利用小麦秸秆生产木霉分生孢子及其生物有机肥对黄瓜的促生效果

【目的】木霉是重要的植物根际促生功能菌,然而木霉类生物肥料生产的应用基础研究很薄弱。本研究以小麦秸秆为发酵基质,探究哈茨木霉T-E5产分生孢子的固体发酵工艺条件,并验证发酵物作为生物有机肥的促生效果。【方法】在实验室条件下,以小麦秸秆为固体发酵基质,研究固体发酵的不同发酵方式,温度、酸浓度、酸种类、接种量、含水量、外加碳源和氮源等单因子条件下的产孢量;再利用正交试验设计,研究温度、酸浓度、含水量、接种量、外加氮源和碳源的发酵条件优化。利用两季温室盆栽试验测定包括施用化肥、有机肥、发酵物和不同肥料组合的5个不同施肥处理的黄瓜地上部生物量、株高和叶面积。采用稀释涂布法测定黄瓜盆栽根际土中总真菌数量和木霉菌数量。【结果】单因素条件优化:基质用稀硝酸 (0.1 mol/L) 调节酸度值后接种3%(v/w) 的1 × 107个/mL的T-E5孢子液,调节水分使初始含水量达到75%;在此条件下,添加尿素和玉米粉,在28℃下发酵培养8天,最大产孢量可达到8.87 × 109个/g。通过正交优化,每10 g小麦秸秆,加入调节酸度值的0.05 mol/L硝酸18.3 mL,含水量70%(湿基),接种量9%,添加尿素的量为1%,30℃浅盘培养8天,产孢量达到1.1 × 1010个/g。第1季盆栽试验结果表明,与单施化肥处理 (CCK) 相比,发酵产物与化肥配施 (CT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高14.97%、16.75%和14.64%;与单施有机肥处理 (OCK) 相比,发酵产物与有机肥配施 (OT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高10.62%、26.06%和9.53%。第2季盆栽也有类似的促生效果,与CCK相比,CT使上述指标分别提高12.83%、11.49%和26.93%;与OCK相比,OT使上述指标分别提高5.96%、34.29%和18.01%。两季盆栽添加木霉发酵物的处理中根际土总真菌数和木霉菌数量相比CCK、OCK和不施肥照 (CK) 均增加1个数量级以上。【结论】以小麦秸秆为主要原料,采用固体发酵工艺可生产高分生孢子含量的哈茨木霉菌剂及其生物有机肥,表明利用农业废弃物生产高附加值的木霉菌剂及其生物有机肥具有可行性。但木霉孢子数量主要受发酵条件影响,今后应在中试和工厂化生产水平进一步研究木霉孢子固体发酵的工艺参数。     

不同傅里叶变换红外光谱法研究土壤光谱特征的比较与应用

为了将傅里叶变换红外光谱技术更好地应用于土壤中官能团的定量分析,通过比较3种不同傅里叶变换技术下土壤特征吸收峰的差异,来选取最佳的光谱技术应用于土壤的相关研究。采用透射(T-FTIR)、衰减全反射(ATR-FTIR)和漫反射(DR-FTIR)3种光谱技术分别对有机物(苯甲酸、硬脂酸)和土壤(辽东栎)进行了分析。并将辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合,使用T-FTIR和DR-FTIR对混合土样进行光谱测定,用于定量分析研究。结果表明:(1)有机物样品在3种光谱技术中均出现特征吸收峰,苯甲酸在1 600～1 400 cm^-1出现苯环C=C骨架特征峰,硬脂酸在2 900～2 800 cm^-1显现甲基的特征峰。有机物中羧酸-COOH内羰基-C=O在1 720～1 680 cm^-1出现伸缩振动吸收峰,羟基-OH分别在1 430～1 410 cm^-1,940～930 cm^-1附近出现面内和面外弯曲振动吸收峰。有机物在T-FTIR技术中需要用溴化钾(KBr)对其稀释。(2)辽东栎土壤样品在T-FTIR和DR-FTIR技术测试中发现,其土壤谱图中有较多有效特征吸收峰,土壤样品在T-FTIR技术中也需要用KBr进行稀释并使样品均匀的分布在锭片中; 而ATR-FTIR技术测试中仅出现个别有效特征吸收峰,不利于对土壤谱图鉴别与进一步分析。(3)辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合的测试结果表明:T-FTIR和DR-FTIR技术测试中质量分数与峰面积比呈正相关,线性拟合分别为R²=0.70和R²=0.88。土壤在3种不同红外技术中,DR-FTIR光谱具有较好的土壤特征吸收峰,对土壤样品可以不用KBr稀释。测试步骤简单易操作,可用于土壤样品定量分析研究。