添加外源物料对秸秆降解的影响及其效应研究

秸秆还田是秸秆利用的有效途径之一,但田间生产秸秆量大且降解缓慢,添加外源物料对加快秸秆降解、促进养分释放有重要意义。基于网袋法,添加不同浓度的生化黄腐酸和微纤维岩棉,研究其对玉米秸秆降解及土壤碳氮、作物生长的影响。外源物料施入量设计3个梯度,分别为土重的0.5%、1%、2%。设计7个处理：单秸秆(CK)、秸秆+0.5%生化黄腐酸(T1)、秸秆+1%生化黄腐酸(T2)、秸秆+2%生化黄腐酸(T3)、秸秆+0.5%微纤维岩棉(T4)、秸秆+1%微纤维岩棉(T5)、秸秆+2%微纤维岩棉(T6)。结果表明：（1）添加生化黄腐酸的各处理降解前100天慢后快,降解率、降解速率与浓度呈反比,360天后降解率达75.97%~82.60%,处理间无显著差异;秸秆氮释放率以100天为转折点,360天氮释放率达71.51%~74.75%;与CK相比,降低土壤容重19.85%~30.53%,增加土壤总孔隙度19.57%~26.09%,提升土壤碳氮含量;除T1外,对作物生长起抑制作用。（2）微纤维岩棉在各时期均能加快玉米降解,快速释放氮（除T4）,360天达63.60%~78.13%;相比CK土壤容重降低24.43%~29.77%,总孔隙度增加21.74%~26.09%,土壤碳氮含量显著提升;有效提高玉米产量,促进根系发育。两物料一定程度上均能加快秸秆降解,促进养分释放,提高土壤碳氮含量,作物生长受物料浓度影响差异显著,整体效果添加微纤维岩棉各处理优于生化黄腐酸,以土重0.5%、1%为宜。     

应用正交设计优选秸秆降解菌组合

为了探索利用正交设计筛选秸秆降解菌组合的方法,优选产纤维素酶和木质素酶的秸秆降解菌的组合。利用正交设计以玉米秸秆粉为发酵底物,检测分析不同组合的降解率及酶活;采用平板拮抗试验测定组合内菌株间的拮抗作用,检测筛选的效果。结果表明,降解菌不同组合之间玉米秸秆降解率存在着极显著的差异。筛选出最佳组合为A1B3C1D4E1F2G1,即接种量F-11为1 mL,XX-10为2.0 mL,G-09为1.0 mL,降解率超过对照10%以上。部分降解菌菌株之间存在一定的拮抗作用,秸秆降解率与组合内降解菌株的组成有关。正交试验设计是筛选秸秆降解菌最佳组合的一种有效方法,筛选出的降解菌最佳组合秸秆降解能力强,具有较好的开发利用价值。     

黄孢原毛平革菌发酵稻草秸秆降解木质素的研究

研究利用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete Chrysosporium Burdsall)对稻草秸秆进行固态发酵,在单因素基础上,通过正交试验得出稻草秸秆木质素的降解最优条件为6.5 g稻草,合成培养液12 m L,接种量0.8 m L(菌悬液浓度5×106CFU/m L),初始p H值4.5,测得木质素降解率为49.71%。采用扫描电镜SEM对发酵后10 d稻草表观形貌进行观察,结果清晰可见,发酵后稻草秸秆表面的空穴增多、增大,表面粗糙度增加,裂解现象明显。     

秸秆降解菌系的筛选及其对酸碱度的响应

为给冷凉地区秸秆还田提供菌株资源,以常年处于低温环境的土壤与富含纤维素的腐烂物为菌源,以富集、继代培养方法筛选秸秆降解菌系和生产中主推的秸秆腐熟剂为试材,在15℃和20℃,pH 4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5条件下发酵秸秆,每隔24 h测定发酵液OD₆₀₀值,发酵15天测定滤纸酶、纤维素酶活性和秸秆降解率,探讨其对玉米秸秆的降解效果。结果表明,继代培养5~6代菌系分解纤维素的速度加快;15℃ 2种试材不同pH发酵液OD₆₀₀值第6天达到峰值,最高峰值均在pH 7.5;20℃ 2种试材不同pH发酵液OD₆₀₀值第7天达到峰值,秸秆降解菌系8号最高峰值为pH 8.5,秸秆腐熟剂最高峰值为pH 5.5。15℃ pH 8.5秸秆降解菌系8号滤纸酶活性显著高于秸秆腐熟剂;pH 7.5秸秆降解菌系8号纤维素酶活性显著高于秸秆腐熟剂;而秸秆腐熟剂纤维素酶活性在20℃ pH 4.5时高于秸秆降解菌系8号。15℃和20℃条件下,秸秆降解菌系8号pH 7.5秸秆降解率高,而秸秆腐熟剂为pH 4.5和pH 5.5秸秆降解率高;相同发酵条件下,秸秆降解菌系8号秸秆降解率显著高于秸秆腐熟剂。秸秆降解菌系8号降解秸秆适宜条件为中低温中性偏碱性,而秸秆腐熟剂为中温偏酸性。     

不动杆菌BCL-1固体发酵条件优化及其对茶鲜叶吡虫啉的降解

为了优化吡虫啉降解菌固态发酵条件及确定适宜固态发酵基质,以菌株生物量为指标,筛选固体发酵培养基配方,通过单因素分析接种量、发酵温度、发酵时间对菌株生物量的影响,并利用响应面分析法优化最佳发酵条件,同时进行菌制剂茶叶鲜叶吡虫啉降解小区试验分析。结果表明：不动杆菌BCL-1固体发酵适宜培养基配方为：草木灰65%+玉米粉8%+麸皮24%+葡萄糖2.3%+磷酸二氢钾0.5%+硫酸镁0.2%;适宜发酵条件为：发酵时间72.80h,接种量5.04%,发酵温度28.89℃。在此条件下,生物量可以达到9.537×108 cfu/g。菌制剂可以有效降解茶叶鲜叶上的吡虫啉,施用12天后,茶叶鲜叶降解率达到82.0%。     

黄孢原毛平革菌发酵稻草秸秆降解木质素的研究

研究利用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete Chrysosporium Burdsall)对稻草秸秆进行固态发酵,在单因素基础上,通过正交试验得出稻草秸秆木质素的降解最优条件为6.5 g稻草,合成培养液12 mL,接种量0.8 mL(菌悬液浓度5×106 CFU/mL),初始pH值4.5,测得木质素降解率为49.71％.采用扫描电镜SEM对发酵后10d稻草表观形貌进行观察,结果清晰可见,发酵后稻草秸秆表面的空穴增多、增大,表面粗糙度增加,裂解现象明显.     

强启动真菌在牧草降解减容过程中的应用

为了加速牧草降解减容过程,选择了包括强启动真菌在内的3株具有较好降解牧草能力的真菌白腐菌、里氏木霉和强启动菌株QD-1作为外接真菌进行了牧草降解减容的研究。采用正交实验设计的方法对未灭菌牧草基质的降解减容条件进行了优化。结果表明最优的牧草降解减容条件为白腐菌接种量5%,里氏木霉接种量5%,强启动菌株QD-1接种量5%,尿素施用量1.6 g/kg,牧草基质含水量控制在60%。最优条件下发酵30天牧草的降解率达到45.6%。菌株QD-1经18SrDNA-26SrDNA ITS序列分析,鉴定为Pterula sp.。强启动菌株QD-1在牧草降解减容过程中不易受牧草中固有微生物的影响,在牧草基质中能迅速生长成为优势菌株,有利于实现降解减容过程的可控与标准化操作。该研究为外接真菌强化牧草降解减容的推广应用提供了一定的理论基础,同时也为农业生产过程中秸秆的处理提供了参考。     

棉花陆海染色体片段代换系BC_7F_2群体纤维产量和品质性状表现及相关分析

为了揭示棉花染色体片段代换系BC_7F_2纤维产量性状和品质性状之间的相关关系,筛选纤维品质优异的新材料。以1套陆海染色体片断代换系为材料,对BC7F2高代回交群体的产量性状与纤维品质性状的表性数据进行评价及偏相关分析。结果表明:群体各性状的平均值接近于轮回亲本‘中棉所36’,群体内存在丰富的遗传变异。纤维上半部平均长度超轮回亲本比例为30.25%,断裂比强度超轮回亲本比例为71.25%,衣分超轮回亲本比例为29.38%。总体上单铃重与马克隆值、整齐度指数呈极显著正相关,衣分与上半部平均长度、断裂比强度呈显著负相关,与单铃重呈极显著负相关。从中筛选出部分纤维品质突出的单株,纤维上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.00 cN/tex。     

利用油菜秸秆固态发酵生产β-葡萄糖苷酶的工艺优化

通过对固态发酵条件的优化,提高黑曲霉固态发酵产β-葡萄糖苷酶的产量。首先,通过单因素试验确定麸皮与油菜秸秆粉质量比、料液比、(NH_4)_2SO_4添加量、接种量、营养液初始pH值、培养温度、培养时间等因素对β-葡萄糖苷酶的影响,再利用三因素三水平正交试验得到最佳工艺条件。结果表明,麸皮与油菜秸秆粉质量比6∶4,料液比1∶1.8,培养温度25℃,(NH_4)_2SO_4添加量3%,接种量5%,营养液初始pH值4.7,培养时间4 d;经优化后,固态发酵产酶平均酶活达127.4 U/g,比优化前提高了50%。     

高效纤维素降解菌短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）T-7的筛选、鉴定及降解能力的研究

为了得到一株具有降解纤维素性能的产芽孢菌株,采用加热富集芽孢菌及刚果红脱色圈的初筛方法,从菜地土壤、动物粪便、青贮饲料等样品中分离筛选出41株能够降解纤维素的产芽孢细菌。对初筛菌株发酵培养,测定发酵液透明圈直径及纤维素酶活力,菌株T-7具有显著的降解能力,纤维素酶活力达1678.89U/mL。通过形态观察鉴定、生理生化实验和16SrDNA序列分析对其进行种属鉴定,鉴定T-7菌株为短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）。研究了供试菌株T-7的降解工艺,获得了菌株发挥最大降解特性所需的最佳培养条件。结果表明,将菌株T-7以10亿活菌/1Kg的接种量接入玉米秸秆,并且添加辅助碳氮源2%蔗糖+2%尿素时,在发酵8天后对秸秆中纤维素的降解率达40.34%。研究结果为纤维素的生物降解发掘了新的菌种资源,并为秸秆的大规模降解利用奠定了基础。     

造纸法再造烟叶纤维形态与物理指标的相关性分析

为研究造纸法再造烟叶的纤维形态与其物理指标的相关性问题,以国内外造纸法再造烟叶企业的主流产品为试验材料,采用统计的方法对再造烟叶产品的纤维长度、长度分布范围、纤维宽度、宽度分布范围与产品的物理指标之间的相关性进行研究。结果表明：（1）造纸法再造烟叶的纤维长度、纤维宽度与抗张强度呈极显著负相关,纤维宽度与填充值达到显著负相关,纤维长度与定量、纤维宽度与定量均达显著正相关。（2）对于纤维长度：分布范围0.6~1.2 mm、1.8~2.4 mm与抗张强度、1.2~1.4 mm与定量极显著相关;0~0.8 mm、2.8~3.0 mm与抗强强度、1.2~1.6 mm与厚度,2.2~2.4 mm与平衡含水率均显著相关。（3）对于纤维宽度：分布范围为10~20 μm、30~55 μm与抗张强度、50~55 μm与定量极显著相关,10 μm 以下与密度、10~15 μm、35~40 μm、45~50 μm、55 μm以上与定量、25~30 μm与阴燃速率、25~30 μm及55 μm以上与抗强强度显著相关。     

枯萎病对棉花产量和纤维品质的影响

对2002年长江流域棉花区试的10个新品种进行了抗枯萎病(Fusariumwilt)鉴定,并从每个品种中各选择30个单株,分株计产,按株取样检验其纤维品质。分析棉株不同的枯萎病级别对棉花产量和品质的影响。结果表明:(1)有2个品种抗枯萎病;6个耐病;2个感病。(2)枯萎病株的皮棉产量比健株减产的百分率分别为:Ⅰ级26.48%,Ⅱ级45.50%,Ⅲ级54.57%,Ⅳ级77.76%,减产极显著。(3)病株纤维的长度、整齐度、比强度和伸长率也均显著或极显著低于健株。棉株枯萎病级别与纤维长度呈极显著负相关,与比强度和麦克隆值呈显著负相关。     

新疆陆地棉铃柄长与棉花产量及纤维品质的关系

摘要:【目的】为了解新疆棉花铃柄长与主要农艺性状、产量性状以及纤维品质之间的关联关系,【方法】通过两年比较试验,跟踪调查了棉花主栽品种（系）的主要农艺性状、产量性状以及纤维品质,总结了两年的主要气候数据,并将这些与铃柄长做了比较分析,【结果与结论】结果表明：棉花各品种的铃柄长与棉花主要生长阶段6-8月的最高平均气温呈负相关的关系;与平均最低气温和平均日照时数呈正相关;与有效果枝、单株铃、果枝始节和始节高度成正相关,与株高、无效果枝成负相关;与衣分、果枝数和折合亩产均呈正相关的关系,与单铃重呈负相关;与纤维的上半部平均长度、马克隆值呈正相关,与整齐度指数大致呈正相关,50%参试棉花品种（系）的铃柄长与纤维断裂比强度呈正相关的关系,剩余50%呈负相关的关系。     

棉纤维发育相关基因时空表达与纤维品质的关联分析

以14个纤维品质差异的棉花品种(或品系)为材料,研究10个纤维发育相关基因时空表达变化与纤维品质的关系,为阐明棉纤维发育相关基因与纤维品质形成关系提供理论基础。利用实时荧光定量PCR技术检测10个基因在14个供试品种(或品系)不同纤维发育时期的相对表达量,结果表明,虽然遗传背景完全不同,但它们具有某些共同表达特征。GhExp1、GhCIPK1、GhSus1、GhSusA1和GhPL这5个基因都是在纤维伸长期优势表达;GhACT1、GhRacA和GhRacB是在纤维伸长前期和次生壁加厚期高表达;而GhCelA1和GhcelA3是在纤维伸长后期和次生壁加厚期优势表达。这些基因表达谱与纤维品质关联分析显示,GhRacA在23DPA高表达且表达量与纤维品质显著正相关,其余基因在低表达时其表达量与纤维品质呈显著性相关,而在高表达时其表达量与纤维品质无相关性。GhExp1在20DPA的表达量与纤维比强度和整齐度呈显著负相关,与伸长率呈极显著正相关;GhPL在23DPA的表达量与纤维长度呈显著负相关;GhRacA在5DPA和23DPA的表达量均与伸长率呈极显著正相关;GhRacB在10DPA的表达量与长度和整齐度呈显著负相关;GhCelA1基因在5DPA的表达量与纤维长度呈显著正相关,与马克隆值呈显著负相关,在10DPA的表达量与马克隆值呈显著正相关,与伸长率达到极显著正相关,与比强度呈显著负相关,与长度和整齐度呈极显著负相关;GhCIPK1、GhACT1、GhSus1、GhSusA1和GhCelA3 这5个基因在纤维发育各时期的表达量与纤维品质各指标未检测到相关性。     

调亏灌溉对海岛棉产量及品质的影响研究

为了探明不同调亏程度对海岛棉产量及品质的影响,通过田间小区试验,以正常灌水量为对照,设置轻度调亏（正常灌水量的75%）、中度调亏（正常灌水量的50%）和重度调亏（正常灌水量的25%）,研究调亏灌溉对海岛棉不同部位优质成铃特性的调节效应。结果表明：轻度调亏对棉花产量品质无显著影响,而中度和重度调亏使皮棉产量分别下降了10.8%和25.4%,主要是单株铃数和单铃重显著下降。轻度和中度调亏对衣分影响较小,但重度调亏使衣分显著下降。轻度和重度调亏使纤维长度略有下降,中度调亏则纤维长度增加。纤维比强度和马克隆值随调亏程度增加呈增大趋势,但差异不显著。从不同结铃部位分析,轻度调亏使棉花中部铃重、纤维长度、比强度增大,上部铃重、纤维长度显著降低。而中度和重度调亏均使中部铃重、衣分显著下降,中度调亏使中部棉铃纤维比强度增加,而重度调亏可显著提高下部棉铃纤维比强度。轻度调亏使中部、中度调亏使下部、重度调亏使上部棉铃纤维马克隆值显著增大。     

中国棉花纤维品质地域和年份间分析

以2001—2005年农业部对13个主产棉省主栽品种抽查样品的测试结果为研究对象,分析研究了“十五”期间中国棉花纤维的长度、整齐度、比强度、马克隆值等8项品质指标的分布情况,并运用STATA统计分析系统分析了各品质指标之间的关系。“十五”期间,中国生产领域的棉花纤维长度主要分布在28~29mm,整齐度指数主要分布在82%~84%,断裂比强度主要分布在27~29cN.tex-1,马克隆值主要分布在4.0~5.0,可以满足纺织工业纺中、低档棉纱的要求。各纤维品质指标在年度间有波动。按生态区划分,长江流域棉区棉花纤维在长度、整齐度、比强度等指标上优于黄河流域棉区和西北内陆棉区,但马克隆值偏高,色泽特征差,品级较低。黄河流域棉区的棉花纤维在长度、整齐度、比强度、马克隆值、色泽特征等方面处于其它两个棉区之间。西北内陆棉区的马克隆值和色泽特征最好,品级较高。统计分析表明,长度与比强度之间的相关系数r=0.7156,呈高度正相关;整齐度指数与比强度之间的相关系数r=0.5300,呈中度正相关;纺纱均匀性指数与长度、整齐度、比强度均呈高度正相关。与国际乌斯特公报进行比较,中国“十五”期间棉花纤维综合品质达到国际中等质量水平。     

转基因抗虫棉纤维品质性状的遗传分析

 根据ADAA遗传模型分析了7个转基因抗虫棉亲本、两个非转基因抗虫亲本和36个半双列杂交F1的纤维品质性状的两年资料,估算各项遗传方差和成对性状间的遗传相关性。结果表明,转基因抗虫棉纤维品质的5个性状受加性、显性和上位性的共同控制,其中麦克隆值、2.5%纤维长度和纤维比强度以基因显性效应为主,麦克隆值和纤维整齐度以上位性效应为主。除纤维比强度外,其余4个纤维品质性状都受到环境互作效应的影响,且影响较大。遗传相关分析表明,纤维比强度与2.5%纤维长度的基因型相关和表型值相关达极显著水平,其中加性相关未达显著水平,显性相关达极显著水平。比强度与麦克隆值的基因加性相关也达极显著水平,但表型相关未达显著水平。利用亲本和F₁的资料预测了F₂的基因型值和杂种优势。结果表明,F₂代的麦克隆值、伸长率、2.5%纤维长度、整齐度、纤维比强度的中亲优势分别为1.0%, 8.5%, 0.8%, 0和2.9%, 无超亲优势。     

秸秆发酵液对玉米种子萌发及幼苗生长特性的影响

为了探究秸秆还田配施腐熟剂对玉米幼苗的影响,以40 g/L、50 g/L、60 g/L和70 g/L玉米秸秆-土壤浸出液自然发酵及腐熟剂发酵液为试材,用滤纸培养、盆栽法和常规方法测定种子发芽率、幼苗根长、根数、株高、幼苗鲜重、游离脯氨酸和丙二醛含量。结果表明,随发酵液浓度的增加,种子发芽率、根长、根数、根系鲜重、株高、叶片鲜重均先增加后降低的趋势;相同浓度腐熟剂发酵液的上述指标值均大于自然发酵液;其中50 g/L自然发酵和60 g/L腐熟剂发酵液种子发芽率较高;腐熟剂发酵液显著增加幼苗根长;50 g/L腐熟剂发酵液极显著增加根数;各处理对幼苗根鲜重、叶片鲜重和株高无显著影响。50 g/L自然发酵液、60 g/L腐熟剂发酵液根系和叶片游离脯氨酸及丙二醛含量与土壤浸出液无显著差异;总体看,50 g/L自然发酵及60 g/L腐熟剂发酵液对玉米幼苗生长有显著促进作用。玉米秸秆配施腐熟剂发酵可减弱其化感作用,秸秆还田配施腐熟剂时可适当增加秸秆还田量。     

河北省中南部棉纤维品质与气象因子相关性研究

为明确气象因子对河北省中南部棉纤维品质影响,2007-2008年在南宫、辛集、保定三个生态点设置田间实验,供试品种为鲁棉研27号,研究表明：不同生态点、开花期间棉纤维比强度、2.5%跨长、马克隆值差异呈显著水平(p<0.05);不同开花期棉铃纤维伸长率差异呈显著水平;同比强度相关性呈显著水平的气象因子共5项,分别为日均温、日温差、日最低气温、日最高气温和平均相对湿度;2.5%跨长同日照时数呈显著正相关;同伸长率相关性呈显著水平的气象因子为日照时数和平均相对湿度;马克隆值同平均相对湿度和日温差呈显著负相关,与日最高气温呈正相关。棉纤维各项指标与影响其最大气象因子多项式拟合表明,当棉铃发育期日均温为25-26℃纤维比强度较好,日照时数为6.5-7.0小时,棉纤维伸长率最大,马克隆值适宜的日最高气温27-28℃或30-31℃。同时,建立了气象因子与纤维品质动态回归模型。研究结果将为棉纤维品质生态区划和品质生态模型定量化提供依据