一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，步骤如下：(1)将畜禽粪便pH调节至5.0‑6.5；(2)加入木屑，并调整物料最终含水率在50％‑65％；(3)将步骤(3)处理后的物料充分混匀堆积，进行好氧堆肥20‑30天，接着后熟、烘干、造粒。本发明专利技术可有效降低养殖源有机肥产品中磺胺耐药菌数量和磺胺耐药基因的丰度，减少养殖业中的耐药因子向农田环境的释放，降低养殖废弃物资源化利用所带来的环境污染以及人类健康潜在风险的问题，为养殖源有机肥的安全使用和循环农业的可持续发展提供保障。

Livestock manure composting process based on reducing sulfonamide resistant bacteria and resistance genes in organic fertilizer

The invention discloses a process of livestock and poultry manure composting process, decrease the resistance of bacteria and drug resistance gene pollution in organic fertilizers based on sulfonamides are as follows: (1) the manure pH adjusted to 5 6.5; (2) adding sawdust, and adjust the material the final moisture content in 50% 65%; (3) the steps (3) after treatment and mixing material accumulation, aerobic composting of 20 30 days, then after ripening, drying, granulation. The invention can effectively reduce the number and abundance of sulfamethoxazole resistant gene sulfonamide resistant bacteria breeding source of organic fertilizer products, reduce the resistance factor in breeding to the farmland environment release, reduce the environment pollution caused by the problems and potential risks to human health of livestock waste resource utilization, to provide protection for the source of organic fertilizer use and safety the circulation of agricultural sustainable development.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境保护
，特别涉及一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺。
技术介绍
由于抗生素滥用而导致的大量抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes，ARGs)的出现和广泛传播已成为21世纪人类健康的重大威胁之一。在关注抗生素在环境中的残留、归趋及毒性作用的同时，ARGs的分布、起源、环境归趋及其对环境、人体健康的影响等亦成为了环境领域的关注焦点。畜禽养殖粪便是环境中日益严重的ARGs负担的主要贡献者。国内外研究者已证实农田施用抗生素残留粪便会大大增加农田中ARGs和抗性菌的数量和种类。然而，以畜禽粪便为原料的有机肥料是提高土壤有机质最有效的方式之一。因此，控制畜禽粪便中ARGs储存，降低其向土壤环境扩散的风险迫在眉睫。目前，越来越多的人开始用商品化有机肥料替代养殖源废弃物的直接农田施用。大量研究表明，养殖粪便的有机肥料生产工艺，例如好氧堆制、厌氧发酵、物化消毒等等，除了能提高肥效，还能达到控制和去除大部分污染物的目标。磺胺抗性基因是目前土壤和粪便中报道的最多的两种抗性基因，其中四环素抗性基因能够在堆肥中相对容易去除，但磺胺抗性基因在不同的报道中存在着很大的差别。目前市场上畜禽粪便有机肥料的生产方法多样，不同肥料生产工艺下形成的有机肥料的耐药菌和抗性基因含量也存在较大差异。可见，不同的有机肥生产工艺对畜禽粪便中耐药菌和抗性基因的去除能力不同。遗憾的是，目前已有部分研究发现好氧堆肥等处理后畜禽粪便中磺胺抗性基因的丰度下降，但遗憾的是，还没有明确针对畜禽粪便中抗性基因和耐药菌去除和传播控制的工艺方法。因此，寻找有效的控制畜禽粪便中磺胺抗性基因和耐药菌传播的方法和工艺参数具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，该工艺应用于常规养殖源有机肥生产中的堆肥过程，可有效降低养殖源有机肥产品中磺胺耐药菌数量和磺胺耐药基因的丰度，减少养殖业中的耐药因子向农田环境的释放，降低养殖废弃物资源化利用所带来的环境污染以及人类健康潜在风险的问题，为养殖源有机肥的安全使用和循环农业的可持续发展提供保障。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，步骤如下：(1)在畜禽粪便中喷洒酸性液体或者添加酸性调理剂，将畜禽粪便pH调节至5.0-6.5；(2)向步骤(1)处理后的畜禽粪便中加入木屑，并调整物料最终含水率在50％-65％；(3)将步骤(3)处理后的物料充分混匀堆积，进行好氧堆肥20-30天，接着后熟、烘干、造粒；好氧堆肥期间进行翻堆，并保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上。保证堆体所有堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上的技术手段可采取为：i:在堆体平均温度60℃的时候，在堆体外覆盖塑料膜、大棚保温被等保温层，堆肥期间总覆膜时间6～8天，用温度计监测，期间堆体最外层温度不低于45℃。这样通过翻堆，就能保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上；ii:配备堆肥加热装置，对堆体原料进行人工加热，用温度计检测保证堆体最外层温度达到50℃以上(包含50℃)。本专利技术降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的针对性措施在于以下几点：1、首先调节畜禽粪便pH调节至5.0-6.5，这样可以有效降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染。2、加入特定用量的木屑，木屑的用量为畜禽粪便干重的10-20％，木屑是去除抗性基因重要的调理剂，可以加速降低堆肥发酵产物中磺胺耐药菌及其耐药基因的含量，具有不可代替性，而且必须保证添加量在规定范围内，否则无法起到效果。3、保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上，本专利技术的堆肥工艺参数有别于常规，常规的堆肥的温度控制如60-80℃指的是堆体的平均温度，并无强调所有堆体原料，所以实际堆肥中，会出现内部很热，外部由于与环境接触，所以散热快，达不到50℃，一般只能是内部的物料高温能维持一段时间，而外部物料无法维持足够的温度至足够时间。本专利技术中50℃，5天，是要保证所有堆肥原料都要达到这个最低温度及维持时间(包括外部和内部的)，不是平均温度。若温度不够或维持时间短，可通过增加翻堆、喷洒堆肥促进剂、人工加热或保温覆盖达到所有堆肥原料高温50℃以上(包含50℃)维持至少5天的目标。只有保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上才能有效降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染，温度或时间不到，或不是所有原料都达到，则不能高效降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染。作为优选，步骤(1)中所述酸性液体为醋酸、硫酸或磷酸。作为优选，步骤(1)中所述酸性调理剂为酸性菇渣、醋糟、硫磺或硫酸亚铁。作为优选，步骤(2)中木屑的用量为畜禽粪便干重的10-20％。作为优选，步骤(3)中好氧堆肥期间对堆肥光照处理，光照处理的光照强度1000-30000勒克斯，光照时间60小时以上。对堆肥光照处理并设定上述特定参数，可以加速降低堆肥发酵产物中磺胺耐药菌及其耐药基因的含量，否则不能。作为优选，光照处理的光源为太阳光、日光灯或节能灯。本专利技术的有益效果是：(1)采用本专利技术的工艺制备获得的猪粪有机肥中的磺胺耐药菌数量和磺胺耐药基因的丰度显著降低，对磺胺耐药菌生长和磺胺耐药基因扩散的抑制率远高于普通堆肥工艺，其中利用该工艺制备获得的猪粪有机肥中磺胺耐药菌数量仅为普通堆肥制备获得的猪粪有机肥的万分之一。(2)本专利技术的工艺与目前广泛使用的养殖源有机肥生产工艺具有很好的兼容性，通过在已有的好氧堆肥过程中配备该工艺涉及的技术方案即可达到降低磺胺耐药因子的目标。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。总实施方案：一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，步骤如下：(1)在畜禽粪便中喷洒酸性液体或者添加酸性调理剂，将畜禽粪便pH调节至5.0-6.5；所述酸性液体为醋酸、硫酸或磷酸；所述酸性调理剂为酸性菇渣、醋糟、硫磺或硫酸亚铁。(2)向步骤(1)处理后的畜禽粪便中加入木屑，并调整物料最终含水率在50％-65％；木屑的用量为畜禽粪便干重的10-20％。(3)将步骤(3)处理后的物料充分混匀堆积，进行好氧堆肥20-30天，接着后熟、烘干、造粒；好氧堆肥期间进行翻堆，并保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上。优选好氧堆肥期间对堆肥光照处理，光照处理的光照强度1000-30000勒克斯，光照时间60小时以上。光照处理的光源为太阳光、日光灯或节能灯。实施例：一、试验材料说明堆肥原料：猪粪，类型为农户散养型肉猪，表观为黑褐色，较湿，臭味很重，原始pH为7.4，湿度为72％；木屑湿度为4％。二、测定方法说明1、磺胺耐药菌数量测定选择LB琼脂平板用于磺胺抗性菌的分离。在培养基中添加总浓度为20mg l-1、50mg l-1和100mg l-1的磺胺抗生素溶液(磺胺嘧啶：磺胺二甲嘧啶＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，其特征在于，步骤如下：(1)在畜禽粪便中喷洒酸性液体或者添加酸性调理剂，将畜禽粪便pH调节至5.0‑6.5；(2)向步骤(1)处理后的畜禽粪便中加入木屑，并调整物料最终含水率在50％‑65％；(3)将步骤(3)处理后的物料充分混匀堆积，进行好氧堆肥20‑30天，接着后熟、烘干、造粒；好氧堆肥期间进行翻堆，并保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上。

【技术特征摘要】
1.一种基于降低有机肥中磺胺耐药菌及其耐药基因污染的畜禽粪便堆肥工艺，其特征在于，步骤如下：(1)在畜禽粪便中喷洒酸性液体或者添加酸性调理剂，将畜禽粪便pH调节至5.0-6.5；(2)向步骤(1)处理后的畜禽粪便中加入木屑，并调整物料最终含水率在50％-65％；(3)将步骤(3)处理后的物料充分混匀堆积，进行好氧堆肥20-30天，接着后熟、烘干、造粒；好氧堆肥期间进行翻堆，并保证堆体所有的堆肥原料在堆温到达50℃以上的时间维持在5天以上。2.根据权利要求1所述的畜禽粪便堆肥工艺，其特征在于：步骤(1)中所述酸性...

【专利技术属性】
技术研发人员：林辉，马军伟，孙万春，叶静，俞巧钢，王强，邹平，符建荣，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33