炉渣对疏浚土性质及皇竹草生长的影响[J]. 水土保持通报, 2023, 43(1):61-68.
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胡耀芳, 范希峰, 滕珂, 等. 扦插部位、时间和IBA浓度对‘紫光’狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘Ziguang’)茎秆扦插成活的影响[J]. 草地学报, 2018, 26(4):928-934.
以‘紫光’狼尾草（Pennisetum alopecuroides ‘Ziguang’）为材料，分别研究了扦插部位、扦插时间和吲哚丁酸（indolebutyric acid，IBA）浓度对其茎秆扦插幼苗生长状况的影响。结果表明，不同扦插部位产生幼苗的生长状况：下部芽苞 > 中部芽苞 > 上部芽苞；八月上旬至十月下旬，随着扦插时间的变化，母株茎秆中可溶性糖含量曲线呈现“双峰型”变化，淀粉含量则持续增加，其幼苗成活率、苗高、鲜干重、最长根长与生根数等均呈现先升高后降低的趋势，并在8月22日左右扦插时幼苗的生长状况最佳，成活率为45%；在0，0.1%，0.2%，0.3%，0.5%，1% IBA处理条件下，随着激素浓度的增加，其茎秆扦插幼苗成活率、苗高、鲜干重、最长根长与生根数等均呈现先升高后降低的变化趋势，并在0.3% IBA处理扦插茎段时幼苗的生长状况最佳。本试验为狼尾草的茎秆扦插实际生产提供了理论依据。
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钟小瑛, 任奕炜, 衣华鹏. 狗尾草叶片N、P、K养分重吸收与化学计量比的偶联关系[J]. 植物科学学报, 2023, 41(2):193-203.
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祝诗词, 叶歆雅, 王净洁, 等. 美洲狼尾草HXK基因家族鉴定及表达[J]. 草地学报, 2023, 31(11):3278-3288.
己糖激酶(Hexokinase,HXK)是糖酵解途径中的关键酶，在细胞信号传导和糖感知过程起重要作用。探究美洲狼尾草HXK家族基因的详细特征及功能，解析其在该物种生长发育各个环节中的调控作用，本研究基于美洲狼尾草全基因组数据对美洲狼尾草的己糖激酶基因家族展开分析，共鉴定出12个美洲狼尾草PMhxk基因，同时通过系统进化分析将其分为4个亚组。蛋白质基序分析表明PMhxk家族具有两个较为保守的motif片段，顺式作用元件分析表明PMhxk成员的启动子、增强子等调控区域有大量的胁迫响应与植物激素响应元件。PMhxk基因家族的表达分析表明，美洲狼尾草的HXK基因集中表达于抽穗期的穗组织中，部分PMhxk成员在干旱胁迫和盐胁迫中出现表达上调，且干旱胁迫更为明显。综上，本研究鉴定了美洲狼尾草HXK基因家族成员，并通过全面的转录组数据发现该家族成员具有显著的组织特异性和逆境表达差异性，为深入探讨HXK家族基因的功能提供了有价值的信息。
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陈志彤, 黄勤楼, 潘伟彬, 等. 热研4号王草的适应性及其在福建的推广应用[J]. 热带农业科学, 2009, 29(7):25-27.
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陈钟佃, 黄章明, 吴飞龙, 等. 闽牧6号杂交狼尾草产量特征及其资源化利用研究[J]. 草原与草坪, 2023, 43(3):126-131.
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【目的】探究5株自筛解淀粉芽孢杆菌(YN-BA1、YN-BA2、YN-BA3、YN-BA4、YN-BA5)的生长曲线、pH和胆盐耐受性、抑菌活性和抗生素敏感性等特性,为将其开发成微生态制剂应用于养殖中提供理论依据。【方法】采用比浊法测定解淀粉芽孢杆菌生长曲线,将5株解淀粉芽孢杆菌分别接种于经盐酸配制成pH为2.0、3.0、4.0和7.0的LB肉汤中培养2 h和0.3%胆盐环境中培养5 h,以评价其在人工胃肠液中的耐受性;采用琼脂打孔法测定体外抑菌活性,采用KB纸片法测定抗生素敏感性。【结果】5株解淀粉芽孢杆菌在经过0~2 h的缓慢生长和6~8 h生长速度降低后,其生长量快速上升,进入对数生长期;36 h后生长量下降,进入衰退期。5株解淀粉芽孢杆菌均具有不同的耐酸、耐胆盐能力,其中YN-BA2菌株在pH 2.0、3.0、4.0存活率分别为42.10%、51.50%和74.67%,均高于另外4株菌;在0.3%胆盐处理5 h后,YN-BA2菌株存活率为51.00%,高于另外4株菌,表明YN-BA2菌株的耐受力最高。5株解淀粉芽孢杆菌对肠炎沙门氏菌(YN-S1、YN-S2)、鸡白痢沙门菌(YN-SP9、YN-SP10)、大肠杆菌DO157均有抑菌作用,YN-BA2菌株对鸡白痢沙门氏菌YN-SP10具有高敏感性,其余4株解淀粉芽孢杆菌对实验室保存的肠道致病菌均为中敏,表明YN-BA2菌株抑菌效果最好。5株解淀粉芽孢杆菌对四环素(除YN-BA5外)、诺氟沙星有耐药性,对链霉素、青霉素G、头孢氨苄有不同程度的耐药性,对红霉素、卡那霉素(除YN-BA5外)、左氧氟沙星、环丙沙星、庆大霉素、阿奇霉素(除YN-BA1外)、氨苄西林、林可霉素敏感。【结论】解淀粉芽孢杆菌能够快速活化,对胆盐及pH的耐受性良好,对大肠杆菌、鸡白痢沙门氏菌和肠炎沙门氏菌等具有一定的抑制作用,对四环素、诺氟沙星耐药。因此,解淀粉芽孢杆菌具有开发为微生态制剂的潜能,以用于畜禽养殖生产。
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曹海鹏, 卫若鹏, 何珊, 等. 水产养殖用解淀粉芽孢杆菌微胶囊的安全性评价[J]. 中国生物工程杂志, 2012, 32(5):58-65.
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司方洁, 任金瑶, 黄涛祥, 等. 贝莱斯芽胞杆菌5YN8生物被膜在防治番茄灰霉病过程中的功能研究[J]. 中国生物防治学报, 2022, 38(5):1223-1230.
番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌Botrytis cinerea引起的番茄上重要的土传病害之一，危害番茄果实、叶、茎等部位，严重制约番茄的安全生产，微生物菌剂的施用被认为是防治该病害的有效措施。前期研究发现贝莱斯芽胞杆菌5YN8能够显著防治番茄灰霉病，本研究通过构建相关基因突变体，探究生物被膜在5YN8防病过程中的作用，结果显示生物被膜增强突变体具有更致密的褶皱，而减弱突变体生物被膜光滑。进一步研究发现，菌株5YN8及其突变体处理14 d后，生物被膜减弱突变显著减少细菌在叶面的定殖，而增强突变则提升其定殖。另外，生物被膜减弱突变体防病效果显著降低，∆spo0A对灰霉病防效仅为16.02%，而生物被膜增强突变体∆abrB、∆sinR防病效果显著增强，分别达80.77%、78.94%。相关性分析表明，5YN8的抑菌率、叶面定殖与其防效显著正相关。综合结果表明，5YN8生物被膜的形成依赖保守基因的调控，通过改变生防菌定殖及抑菌能力影响对番茄灰霉病防效。上述研究将为生防菌5YN8的功能修饰增强及在番茄灰霉病的应用提供理论基础。
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郭庆港, 刘高鸽, 陈秀叶, 等. 枯草芽胞杆菌HMB19198菌株抑菌物质的鉴定及其对番茄灰霉病的防治[J]. 植物病理学报, 2022, 52(2):247-255.
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赵德辉, 张海华, 王金铭, 等. 益生菌维护肠道健康及抗病毒作用研究进展[J]. 中国畜牧兽医, 2022, 49(11):4252-4260.
动物肠道存在复杂的微生物群落，适宜的微环境有利于多种肠道微生物的定植生长。肠道健康是保证动物机体健康的基础，也是当前国内外学者所关注的热点问题。益生菌是对肠道健康有益的微生物，在改善动物肠道健康领域具有极大的潜力。益生菌对病原微生物侵袭有一定的抑制作用，对部分病毒也具有一定的预防及清除作用，但不同菌株作用效果存在较大差异。作者首先将益生菌对肠道健康的保护概括为益生菌抑制病原菌入侵和定植、改善肠道屏障功能、维持肠道健康菌群、提高机体免疫力4种方式，并探讨了不同菌株的作用方式；其次简述了益生菌抗肠道病毒的作用机制，其中，益生菌通过间接方式调节机体免疫是其抗病毒的主要方式；最后讨论了近年来益生菌在轮状病毒、流行性腹泻病毒和传染性胃肠炎病毒中应用的研究进展，并对益生菌的发展前景进行了展望，以期为益生菌在改善动物肠道健康的研究及产品的开发方面提供一定的参考依据。
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刘春艳, 孙焱杰, 王倩, 等. 猪源罗伊氏乳杆菌LR1对断奶后42 d仔猪生长性能和肠道上皮屏障功能的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35(6):3583-3593.
本试验旨在研究猪源罗伊氏乳杆菌LR1对断奶后42 d仔猪生长性能及肠道上皮屏障功能的影响。选取21日龄体重接近的杜长大杂交断奶仔猪144头,随机分为3组,分别饲喂基础饲粮(对照组,CON组)、基础饲粮中添加75 mg/kg金霉素和100 mg/kg喹乙醇(抗生素组,AO组)、基础饲粮中添加5×1010 CFU/kg猪源罗伊氏乳杆菌LR1(罗伊氏乳杆菌组,LR1组),每组8个重复,每个重复6头仔猪,公母各占1/2。试验期42 d。结果表明:1)与CON组相比,LR1组的平均日增重显著增加(P<0.05)。2)与CON组相比,LR1组十二指肠、空肠以及回肠的绒毛高度显著增加(P<0.05),十二指肠和回肠的绒隐比显著提高(P<0.05)。3)与CON组相比,LR1组结肠闭锁小带蛋白-1(ZO-1)与闭合蛋白(Occludin)的基因相对表达量显著增加(P<0.05)。4)与CON组相比,LR1组空肠黏液素-2(MUC-2)的基因相对表达量显著增加(P<0.05),且结肠黏液素-1(MUC-1)和MUC-2的基因相对表达量显著增加(P<0.05)。5)与CON组相比,LR1组回肠猪β防御素3(pBD3)的基因相对表达量显著增加(P<0.05),结肠β防御素2(pBD2)、pBD3的基因相对表达量显著增加(P<0.05)。6)与CON组相比,LR1组结肠Toll样受体2(TLR2)的基因相对表达量显著增加(P<0.05)。综上可知,在饲粮中添加猪源性罗伊氏乳杆菌LR1可以提高仔猪在断奶后42 d的生长性能,并通过改善小肠绒毛形态,增加仔猪结肠肠道紧密连接蛋白、黏液素、抗菌肽及Toll样受体基因的表达,从而改善断奶仔猪肠道上皮屏障功能。
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从长期施用多菌灵的葡萄园土壤中分离纯化得到一株对多菌灵降解较好的菌株djl-11，经生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析，鉴定该菌株为红平红球菌（Rhodococcus erythropolis）。试验研究表明，添加少量氮源可促进菌株djl-11对多菌灵的降解作用。该菌能够以多菌灵为唯一碳源，在多菌灵浓度达到1000 μg/mL的无机盐培养基中，28℃摇床培养48 h降解率达到了99.15%。在pH值4~9之间均能降解多菌灵，最适温度在20~30℃。
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王爱杰, 万春黎, 任南琪, 等. 一株同步脱氮脱硫菌的分离鉴定及其代谢特征[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2008(4):536-539.
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邱国良, 杨春平, 郭俊元, 等. 厌氧后猪场废水资源化制备微生物絮凝剂[J]. 环境工程学报, 2013, 7(7):2506-2510.
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李肖杏, 杨森, 张继冉, 等. 氨氮降解菌分离鉴定及对发酵鸡粪氮素转化的影响[J]. 河南农业大学学报,2023:1-14.
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刘辉, 李晓超, 毛晓茜, 等. 一株白地霉在低碳氮比废水中降氨氮新功能的研究[J]. 激光生物学报, 2023, 32(1):89-96.
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周剑丽, 胡建锋, 陈秀勇, 等. 响应面法优化白地霉发酵麻疯树饼粕产蛋白质饲料工艺条件[J]. 中国饲料, 2009(5):37-40,44.
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李新社, 陆步诗, 唐丰. 复合酶制剂与白地霉共发酵生产丢糟饲料蛋白的应用研究[J]. 饲料工业, 2007(22):12-13.
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朱志明, 朱旺明, 蓝汉冰, 等. 酿酒酵母营养调控功能及其在水产饲料中的应用研究进展[J]. 动物营养学报, 2014, 26(12):3550-3560.
酿酒酵母细胞壁含有丰富的β-1,3-葡聚糖和甘露寡糖(MOS),可达到细胞壁干重的95%左右,它们在促进水产动物生长、增强非特异性免疫能力方面发挥着非常重要的作用.酵母细胞原生质中含量丰富的核苷酸和氨基酸/小肽能够对水产动物产生强烈的诱食效应,显著促进水产动物生长、提高饲料吸收利用效率,并对水产动物免疫能力具有良好的增强效应.本文综述了酿酒酵母中β-1,3-葡聚糖、MOS、核苷酸和氨基酸/小肽的营养调控功能及其在水产饲料中的应用研究进展,为饲料酵母产品的深入开发利用提供了一定的背景资料.
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杨傅歆怡, 刘晓倩, 任鑫茹, 等. 酿酒酵母在秸秆发酵饲料中的研究和应用进展[J]. 饲料研究, 2023, 46(15):128-131.
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余枭, 谢晓航, 叶萌, 等. 秸秆饲料化全细胞纤维素酶的构建及应用[J]. 农业资源与环境学报, 2019, 36(5):687-693.
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刘伟. 畜禽传染病预防免疫技术研究[J]. 国外畜牧学(猪与禽), 2018, 38(3):71-72.
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李瑞雪. 农村散养畜禽疫病的防控措施[J]. 畜牧兽医科技信息, 2017(2):29.
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古丽夏提·阿吉. 浅谈畜禽散养户养殖存在的问题[J]. 新疆畜牧业, 2016(S1):22.
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黄明. 畜禽养殖场的卫生管理[J]. 水禽世界, 2015(2):16-18.
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蓝江林, 史怀, 陈倩倩, 等. 养猪微生物发酵床垫料中大肠杆菌K_(88)(Escherichia coli K_(88))生长动态分析[J]. 福建农业科技, 2021, 52(12):1-6.
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陈倩倩, 刘波, 王阶平, 等. 微生物发酵床猪舍不同发酵等级垫料中大肠杆菌的分离鉴定[J]. 中国畜牧兽医, 2017, 44(1):268-274.
为了研究微生物发酵床不同发酵等级垫料中大肠杆菌的分布及其特性，试验采集了微生物发酵床猪舍不同发酵程度的垫料，进行大肠杆菌的分离鉴定和药敏试验，分析了发酵床中大肠杆菌的致病性和抗生素抗性。试验结果表明，在10-5稀释倍数下，仅在垫料发酵级别为一级的垫料中，即垫料使用时间较短、发酵程度较低（07.63）的环境中未分离到大肠杆菌。随着发酵的进行，发酵床中大肠杆菌数量逐渐减少。41株大肠杆菌中含有致泻性大肠杆菌15株，其中具有热稳定肠毒素（astA）基因的大肠杆菌9株，占总数的22%，含耐药性因子（sepA）基因的大肠杆菌2株，占总数的4.8%；耐强力霉素的大肠杆菌11株，占总数的27%。含有sepA基因的大肠杆菌具有强耐药性。从以上结果来看，微生物发酵床对猪舍大肠杆菌具有抑制作用，可为发酵床的推广应用及垫料再利用提供一定依据。
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郑雪芳, 刘波, 蓝江林, 等. 微生物发酵床对猪舍大肠杆菌病原生物防治作用的研究[J]. 中国农业科学, 2011, 44(22):4728-4739.
【目的】通过调查微生物发酵床养猪基质垫层大肠杆菌及其毒素基因的数量分布变化动态，分析微生物发酵床对猪舍大肠杆菌的生物防治作用。【方法】分离不同使用时间、不同层次基质垫层的大肠杆菌，利用PCR特异性扩增UdiA基因来鉴定、检测大肠杆菌，并对大肠杆菌12种毒素基因进行多重PCR检测。构建大肠杆菌种群分布的动态模型，分析微生物发酵床对大肠杆菌病原的生防效果。【结果】从不同使用时间不同层次基质垫层分离鉴定出大肠杆菌419株，并从这些菌株中检测出59株携带毒素基因，毒素基因类型为8种。其中1个月基质垫层的毒素基因阳性检出率最高，为22.47%，其次是7个月基质垫料，为16.5%，最低的是9个月基质垫料，为4.23%。大肠杆菌在微生物发酵床基质垫层种群数量时间变化规律为：随着使用时间的增加种群数量逐步减少；种群数量空间变化规律为：表层（第1层0—10 cm） 和底层（第4层60—70 cm）分布量最大，第2层（20—30 cm）分布量最少。大肠杆菌毒素基因的分布规律与之类似。从构建的大肠杆菌种群分布动态模型可以看出，基质垫层第1层（y=169.67x-1.0137）和第3层（y=313.11x-2.1885）大肠杆菌种群数量随使用时间呈指数线性方程分布；第2层（y=0.1006x3-2.3733x2+16.094x-22.454）和第4层（y=0.3159 x3+6.0913x2-35.634x+79.513）大肠杆菌种群数量随使用时间呈一元三次方程分布，基质垫层能明显抑制大肠杆菌的生长。基质垫层使用后期（第9个月）比使用初期（第1个月）大肠杆菌种群数量明显减少，降低幅度在67.45%—96.53%，说明微生物发酵床对猪舍大肠杆菌能起到显著的生物防治作用。【结论】微生物发酵床能抑制大肠杆菌特别是携带毒素基因大肠杆菌的生长，且对大肠杆菌的生防效果随使用时间的延长而增加。
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陈倩倩, 刘波, 王阶平, 等. 微生物发酵床猪舍空气微生物种群结构的研究[J]. 中国畜牧兽医, 2018, 45(2):536-543.
为了研究微生物发酵床猪舍空气微生物的组成，采用自然沉降法对猪舍空气微生物进行收集，利用16S rRNA序列分析及形态观察确定微生物的分类，揭示猪舍空气微生物的多样性。从猪舍空气中共分离到细菌60余株，经过16S rRNA基因序列的同源性比对，最终确定27个代表菌株进行后续分析。分析结果表明，27株细菌中包含芽孢杆菌属14个种（51.9%），假单胞菌5个种（18.5%），葡萄球菌4个种（14.8%），苍白杆菌属、类芽孢杆菌属、赖氨酸芽孢杆菌属及单胞菌属各1个种；27株细菌中包含5种条件致病菌，6种有机物降解菌。采用SPSS分析将猪舍空气微生物按采集地点明显聚成6类：仅分布于猪舍下风处的菌、仅分布于猪舍上风处的菌、仅分布于猪舍外的菌、猪舍上风和下风处共有菌、猪舍下风处和猪舍外共有菌及3处共有菌。对猪舍空气微生物空间分布的研究显示，猪舍下风处微生物种类较多，有20种，多于猪舍上风处和猪舍外部，其中15种为下风处特有种。由于微生物以气溶胶的形式存在，猪舍内相邻位置具有相似的微生物组成。以上研究结果表明，微生物发酵床猪舍空气微生物种类丰富，且微生物分布与风向相关。
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| [59] |
刘波. 保障生态安全的无害化养猪——微生物发酵床工程化技术体系[J]. 中国猪业, 2012, 7(12):8-11.
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| [60] |
刘波, 陈倩倩, 王阶平, 等. 整合微生物组菌剂的提出、研发与应用[J]. 中国农业科学, 2019, 52(14):2450-2467,95-96.
【目的】利用微生物发酵床作为发酵槽,猪粪氮素连续流加中温好氧发酵,将通过宏基因检测鉴定到的微生物组称为整合微生物组,生产高含菌量整合微生物组菌剂,作为植物病害生防菌剂。【方法】生产工艺:原料配制→发酵床发酵→猪粪氮素连续流加→好氧发酵控制→产品加工→产品包装等。生产技术:利用养猪使用1年以上的微生物发酵床,添加一层10 cm厚的30%豆饼粉+70%杏鲍菇菌糠垫料,每平方米1头猪作为猪粪氮素连续流加营养来源,每天翻耕1次,连续好氧发酵20 d后,取出上层20 cm的垫料,进入晾晒、粉碎、分筛、包装,加工成整合微生物组菌剂。【结果】整合微生物组菌剂产品技术指标:含水量29.74%,pH 7.56,有机质含量44.46%,全氮含量2.23%,腐殖酸含量11.20%,粗纤维含量14.06%,含菌量145×10 8cfu/g。宏基因组测定结果表明,菌剂样品序列（reads）条数平均值为99 701.75,每克菌剂含有细菌39门、96纲、189目、383科、786属、1 281种;其中,芽孢杆菌46种,9种为中国新记录种,即:①嗜气芽孢杆菌（Bacillus aerophilus）、②蚯蚓芽孢杆菌（Bacillus eiseniae）、③丝状芽孢杆菌（Bacillus filamentosus）、④柯赫芽孢杆菌（Bacillus kochii）、⑤根际芽孢杆菌（Bacillus rhizosphaerae）、⑥长型赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus macroides）、⑦淤泥大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus caeni）、⑧拾蛤鸟氨酸芽孢杆菌（Ornithinibacillus scapharcae）、⑨海洋枝芽孢杆菌（Virgibacillus oceani）;未发现猪细菌病原。可培养法分离的芽孢杆菌活菌数2.062×10 8cfu/g,宏基因组测定结果中,芽孢杆菌的总丰度为1.42%,以此推算菌剂有效细菌总含量145×10 8cfu/g。整合微生物组菌剂浸出液处理组的绿豆发芽率为96.67%,与清水对照组无显著差异（P>0.05）,但胚根长比对照增加了58.08%。用5%—10%的菌剂配制成育苗基质,番茄出苗率提高了3.0%,株高增加了25.1%,对番茄青枯病的校正防治效果可达79.41%。整合微生物组菌剂的产品质量标准参考农业农村部生物有机肥标准（NY884-2012）,初步确定为:有机质≥40%,含水量≤30%,pH 5.5—7.5,粪大肠菌群数≤100个/g,蛔虫卵死亡率>95%,有效期>6个月;重金属含量满足标准要求:砷-1,镉≤15 mg·kg -1,铅≤15 mg·kg -1,铬≤15 mg·kg -1,汞≤15 mg·kg -1;有效活菌数调整为:总细菌数≥30×10 8cfu/g,其中芽孢杆菌≥2×10 8cfu/g。 【结论】提出了整合微生物组菌剂的概念和产品技术标准。研发的整合微生物菌剂可促进种子根部生长,并对番茄青枯病有良好的防治效果。
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臧胜兵. 农牧结合立体种养模式[J]. 农家致富, 2015(20):37-38.
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