黑土农田土壤纤维素分解菌的特性及其在秸秆堆肥中的应用

发布时间：2020-04-15 00:31

【摘要】：在中国作物秸秆是占有最大比例的生物质能源,秸秆资源的不合理利用会造成环境的污染及资源的直接浪费。因此,秸秆能源的合理利用一直是我们关注的焦点。有效的通过生物处理技术进行秸秆资源转化,具有重要的生态和环境效益。秸秆堆肥还田可补充土壤有机质,维持土地利用的物质平衡,有利于农业可持续发展。基于此研究背景,本实验利用CMC为唯一碳源,从玉米农田土壤中筛选得到了23株菌株,经16SrDNA测序比对分析,去除相似和相同菌株,获得了11株纤维素降解菌,用于进一步研究。在此基础上,选用一株高效的纤维素降解菌进行了秸秆堆肥促进实验。研究结果如下：1.对分离得到的菌株进行形态学、生理生化以及16S rDNA核酸序列分析,初步确定分离菌株中包括8株链霉菌属(Streptomyces), 1株小单胞菌属(Micromonospora),1株珊瑚状放线菌属(Actinocorallia),1株假单胞菌属(Pseudomonas),并对筛选得到的11株菌株编号为C-1至C-11。该结果显示该农田土壤中,可培养条件下能够降解纤维素的优势菌群为链霉菌属菌株。2.对所有分离菌株进行了产酶能力测定。结果显示,11株菌株均产生胞外纤维素酶和木聚糖酶。其中,CMC酶活以链霉菌株C-5测定值最高,为16.75×10~(-2)IU/mL;木聚糖酶活以链霉菌株C-4测定值最高,为6.22 IU/mL。将11株菌株接种到Ashby无氮固体培养基上,有7株菌株能够在Ashby无氮培养基上生长良好。对在Ashby无氮固体培养基上能够生长的菌株通过乙炔还原法进行固氮酶活的测定,其固氮酶活力从7.83～11.75 nmol C_2H_4h~(-1)mL~(-1)。其中链霉菌C-1固氮酶活相对其它菌株较高,达11.75 nmol C_2H_4h~(-1)mL~(-1)。3.对筛选菌株的促生能力进行研究,实验结果表明,筛选得到的菌株有8株具有不同程度的产IAA的能力,其中,菌株C-6产IAA能力最强,达到35.19 mg/L;菌株C-5产IAA能力次之,达到14.98 mg/L;有3株菌株有明显产铁载体的能力,分别是C-2、C-6和C-8;仅有假单胞菌C-6具体ACC脱氨酶活力：抑菌实验中,多株菌株对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌表现出明显抑菌作用；挑选链霉菌株C-5,研究其对玉米种子萌发的影响,SPSS软件数据方差分析显示,在胚根的长度上CK1、CK2和C-5三组之间差异不显著；胚轴的长度上经菌悬液处理的C-5与CK1、CK2之间差异显著。4.选取链霉菌株C-5作为堆肥实验菌株,采用温度、pH、E4/E6、微生物数量、C/N比、纤维素和半纤维含量、种子发芽指数及纤维素酶活等代表性指标来综合判断堆肥的腐熟度。研究结果显示,接种微生物菌剂能够促进堆肥的腐熟,该堆肥可广泛地应用于育苗及秸秆还田等农业生产过程。
【图文】：

形态图,形态,手册,系统鉴定

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透明圈,生理生化,手册,系统鉴定

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【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154.3;S141.4

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