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1.
以高效降解木质素为指标, 进行木质素降解菌的筛选和纤维素酶处理纤维材料的研究.通过测定14株白腐菌菌株在愈创木酚、苯胺兰和鞣酸培养基上生长状况和酶活分泌能力, 得到8株能产生阳性反应的菌株.以木质素和综纤维素失重的比值(SF指数)为指标, 对这几株菌进行复筛, 从中筛选出具有生长优势和强酶分泌能力的菌株平菇10969和侧耳WP1.与黄胞原毛平革菌Phanerochaete chrysosporium RP78和P.chrysosporium BKM-F-1767两株模式菌相比, 白腐菌具有良好的生长优势、强酶系分泌能力和降解的优势.从分离的白腐菌中克隆纤维素酶基因(egl2), 表达蛋白并测定酶活.用粗酶液处理不同的纤维材料, 结果表明, 其还原糖产量为综纤维素(酸解)>菌草(白腐菌处理)>未处理菌草.白腐菌的研究对草质资源的充分利用、污染物的降解、燃料乙醇的开发以及我国生态农业的持续发展等都有着重要意义. 相似文献
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侧孢霉利用玉米秸秆固体发酵产生木质纤维素酶的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
以农作物秸秆为主要原料 ,采用微生物固体发酵方式对侧孢霉 (Sporotrichumsp) .产生木质纤维素酶进行了探讨。研究发现侧孢霉可降解作物秸秆的木质纤维 ,降解作用强 ,同时提高了发酵底物的蛋白含量。玉米秸秆、稻草、麦草及甜菜渣是发酵木质纤维素酶和单细胞蛋白的最适合发酵底物。在以玉米秸秆为原料的发酵过程中 ,发酵到第 4天菌体生长量达到最高值 ,比发酵初期的菌体生长量增加了 8倍 ;发酵第 6天培养物的粗蛋白含量由起初的 1 0 %提高到 1 7 5% ,对底物纤维降解率达到1 3 6%。侧孢霉在发酵过程中产生大量的木质纤维素酶 ,其中羧甲基纤维素酶 (CM Case)、β 葡聚糖苷酶 ( β Gase)、滤纸酶 (FPase)、木质素过氧化物酶 (LiP)和赖锰木质素过氧化物酶 (MnP)在本实验中进行了检测。结果表明 ,最大酶活性的产生时间是在发酵的第 4到第 6天之间 ,其酶活性分别为 :羧甲基纤维素酶 2 40 3 1U/ g ,β 葡聚糖苷酶 86 7U/ g ,滤纸酶 1 3 4 8U/ g ,木质素过氧化物酶 1 4 4U/ g ,赖锰木质素过氧化物酶 1 7 67U/ g。 相似文献
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厌氧和好气条件下油菜秸秆腐解的红外光谱特征研究 总被引:3,自引:0,他引:3
采用尼龙网袋法,研究了油菜(Brassica campestris L.)秸秆在厌氧和好气条件下的腐解规律及其红外光谱特征。结果表明:油菜秸秆还田后,腐解速率表现为前期快、后期较慢的规律。在360 d培养时间内,厌氧和好气条件下的油菜秸秆腐解率分别为60.50%和68.20%,腐解速率常数(k)分别为0.004-d-1和0.010-d-1,腐解1/2时所需时间分别为229 d和117 d。在厌氧和好气条件下,油菜秸秆的碳释放率分别为70.33%和77.43%,厌氧条件下的释放速率常数(0.025-d-1)低于好气条件(0.026-d-1)。油菜秸秆中氮的释放率分别为82.20%和87.48%,油菜秸秆在厌氧条件下的氮残留量比其在好气条件下高38.25%,且达到显著性差异水平(P0.05)。厌氧条件下的氮残留率始终高于好气条件下,且在60~90 d培养期内差异最大。红外图谱分析显示,油菜秸秆腐解过程最明显的变化在波数为3 430~3 410 cm-1、2 930 cm-1处,吸收峰吸收强度降低,表明油菜秸秆的脂族性下降。在波数为1 740 cm-1、1 419~1 425 cm-1处的吸收峰吸收强度降低,表明油菜秸秆木质素含量下降,且厌氧条件下的吸收强度高于其在好气条件下,表明厌氧条件的木质素残留较多。结果表明,油菜秸秆中羟基、甲基、亚甲基含量随腐解时间延长而降低,碳水化合物减少,脂族性下降,芳构化程度增强。好气条件有利于秸秆中纤维素、半纤维素和脂肪族化合物的分解,提高其芳香性,对土壤碳、氮的补充作用更大。 相似文献
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菌酶共降解玉米秸秆的工艺研究 总被引:6,自引:1,他引:5
该文研究玉米秸秆菌酶共降解工艺,利用黄孢原毛平革菌固体发酵去除部分木质素,再添加外源纤维素酶、木聚糖酶降解纤维素和半纤维素.黄孢原毛平革菌培养12 d时木素过氧化物酶(LiP)酶活达到最大值11.3 u/g,15d时漆酶(Lac)酶活达到最大值0.0992 u/g,秸秆降解集中在10~20 d,第25d时菌解结束,干基总损失率为18.94%;再经过6 d的酶解,纤维素、半纤维素的相对含量分别从27.1%、20.3%下降到13.1%、11.9%.玉米秸秆经菌酶共降解,木质素、纤维素、半纤维素的降解率分别达到67.0%、60.4%、33.0%,每克秸秆还原糖含量达0.507 g.结果表明,菌酶共降解为玉米秸秆的生物利用提供了一种新方法. 相似文献
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田间条件下不同促腐菌对水稻秸秆腐解及胞外酶活性的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
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白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1(P.pulmonarius)和JG1(P.cornucopiae)产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1+JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%(P〈0.05);Lip和MnP活力分别为629.11 U.g-1和622.22 U.g-1。 相似文献
7.
通过室内培养和吸附-解吸试验,研究玉米秸秆腐解后石灰性褐土对Cu2+、Cd2+吸附-解吸的影响。结果表明,玉米秸秆腐解量随培养时间的延长而增加,到第7周时,腐解总量可达45%,添加常规量秸秆处理(S1)与加倍量处理(S2)的腐解量差别不明显;常规量秸秆处理(S1)的腐解速率大于加倍量处理(S2),但均随培养时间的延长而减少。土壤对Cu2+的吸附量随秸秆培养时间的延长表现为先升高后降低,吸附量在第21天时达到最大值;Cu2+浓度为1 000mg/L时土壤对Cu2+吸附量显著高于Cu2+浓度为600mg/L处理;而Cu2+的解吸量在秸秆腐解前期变化不明显,到培养第21天后迅速降低。在相同的Cu2+浓度下,Cu2+的吸附量和解吸量受Cd2+浓度影响均不明显。Cd2+浓度为1mg/L时,土壤对Cd2+的吸附量随秸秆培养时间的延长变化不明显,但随Cu2+浓度的增加而减小;而Cd2+浓度为10mg/L时,在Cu0处理和Cu1000处理时,不同培养时间土壤对Cd2+吸附量影响不明显,但Cu600处理下,在培养的第21天后,土壤对Cd2+的吸附量显著增加。土壤Cd2+的解吸量均随秸秆培养时间的延长表现为先升高后降低,在第21天时达最小值,而Cd2+的解吸量随共存Cu2+浓度的增加而先增加后降低。 相似文献
8.
基于旋耕玉米秸秆还田条件下土壤微生物、酶及速效养分的动态特征 总被引:4,自引:0,他引:4
为研究旋耕条件下秸秆还田的腐解机理,设置不同数量秸秆还田处理,分别于玉米拔节期、抽雄期、乳熟中期、完熟期测定土壤微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。结果表明:(1)秸秆还田促进土壤微生物繁殖,提高土壤酶活性,增加碱解氮含量,降低速效磷和速效钾含量;秸秆量为11 250kg/hm~2时真菌、细菌、放线菌数量及蔗糖酶、纤维素酶活性增幅最大;秸秆量为7 500kg/hm~2时脲酶、磷酸酶活性和碱解氮增幅最大,速效磷、速效钾降幅最大。(2)部分土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关性,播种后40天,土壤真菌、细菌、放线菌数量、纤维素酶活性之间存在正相关,真菌与磷酸酶活性呈负相关;播种后67天,放线菌与磷酸酶、蔗糖酶呈正相关;播种后140天,放线菌与蔗糖酶呈正相关。(3)部分土壤酶活性之间存在相关性,播种后67天,脲酶与纤维素酶、磷酸酶与蔗糖酶之间呈正相关;播种后140天,蔗糖酶与纤维素酶呈正相关,脲酶与蔗糖酶、纤维素酶呈负相关。(4)土壤酶活性与速效养分存在相关性,播种后40,112天的脲酶、67天的纤维素酶、112,140天的磷酸酶与碱解氮含量呈正相关;播种后40天,蔗糖酶与速效钾呈正相关,播种后40,67,112天脲酶活性与速效钾含量呈负相关。(5)碱解氮与速效磷含量呈负相关,播种后40,112,140天的碱解氮与速效钾含量呈负相关。 相似文献
9.
油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用 总被引:26,自引:3,他引:23
为促进油菜秸秆腐解,推进农村作物秸秆的资源化利用,减少秸秆焚烧对环境的负面影响,培养与提高土壤肥力,采用尼龙网袋和田间试验相结合方法,设置了油菜秸秆不同还田量处理和不同还田深度处理,研究了油菜秸秆腐解百分率和腐解速率变化特征,分析了油菜秸秆还田对土壤性质及作物产量的影响。结果表明,油菜秸秆还田的腐解百分率随时间延长而逐渐增大,秸秆腐解速率则早期快后期慢;随秸秆还田量增加,腐解速率降低,表现为全量还田的秸秆腐解速率<2/3量还田秸秆腐解速率<1/2量还田秸秆腐解速率<1/3量还田秸秆腐解速率;在种植水稻条件下油菜秸秆还田深度在10 cm时腐解速度最慢,在表层还田腐解速度最快,20 cm深还田腐解速度居中。相比对照处理来说,油菜秸秆还田降低了土壤容重,增加了土壤有机质含量,一定程度上提高了土壤氮磷钾含量(P<0.05)。油菜秸秆还田对水稻作物有极显著增产作用(P<0.01),增产幅度在6.02%~21.17%之间。本试验对水稻油菜轮作体系下油菜秸秆还田腐解特征进行的研究可为调控油菜秸秆还田腐解速度,改善农业生态环境提供参数依据。 相似文献
10.
不同施氮量下潮土中小麦秸秆腐解特性及其养分释放和结构变化特征 总被引:3,自引:0,他引:3
11.
氮素形态对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响 总被引:6,自引:1,他引:5
采用尼龙网袋研究法,研究了不同形态氮素对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响,以期为农业秸秆循环利用和改善秸秆还田效果提供理论依据。试验设置4个处理:不添加氮素(CK)、添加尿素(PU)、添加尿素硝酸铵(UAN)和添加石灰氮(CaCN2),周期120 d。结果表明,油菜秸秆腐解表现为前期快(0~30 d)、后期慢(30~120 d)的特征。120 d时,油菜秸秆累积腐解率为46.08%~52.34%,碳、氮、磷和钾的释放率分别为44.25%~51.52%、51.19%~54.87%、52.82%~58.45%和96.61%~97.46%。添加氮素可以显著促进油菜秸秆腐解。120 d时,添加氮素处理较CK处理油菜秸秆的累积腐解率提高10.80%~13.59%。不同形态氮素对秸秆的腐解特征和碳氮磷钾释放速率的效应不同。其中,PU处理秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解(0~30 d)和缓慢腐解(30~120 d);30 d时油菜秸秆的腐解率达40.39%,30 d后腐解速率逐渐趋于稳定,120 d时腐解率达51.06%。UAN处理腐解过程分3个阶段,快速腐解(0~30 d)、腐解减缓(30~60 d)和缓慢腐解(30~120 d);30 d时腐解率达40.67%,30~60 d腐解率上升7.54%,120 d时腐解率为51.63%。CaCN2处理的秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解(0~30 d)和缓慢腐解(30~120 d);其促进腐解作用主要表现在60 d后,60 d时油菜秸秆腐解率达44.37%,120 d时腐解率为52.34%。与不施氮处理相比,120 d时UAN处理秸秆累积腐解率提高12.04%,碳、氮和磷累积释放率分别提高9.33%、7.19%和6.97%。各处理对秸秆钾的释放率影响不显著。综合来看,以UAN促进油菜秸秆腐解的效果较为显著。 相似文献
12.
Solid-substrate fermentation of corn fiber by Phanerochaete chrysosporium and subsequent fermentation of hydrolysate into ethanol 总被引:2,自引:0,他引:2
Shrestha P Rasmussen M Khanal SK Pometto AL van Leeuwen JH 《Journal of agricultural and food chemistry》2008,56(11):3918-3924
The goal of this study was to develop a fungal process for ethanol production from corn fiber. Laboratory-scale solid-substrate fermentation was performed using the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium in 1 L polypropylene bottles as reactors via incubation at 37 degrees C for up to 3 days. Extracellular enzymes produced in situ by P. chrysosporium degraded lignin and enhanced saccharification of polysaccharides in corn fiber. The percentage biomass weight loss and Klason lignin reduction were 34 and 41%, respectively. Anaerobic incubation at 37 degrees C following 2 day incubation reduced the fungal sugar consumption and enhanced the in situ cellulolytic enzyme activities. Two days of aerobic solid-substrate fermentation of corn fiber with P. chrysosporium, followed by anaerobic static submerged-culture fermentation resulted in 1.7 g of ethanol/100 g of corn fiber in 6 days, whereas yeast ( Saccharomyces cerevisiae) cocultured with P. chrysosporium demonstrated enhanced ethanol production of 3 g of ethanol/100 g of corn fiber. Specific enzyme activity assays suggested starch and hemi/cellulose contribution of fermentable sugar. 相似文献
13.
为研究微生物预处理技术对秸秆发酵制沼气的影响,采用混合菌剂对油菜秸秆进行预处理,利用红外光谱分析仪和扫描电子显微镜对预处理前后的秸秆进行分析。结果表明,混菌共发酵预处理11 d后油菜秸秆的纤维素、木质素、半纤维素降解率分别达到了37.4%、28.9%和29.9%。混菌共发酵预处理使油菜秸秆的木质纤维素内部结构发生较大改变,产生很多裂缝和空洞。以油菜秸秆为原料进行沼气发酵试验,发现预处理后的秸秆日产气量最高峰值较未处理的提高了37.6%,累计产气量提高了17.8%。由此可见,通过混合菌剂降解油菜秸秆中的纤维素、木质素和半纤维素,可促进秸秆生物质转化为沼气。 相似文献
14.
三组微生物菌群分解油菜秸秆的消化液性质比较 总被引:6,自引:2,他引:4
利用微生物对秸秆进行酸化前处理能够有效提高秸秆甲烷发酵效率。该文以探索不同微生物菌群对秸秆消化过程的影响为目的,利用3组不同的菌群(纤维素分解菌群MC1、纤维素分解菌群WDC2以及牛粪菌群(CD))消化油菜秸秆,通过监测消化液的性质变化,评价不同菌群对油菜秸秆酸化前处理的效果。结果表明,菌群WDC2、MC1、CD均能有效地提高油菜秸秆消化效率(油菜秸秆分解率分别为46.77%、44.28%和43.40%),相比于未加入外源菌的对照处理,分解率提高12.21%~15.58%。WDC2和MC1能有效地提高消化液中的化学需氧量(COD),在分解的48h,2组菌群的COD比未加入外源菌群处理分别提高9.13%和7.83%。CD不能提高培养液中的COD含量。此外,相比与MC1与CD,WDC2能够更好的维持培养液内的可溶性糖含量。可见,3组菌群均能够促进油菜秸秆消化分解,纤维素分解菌群WDC2具有更好的油菜秸秆分解活性和COD溶出能力,优于其他2组菌群。 相似文献
15.
油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
采用模拟培养的方法,通过测定土壤表层培养液的电导率、pH、不同形态氮、全磷、全钾等指标,研究了油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。结果表明,各处理土壤表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第8d达到最大,随后呈下降的趋势。pH值在培养的前3d呈缓慢下降的趋势;从第4d开始迅速升高;16d后达到相对稳定的状态,随后变化不大。在培养初期全氮浓度迅速增加,第8d达到最大,随后迅速下降;到第44d,下降趋势开始减缓,不同处理之间相差不大。铵态氮的变化趋势与全氮的变化趋势一致。各处理间硝态氮含量较低,差别不显著。施加秸秆能够增加水溶液中有机氮浓度。全磷在培养初期变化较小,第12d开始迅速升高,第20d达到最高,随后呈下降趋势。施加秸秆后对田面水溶液全钾浓度的影响主要发生在培养后第1d,整个培养期内变幅不大。施加秸秆能够增加培养液中养分含量,与秸秆用量成正比。从养分流失角度考虑,控制氮素、磷素和钾素田面流失主要时期为秸秆还田后30d内。 相似文献
16.
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本研究从金钱树(Zamioculcas zamiifolia)白绢病(Southern blight)病株上分离到一株产纤维素酶菌株SM,经形态观察和rDNA—ITS序列分析鉴定为齐整小核菌(Sclerotium rolfsii Sacc),经以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基培养和刚果红染色测定,证明SM菌株可产生高活性纤维素降解酶。本文对SM菌株产纤维素降解酶的液态发酵条件进行了研究,结果表明:在起始pH6.0,无机氮:有机氮:纤维素碳源之比为0.07g:1.4g:1.6g,温度为30℃,摇床转速为160r/min,发酵培养时间为5d的条件下,该菌株发酵液的CMC酶活性达到11.7U/mL,滤纸酶活性达到2.156U/mL,β-葡萄糖苷酶活性达到3.911U/mL。 相似文献
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麦秆、油菜秆还田腐解速率及养分释放规律研究 总被引:46,自引:12,他引:34
采用尼龙网袋法直接覆盖还田和组织结构切片方法,研究了麦秆、油菜秆还田后的腐解速率及养分释放规律。结果表明,麦秆、油菜秆还田后,腐解速率均表现为前期快,后期慢。试验期间(100 d),麦秆、油菜秆的累计腐解率分别为66.18%和55.62%;养分释放均为钾磷氮。麦秆、油菜秆还田前10 d内,钾的释放分别达到98.92%和98.74%。在麦秆腐解过程中,前50d未见任何明显的结构破坏;50 d后,组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围的维管束,表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏仍不明显。在油菜秆腐解过程中,组织结构的破坏主要发生在腐解的前10 d,次生木质部以上的维管形成层、韧皮纤维、皮层薄壁组织和表皮均受到破坏而脱落。结果说明,秸秆中的钾是水可浸提的,为速效钾,作物推荐施肥量中可减去所用秸秆的钾含量;由于秸秆中氮、磷含量较低,特别是磷,因此在还田初期可不考虑调整氮、磷肥用量。 相似文献
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秸秆纤维素降解真菌QSH3-3的筛选及其特性研究 总被引:3,自引:0,他引:3
为了获得高效降解秸秆纤维素的微生物菌株,采用滤纸降解法和刚果红染色法从含纤维素类物质的土壤中筛选到一株产纤维素酶菌株QSH3-3,通过形态观察和ITS序列分析,鉴定为草酸青霉Penicillium oxalicum QSH3-3。摇瓶产酶试验结果表明,该菌株的最佳产酶条件为:碳源为0.5%的碱处理过的玉米秸秆粉,氮源为0.2% 硫酸铵,起始pH为7,接种量为5%,产酶温度为30℃,培养时间为4 d。最佳产酶条件下,滤纸酶(FPase)、内切酶(CMCase)和木聚糖酶(Xylanase)分别为12 U、33 U、605 U(U为酶活性单位);在15℃,其残余酶活力可达70%~80%;在pH 4~9 范围内,其残余酶活力可达70%以上。酶学稳定性研究表明,FPase、CMCase和Xylanase在pH 4~9范围残余酶活力达85%以上,具有较强的酸碱适应能力;FPase、CMCase和Xylanase在45℃以上酶活力迅速下降,耐热性较差。该菌株具有较高的木聚糖酶活力以及较强的低温、pH的耐受力,因而该菌株在田间温差大、土壤偏碱性等复杂条件下对秸秆纤维素类物质的降解具有较高的应用潜力。 相似文献
20.
秸秆还田对土壤还原性和水稻根系生长及产量的影响 总被引:6,自引:5,他引:1
为明确油菜秸秆还田对土壤环境及水稻根系生长的影响,该研究采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田后,稻田土壤氧化还原电位(EH值)、还原性物质总量和Fe2+含量的变化规律及水稻苗期根系数量、质量、体积、长度和伤流强度等的变化规律。结果表明,1)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,稻田土壤氧化还原电位日均变化量(RCEH值)表现为先降低后增加的趋势,而土壤还原性物质总量日均变化量(RCRRM值)和土壤二价铁含量日均变化量(RCFe值)表现为先增加后降低的趋势;其中水稻移栽后14~18 d土壤RCEH值最低,移栽后10~14 d和14~22 d土壤RCRRM值(0.28~0.62 cmol/(kg·d))和RCFe值(5.0~31.6μg/(kg·d))达到最大。2)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,随着秸秆还田量的增加,水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)、白根数量和根系伤流强度显著降低;与覆盖相比,油菜秸秆翻埋对水稻根系伤流日均变化量(RC_(RBI))的影响时间更长,水稻根系体积日均变化量(RCRVT值)和质量日均变化量(RCRQT值)的缓慢增长期延长了4 d。3)水稻移栽后10~22 d,油菜秸秆还田对稻田土壤环境和水稻根系生长的影响最显著;移栽后27~32 d,油菜秸秆还田对水稻根系生长的影响程度显著降低。油菜秸秆还田条件下,随着秸秆还田量增加,水稻苗期的土壤氧化还原电位显著降低,土壤还原性物质总量和Fe2+含量显著增加;水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)和根系活力(白根数量和根系伤流强度)显著降低。在四川油稻两熟区,油菜秸秆还田量以全量还田为宜,适宜机械作业的田块以油菜秸秆翻埋还田为宜。 相似文献