固态发酵中2种微生物降解玉米秸秆效果的对比研究

为探究哈茨木霉(Trichoderma harzianum)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)这2种菌株在固态发酵条件下降解玉米秸秆的效果,通过25 d的室内发酵培养试验对固态发酵中添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌后玉米秸秆的有机碳、纤维素、木质素、纤维素酶活、木聚糖酶活以及β-葡萄糖苷酶活变化进行对比研究。结果表明:发酵第10~16 d时,哈茨木霉和枯草芽孢杆菌处理的玉米秸秆分解速率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活均达到最高,发酵25 d后,2种微生物处理的玉米秸秆分别累积降解了21.79%和20.12%,说明两者的降解效果差异不大;与枯草芽孢杆菌处理相比,哈茨木霉处理的秸秆剩余量、有机碳含量、剩余秸秆有机碳总量分别降低了1.67%、0.26%和1.80%,秸秆纤维素降解率、秸秆木质素降解率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活分别升高了6.99%、6.54%、0.7 FPU·m L~(-1)、0.04 IU·m L~(-1)和9.26 IU·m L~(-1),说明添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌均可以降解秸秆,但两者对玉米秸秆的降解效果差异不明显。     

产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解

【目的】分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据。【方法】采用苯胺蓝（Azure-B）变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌。通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定。利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶（LiP）酶活力、锰过氧化酶（MnP）酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用。利用气相色谱-质谱联用（GC/MS）方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制。【结果】分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属（Bacillus）。利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）和解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）同源性均高于99%。而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99%。因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌。在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24%;发酵的6-8 d及10-12 d 两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质。【结论】高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-O-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生。     

2种土壤微生物产IAA能力和促生功能的测定

以特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)、阿耶波多氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)和"北京新三号"大白菜为试验材料,通过菌株产IAA能力的定性、定量测定和大白菜促生效应测定来验证其产IAA能力和促生功能.结果表明,2种菌株均能产生IAA,对大白菜幼苗的出苗率、株高、叶片数、叶面积、茎粗和主根长均有显著的促进作用,能显著提高大白菜幼苗地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量和地下部鲜质量,能显著提高土壤中IAA、速效磷、速效钾和矿质氮的含量,能够增加大白菜叶片中叶绿素含量.由此可见,特基拉芽孢杆菌和阿耶波多氏芽孢杆菌对植物生长具有一定的促生功能.     

三株产吲哚乙酸根际促生芽孢杆菌的筛选鉴定及其促生作用

为丰富具有产吲哚乙酸(IAA)功能的芽孢杆菌菌种资源,开发高效根际促生微生物菌肥,从玉米、生菜和绿化带植被的根际土壤中筛选产IAA的芽孢杆菌,最终获得3株高效产IAA的菌株——YC9L、YC3172和YC5064,其IAA产量分别为46.72、79.75、67.55 mg·L^-1。对其进行理化特性和16S rDNA序列分析,鉴定YC9L和YC3172菌株为大猩猩芽孢杆菌(Bacillus massiliogorillae),YC5064菌株为栗褐芽孢杆菌(Bacillus badius)。玉米种子发芽试验显示,YC9L和YC5064菌株对玉米种子发芽,以及幼苗生长具有促进作用。生菜盆栽试验显示,YC9L、YC3172、YC5064菌株对生菜植株生长具有促进效果。玉米盆栽试验显示,YC9L、YC3172、YC5064菌株对玉米植株生长有良好的促进效果,且以YC9L的效果最优。YC9L、YC3172、YC5064菌株均具有解钾能力;YC9L和YC3172菌株具有解磷能力;YC9L、YC3172、YC5064菌株对镉、锌、铜均具有耐性。     

发酵蔗渣产黄腐酸菌种的筛选及应用

为提高蔗渣发酵产黄腐酸的能力,从生物腐植酸样品中分离培养菌种,对分离获得的菌种进行较高温下降解纤维素能力的测定,初步筛选出生长良好和降解纤维素能力较强的菌株,鉴别其形态、并接种于蔗渣物料发酵试验进一步筛选,最后将优化筛选的菌株进行16sDNA鉴定,同时应用于工厂生产性装袋的中试发酵。结果表明腐植酸分离样品中芽孢杆菌占绝对优势,其中芽孢杆菌E菌株具有较高的转化蔗渣产黄腐酸的能力。该菌株经16sDNA鉴定为枯草芽孢杆菌。采用枯草芽孢菌株进行发酵蔗渣中试,获得黄腐酸含量为17.2%,较工厂对照组黄腐酸含量(14.3%)提高了20%。     

利用菌群LCM9发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用研究

[目的]研究利用微生物菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用效果。[方法]从自然界直接筛选能高效降解玉米秸秆的微生物菌群,以玉米秸秆为原料,研究利用菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸的产量,并对产品的实际应用效果进行了探讨。[结果]利用获得的菌群LCM9,以玉米秸秆为唯一营养源,在水分含量为75.0%时,发酵7 d,生化黄腐酸产量可达15.7%。施加500 mg/kg生化黄腐酸,培养5 d后,小麦种子根长增加59.1%,芽长增加97.1%。[结论]利用微生物菌群发酵玉米秸秆可获得较高产量的生化黄腐酸,且产品对小麦幼苗具有明显刺激生长的效果。     

2株烟草根际芽孢杆菌的分子鉴定及抗菌促生作用

为探究分离自烟草根际的2株芽孢杆菌的种类及其抑菌促生特性,利用16S rDNA和gyrB基因序列分析法,将菌株YC2006和YC2008分别鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).菌株对烟草赤星病病原(Alternaria alternata)、烟草黑胫病病原(Phytophthora parasitica)和烟草立枯病(Rhizoctonia solani)病原均具有明显的抑制作用,对烟草立枯病病原的抑制率分别达到60.35％和68.08％.菌液浸种处理可显著提高烟草种子发芽势,在育苗基质中添加菌剂可显著提高烟苗的株高、茎围、最大叶面积、地上部鲜质量、地下部鲜质量、总根长和总根表面积.2株芽孢杆菌对烟草主要真菌病原具有拮抗活性,同时兼具促进种子萌发和烟苗生长的作用,具有良好的研究开发应用前景.     

利用菌群LCM9发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用研究(英文)

[目的]研究利用微生物菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用效果。[方法]从自然界直接筛选能高效降解玉米秸秆的微生物菌群,以玉米秸秆为原料,研究利用菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸的产量,并对产品的实际应用效果进行了探讨。[结果]利用获得的菌群LCM9,以玉米秸秆为唯一营养源,在水分含量为75.0%时,发酵7d,生化黄腐酸产量可达15.7%。施加500mg/kg生化黄腐酸,培养5d后,小麦种子根长增加59.1%,芽长增加97.1%。[结论]利用微生物菌群发酵玉米秸秆可获得较高产量的生化黄腐酸,且产品对小麦幼苗具有明显刺激生长的效果。     

利用菌群LCM9发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用研究

[目的]研究利用微生物菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用效果。[方法]从自然界直接筛选能高效降解玉米秸秆的微生物菌群,以玉米秸秆为原料,研究利用菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸的产量,并对产品的实际应用效果进行了探讨。[结果]利用获得的菌群LCM9,以玉米秸秆为唯一营养源,在水分含量为75.0%时,发酵7d,生化黄腐酸产量可达15.7%。施加500mg/kg生化黄腐酸,培养5d后,小麦种子根长增加59.1%,芽长增加97.1%。[结论]利用微生物菌群发酵玉米秸秆可获得较高产量的生化黄腐酸,且产品对小麦幼苗具有明显刺激生长的效果。     

生物药肥对水稻秧苗免疫抗病机理的研究

为明确生物药肥对水稻秧苗免疫抗病机理,采用液体培养法测定哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、青霉(Penicillium)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)解钾和解磷能力,同时将菌株与N、P、K养分复配成生物药肥应用于水稻育秧,分析水稻秧苗对立枯病免疫抗病机理。结果表明,试验菌株解磷和解钾能力存在显著差异,解钾能力表现为:枯草芽孢杆菌最高,哈慈木霉与青霉无显著差异,解磷能力表现为:青霉哈茨木霉枯草芽孢杆菌。生物药肥施用后,水稻秧苗茎基部宽度、地上部和根系鲜重、干重均显著增加;水稻秧苗抗逆酶SOD、POD活性和Pro含量显著提高,MDA含量显著降低;土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于对照;生物药肥施用后,立枯病发病率显著降低,以哈茨木霉+枯草芽孢杆菌+青霉复合菌复配生物药肥效果最好。     

复合菌剂对玉米秸秆的降解及土壤微生物多样性的影响

为实现玉米秸秆的田间快速分解,采用室内和室外盆栽试验方法对复合菌剂(黑曲霉Aspergillus niger(J4)、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(A1)和毛栓孔菌Trametes hirsute(XYG422))促玉米秸秆分解效果进行分析,并研究复合菌剂对土壤养分及微生物功能多样性的影响。结果表明,先接种菌株A1和XYG422,间隔2 d后接种菌株J4对玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解效果优于3种菌株同时接种的处理。玉米秸秆接种复合菌剂40 d时,能显著提高玉米秸秆的降解率(35%)与对照相比提高了13%,但菌剂的不同接种剂量对玉米秸秆的降解差异不明显。施用复合菌剂后,土壤有效磷、速效钾和碱解氮含量增加,且随着培养时间的延长,其有效成分含量呈上升趋势。Biolog结果表明,施用复合菌剂的处理组在20 d和40 d时土壤微生物AWCD及Shannon、Simpson和McIntosh指数与对照(CK20和CK40)相比均有不同程度提高,但菌剂的不同接种剂量之间差异不明显。主成分分析表明,接种复合菌剂后土壤微生物的碳源利用情况有明显差异。对照组CK20和CK40碳源利用种类较少;T1和T2利用碳源较多,种类相似;T3和T4碳源利用种类最多,但利用种类存在一定差异。     

基于高效解磷菌的煤矸石肥料制备及其应用潜力分析

从风化的煤矸石中分离筛选出一株具有解磷能力的细菌菌株GZU-Mic02,经鉴定,为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)。利用该菌株和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)菌株ACCC1011分别解离煤矸石制备肥料,与没有处理的煤矸石样品相比,制备的煤矸石肥料的碱解氮、有效磷和速效钾含量都大幅提高。其中,经GZU-Mic02菌株处理的煤矸石肥料相比经巨大芽孢杆菌处理的煤矸石肥料具有更高的有效磷和碱解氮含量,而后者的速效钾含量更高。采用烟草盆栽试验验证制备的煤矸石肥料的肥效,结果表明,分别施用2种煤矸石肥料培育25 d后,烟草的株高、茎围和叶片大小均优于不施用肥料的对照组,且以用GZU-Mic02菌株制备的煤矸石肥料的效果更佳。     

氨化和固态发酵玉米秸秆生产饲料蛋白的研究

针对玉米秸秆的立体结构与木质素的屏障作用,对玉米秸秆进行氨化处理和固态发酵生产饲料蛋白的技术进行了试验研究。结果表明,利用氨水对玉米秸秆进行氨化处理的温度和时间以35℃和9d为宜,氨化后玉米秸秆的粗蛋白含量可达15.38%。进一步经组合菌株固态发酵、组合菌株与加藤菌液固态发酵和组合菌株一次固态发酵与加藤菌液二次固态发酵3种途径发酵,结果以二次发酵的效果最好,发酵产物的粗蛋白含量由3.15%提高到24.99%,真蛋白含量由2.30%提高到20.21%。玉米秸秆经氨化处理再经组合菌株一次固态发酵与加藤菌液二次固态发酵,使其营养价值得到显著提高,可作为饲料蛋白加以利用,因而是一种增加玉米秸秆营养价值,提高可再生资源利用效率,减少秸秆焚烧污染环境的有效技术措施。     

不同秸秆与牛粪共发酵产物对黄瓜出苗及生长的影响

以牛粪为主料,辅以粉碎玉米秸秆、葡萄与枸杞枝条粉进行好氧发酵,按照原料特性,设置牛粪+玉米秸秆粉(T1)、牛粪+葡萄枝条粉(T2)、牛粪+枸杞枝条粉(T3)等3种配比,调节C/N为25:1,以商品基质(CK)为对照.通过自制全封闭旋转通气装置快速好氧发酵14d,获得发酵产物,作为黄瓜育苗与栽培的基质,探讨发酵产物对黄瓜育苗及幼苗生长发育的影响.结果表明:不同秸秆与牛粪共发酵产物均可提高基质的有机质、有效磷、速效钾,为幼苗生长提供充足的养分,同时提高了黄瓜的叶绿素含量、可溶性蛋白含量和根系活力,促进了幼苗的生长发育.     

枯草芽孢杆菌发酵上清液对玉米植株生长和养分吸收的影响

采用盆栽试验研究枯草芽孢杆菌发酵上清液冲施对玉米植株生长和养分吸收的影响。结果表明,不同用量上清液冲施均能明显地促进玉米生长,增加干物质累积量,促进植株对氮、磷、钾的吸收和利用。其中30 000 L/hm~2冲施处理表现最好,与对照相比,可使玉米株高增加10.9%,茎粗增加10.0%,叶绿素SPAD值增加29.2%,地上部干重增加27.4%,根系干重增加51.1%,玉米地上部氮、磷、钾含量增加15.1%、25.1%、32.9%;根系氮、磷、钾含量增加30.6%、38.4%和22.1%。由此可见,枯草芽孢杆菌发酵上清液在作物生长期内可以作为一种肥料进行冲施,既能促进作物生长,又能实现资源的再利用。     

辣椒枯萎病主要致病菌的分离鉴定及农用拮抗菌筛选

[目的]分离鉴定辣椒枯萎病主要致病菌,探寻能够有效抑制该致病菌的生防菌株.[方法]采用植物病害组织致病菌划线分离方法分离致病菌,经形态学以及ITS区域PCR检测,确定菌株属性,通过平板拮抗筛选,确定对该致病菌具有拮抗作用的农用生防菌株.[结果]初步鉴定该致病菌为尖孢镰刀(Fusarium oxysporum),将该致病菌与11株农用微生物芽孢杆菌和3株农用微生物木霉菌进行拮抗试验,发现枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、海洋芽孢杆菌(Bacillus marinus)、坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)6株芽孢杆菌对该致病菌拮抗效果明显,长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)与哈茨木霉(Trichoderma harzianum)2株木霉菌对该致病菌具有明显的拮抗效果.[结论]筛选到了8株能够有效抑制该病原菌的生防菌株,为以后研究生防肥料奠定了基础.     

腐解菌剂对玉米秸秆降解效果的研究

【目的】研究施用秸秆腐解菌剂对玉米秸秆的促分解效果、养分释放规律及土壤理化特性、养分含量、腐殖质组成和土壤酶活性的影响,为低温地区秸秆快速、高效腐熟以及有机废弃物合理利用提供理论依据和技术参考。【方法】以玉米秸秆作为供试材料,选用低温复合菌剂GF-20、中农绿康秸秆型有机物料腐熟剂(以下简称绿康菌剂)、世明生物发酵菌种(以下简称世明菌剂)作为试验菌剂,设置5个处理,分别为:对照1(CK),土壤+玉米秸秆+不施用菌剂;对照2(B),土壤+无玉米秸秆+不施用菌剂;GF,土壤+玉米秸秆+菌剂GF-20;LK,土壤+玉米秸秆+绿康菌剂;SM,土壤+玉米秸秆+世明菌剂,采用室内培养试验,在10℃黑暗条件下培养60d,测定不同处理玉米秸秆降解率、养分释放率以及土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量和腐殖质成分与土壤酶活性,最后对添加秸秆腐解菌剂后土壤酶活性与速效养分含量的相关性进行了分析。【结果】在10℃黑暗培养条件下,与CK相比,施用3种秸秆腐解菌剂后均在一定程度上促进了玉米秸秆的分解,加快了秸秆养分的释放,提高了土壤速效养分含量与土壤酶活性,其中以添加低温复合菌剂GF-20的效果最好。秸秆腐解60d后,处理GF的秸秆降解率达36.75%,较处理LK、SM和CK高出9.78%,9.92%和16.38%。处理GF明显提高了土壤酶活性,促进土壤物质转化,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为94.10,14.95和38.36mg/kg,明显高于其他处理;处理GF腐殖质碳含量为21.99g/kg,较其他处理增加1.76~3.68g/kg;处理GF的HI(胡敏酸与胡敏素含量比值)为1.43,较其他处理高0.14~0.45。相关性分析结果显示,添加秸秆腐解菌剂后,土壤酶活性与速效养分含量呈显著或者极显著相关。【结论】在10℃黑暗培养条件下,低温复合菌剂GF-20能更有效促进秸秆分解进程,加快玉米秸秆腐解速率及养分释放,提高土壤速效养分含量及酶活性。     

农业废弃物制备生物有机肥及其在小白菜栽培上的应用

为解决传统堆肥产品功能单一、肥效较低的问题,以玉米秸秆与牛粪混合物为载体,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和拟茎点霉B3(Phomopsis liquidambari B3)为接种微生物,采用二次接种发酵技术获得生物有机肥,并在田间栽培条件下评估其肥效。结果表明,玉米秸秆与牛粪混合堆肥过程中接种Bacillus subtilis和Phomopsis liquidambari B3可提高堆体最高温度,延长高温(50℃)持续时间,缩短堆肥腐熟时间,加快堆肥进程。与不接种菌剂的传统有机肥相比,接种功能微生物的生物有机肥总养分和有机质含量分别增加了21.1%和23.8%,细菌和真菌数量分别提高626%和160%。小白菜栽培试验结果表明,施用有机肥能显著促进小白菜的生长和提升其品质,接种功能微生物的生物有机肥效果最好,小白菜产量比不施肥对照增加了95.2%,比传统有机肥处理增加了43.2%,可溶性糖和维生素C含量最高。接种功能微生物能够促进玉米秸秆与牛粪混合物快速发酵,堆制的生物有机肥品质优于传统有机肥。     

厨余垃圾堆肥腐熟降解菌株的筛选与鉴定

本研究旨在筛选厨余垃圾高效腐熟降解菌.采用秸秆平板培养基、刚果红培养基进行菌株的初筛,利用秸秆降解试验、滤纸崩解试验以及酶活性的指标进行复筛.结果表明,通过初筛获得了5株降解菌,其中菌株Y 1、Y3的水解圈直径(H)与菌落直径(D)的比值(H/D)较大,分别为4.4、3.8,秸秆降解率分别达到42.50％、40.94％,而且2株菌株纤维素酶活性协同性较高.通过形态学和16S rDNA序列分析进行菌株种属的鉴定,菌株Y1、Y3均属于芽孢杆菌菌属(Bacillus),其中菌株Y1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株Y3为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).     

高效玉米秸秆降解复合菌系的筛选

为了促进玉米秸秆快速腐解还田,使秸秆资源能够在田间得到高效利用,减少环境污染,对实验室保藏的纤维素降解菌和木质素降解菌进行组合,以筛选高效降解玉米秸秆的微生物菌系,并通过玉米秸秆失重率、木质纤维素降解率评价该微生物菌系对玉米秸秆的降解效果。结果表明:由蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、少孢根霉(Rhizopus microsporus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiers)组成的复合菌系对玉米秸秆的降解效果最好,秸秆失重率为29.83%,纤维素降解率为56.14%、半纤维素降解率为47.98%、木质素降解率为42.18%。高效降解玉米秸秆复合菌系的筛选对解决秸秆还田,提高土壤肥力和作物产量具有重要的现实意义和经济意义,同时,也可解决环境污染,具有一定的社会和生态效益。