油菜秸秆降解菌群的筛选及降解特性研究

[目的]筛选降解油菜秸秆的最优菌群,并研究其降解特性。[方法]通过刚果红平板法、苯胺兰平板法及纤维素酶、木质素酶产酶试验考察了6个菌群的油菜秸秆降解能力。[结果]腐烂秸秆土菌群生长最快,具有最大的生长量,木质素酶活性最高,纤维素酶活性达到了924 U/ml。腐烂秸秆土菌群固态发酵降解油菜秸秆14 d,对油菜秸秆、纤维素、木质素降解率为71%、82%、53%。前12 d对油菜秸秆、纤维素、木质素的降解量分别占各自总降解量的86.05%、93.35%、93.15%。[结论]腐烂秸秆土菌群为降解油菜秸秆最优菌群,并且在降解的前12 d为高效降解阶段。     

生物质废弃物发酵过程中菌群多样性及秸秆降解菌的筛选

利用16s rRNA高通量测序技术研究了生物质废弃物玉米秸秆、畜禽粪便、活性污泥混合物在不同氧含量条件下发酵过程中微生物的群落特征变化,同时采用选择培养基筛选对秸秆具有降解能力的菌株,以寻找能在秸秆还田中具有较大应用潜力的菌种资源。高通量测序结果表明:在秸秆、畜禽粪便、污泥共发酵体系中,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)占据绝对优势,不同氧含量堆肥条件下发酵体系营养结构、微生物群落结构不同,氧含量较低的条件更有利于秸秆的降解。通过纯培养方式得到的目的菌株对玉米秸秆降解效率最高可达28.9%,初步被确定为厚壁菌门中芽孢杆菌属(Bacillus),进一步证明结合高通量测序结果快速选择生物质废弃物发酵体系中秸秆降解菌具有可行性。     

纤维素降解菌群筛选与降解活性分析

从富含腐殖质的土壤中筛选出9组纤维素分解能力强且性能稳定的纤维素复合菌群S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9。复合菌群的培养最适初始条件为pH6～8,温度50～60℃,静置培养3d,分别于24、48、72h测定羧甲基纤维素(CMC)酶活性,测得最高的3个CMC酶活性分别出现在S1的72h、S2的48h和S6的48h,其值分别为33.1、37.7、34.1U·mL-1。     

秸秆降解菌株的筛选、鉴定及生物学特性研究

为筛选优良秸秆降解菌株,解析不同菌株降解秸秆的生物学过程。本研究利用以秸秆为唯一碳源的筛选方法从土壤中获得3株具有秸秆降解能力的菌株yj1、yj2和yj3。根据8d的秸秆降解率确定菌株降解秸秆的最优温度和pH,并测定和比较参与秸秆降解的内切葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖酶、木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)的活性。结果表明:1)筛选得到的yj1、yj2和yj3菌株分别属于假单胞菌属、芽孢杆菌属和短杆菌属。2)3种菌株分别在最适温度37、30和37℃以及最适pH 8、8和7时培养8d后,秸秆降解率达到峰值,在偏碱性条件下菌株yj2的秸秆降解率为26.61%。3)菌株yj1和yj3无木聚糖酶的活性,但LiP、MnP和Lac酶活性较高。菌株yj2的6种酶均具有较高的活性,协同完成秸秆降解。因此,菌株yj2可以作为碱性土壤条件下秸秆降解的候选菌株。     

耐低温玉米秸秆降解菌群的优化及其效果

为适应中国东北地区年平均气温低、冻融频繁的气候特点,优化构建能在低温环境下高效降解秸秆的菌群,通过宏基因组测序分析原始耐低温秸秆降解菌群JZ5中鞘氨醇杆菌(Sphingobacter)、节杆菌(Arthrobacter)、黄杆菌(Flavobacterium)、地杆菌(Geobacter)、代尔夫特菌(Delfteia)和鞘氨醇单胞菌(Sphingosphinomonas)共6个菌属间的相关性,简化原始菌群JZ5组成。结果表明,优化后的菌群CJZ1、CJZ2在15 ℃培养12 d后,pH值相较初始值分别提高0.76和0.66,秸秆降解率较原始菌群分别提高0.47和0.25百分点,差异不显著;同时,CJZ1、CJZ2的漆酶、木质素过氧化物酶活性峰值显著下降,但纤维素酶活性峰值分别提高43.66%、37.99%,半纤维素酶活性峰值分别提高21.40%、12.91%,说明优化后的菌群玉米秸秆降解潜力显著升高。试验结果可为菌群的优化构建提供新的思路,并为低温环境下秸秆的高效降解提供优质菌群。     

陕北地区石油降解菌的筛选及菌群的构建

试验从延安市宝塔区川口乡和子长县两地的石油和被石油污染的土壤中,筛得CT-2、CY-1、ZT-1、ZT-2共4株对石油有高效降解能力的菌株,其中ZT-2对石油的降解能力最强,降解率达到78.16%;将这4株菌按不同比例组合成8组复合菌群,其中组合6对石油的降解能力最强,降解率可达84.83%。     

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。     

优势降解菌群生物强化修复石油污染土壤

通过单菌株的石油降解实验及GC—MS分析以4株降解菌构建成优势降解菌群投加到石油污染土壤进行生物强化修复,并以土壤呼吸作为评价生物活性的指标。结果表明,在40d的修复过程中,生物强化效率比自然修复提高了15．59％。影响生物修复效果的环境因素有温度、氮磷浓度、通氧量等。温度越高降解率越大,生物生长越活跃,在40℃翻土条件下的土壤修复率达到68．82％．比15℃同条件下的修复率高了25．88％;投加氮磷营养物质,增加土壤的通氧量也有利于生物生长,促进降解。     

玉米秸秆降解真菌的筛选鉴定

为筛选适宜的玉米秸秆纤维素降解菌株作为玉米秸秆腐熟菌剂菌株资源储备,通过采用腐殖玉米秸秆土壤微生物培养筛选、刚果红水解圈测试及酶活测定等多种方法的应用,筛选得到2株具有纤维降解能力的真菌1#菌株和2#菌株。经形态学和分子生物学鉴定,初步确定1#菌株为长枝木霉,2#菌株为聚多曲霉。真菌1#菌株和2#菌株在刚果红培养基上均呈现比生长圈大2倍的水解圈。2个菌株在液体、固体2种酶液发酵情况下均表现内切酶活较强（65.202～217.614 U/mL）,均高于外切酶活（55.398～85.322 U/mL）和滤纸酶活（46.074～141.366U/mL）,认为这2个菌株可作为玉米秸秆专用腐熟菌剂研发的储备菌株。     

大豆秸秆纤维素降解菌的筛选及鉴定

本研究结合刚果红初筛和产酶复筛两种筛选方法,分离出专效大豆秸秆纤维素降解菌,并将酶活较好的菌株进行复配组合,得到复合微生物菌系。该菌系羧甲基纤维素酶活为29334.3U/g,滤纸酶活为1269.3U/g。采用该复合菌系可以明显加速大豆秸秆中纤维素和半纤维的降解,其效果好于添加某市售菌剂处理(T1),与对照(CK1)相比,其降解率分别提高了52.49%和63.43%。     

不同施肥及秸秆还田方式对稻田土壤微生物区系的影响

不同施肥及秸秆还田方式对土壤微生物数量及分布有很大影响。从微生物总数看,秸秆翻埋处理JH3>常规处理JH1>秸秆全层还田处理JH2;分层施肥秸秆表面覆盖处理BH3>分层施肥保护性耕作处理BH1>干混施肥保护性耕作处理BH2。秸秆还田有利于土壤微生物数量的增加,其中秸秆全层还田对于微生物总数的增加不明显,但有利于耕作层土壤中放线菌数量的增加。保护性耕作和秸秆表面覆盖只进行土壤表层耕作造成了土层的"上富下贫",保护性耕作有利于土壤0～10cm土层内微生物数量的提高。     

Effects of Rice Straw Silicification and Characters of Extraction Biogenic Silicon on the Degradation of Fibrous Components in Rice Straw

Straw of seven rice varieties with early-, middle- and late maturity was collected from Huazhong Agricultural University in Hubei. A study was carried ont for rice straw in the aspects of the characters of straw silicification and extraction biogenic silica (EBSi), the relationship between characters of EBSi and kinetic characteristics of degradation of fibrous components in fistulated cows, as well as the effect of urea treatment on rice straw desilicification. Although total silica content (ADISi) in rice straw was similar, the efficiency of extraction biogenic silica (EEBSi) and cellulose in early varieties were significantly higher than those in middle (18.9% and 9.1%) and late ones (26.1% and 11.2%). The degradability of EBSi and cellulose of early varieties were higher than those of middle by 70.0% and 17.5%, and of late varieties by 47.8% and 23.7%, respectively. The in sacco degradability and in vitro VFA production of early varieties were also higher than those of middle by 14.5% and 19.0%, and late by 12.9% and 14.8%.Comparing the morphological fractions of the rice straws, EEBSi, cellulose content, and in vitro VFA production were different with the order of blade ＜ sheath ＜ stem. A significant correlation was found between the contents of EBSi and cellulose (r = 0.86), and the two contents were remarkably correlated with the potential straw degradability (a + b) by r = 0.90 and 0.84 respectively. Therefore, EBSi in rice straw was a main factor affecting the potential degradability of rice straw, rather than the ADISi of straw. Urea treatment improved rice straw degradability, degradation rate and potential degradability by 10.8%, 27.9%,and 10.1% respectively, compared to untreated straws.     

稻草硅化和溶解特性对稻草纤维降解率及其利用的影响

 对早、中、晚季７个水稻品种稻草的硅化特点、稻草硅的溶解特性与纤维各组成成分瘤胃降解率的关系以及尿素处理稻草的去硅化效果进行了研究。早、中、晚季稻草总硅含量相近，早稻稻草硅溶解率和纤维素含量分别显著高于中稻（１８．９％和９．１％）和晚稻（２６％和１１．２％），可溶性硅和纤维素的降解率也比中、晚稻稻草分别高７０．０％和１７．５％、４７．８％和２３．７％，稻草降解率和体外消化产生的挥发性脂肪酸比中、晚稻稻草分别提高１４．５％和１９．０％、１２．９％和１４．８％。稻草各形态部位的硅的溶解率、纤维素含量和体外消化产生的挥发性脂肪酸均为叶＜鞘＜茎。稻草的可溶性硅与纤维素含量呈显著协相关（ｒ＝０．８６），而可溶性硅和纤维素与稻草潜在降解率（ａ＋ｂ）的协相关分别为ｒ＝０．９０，ｒ＝０．８４。因此，稻草硅的溶解特性是影响稻草潜在降解率的主要因素，而不是稻草的总硅含量。用尿素处理稻草，能使稻草降解率、降解速率、潜在降解率分别提高１０．８％、２７．９％、１０．１％。     

秸秆微生物降解机理研究

针对微生物降解秸秆的机理研究,系统性综述了秸秆微生物降解机理研究的一些进展.秸秆堆肥要经历矿质化和腐殖化两个阶段,研究了在秸秆堆肥各个阶段秸秆降解情况.论述了秸秆纤维素结构和纤维素酶降解机理,简要阐述了纤维素降解菌的种类.简要介绍了秸秆堆肥过程中微生物群落变化,研究了影响农作物秸秆微生物降解的因素,探讨了降解过程中温度、C/N、含水量、氧含量、有机质含量合适的范围.     

家畜粪便好氧堆肥中主要微生物类群分析

以牛粪、猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,添加不同调理剂,在自制的强制通风静态垛堆肥反应器中进行堆肥试验,研究不同处理的微生物变化规律。各处理在堆肥过程中的微生物总数呈波浪型的变化,其中细菌的数量变化类似于微生物总数的变化;真菌的数量变化呈现一条类似于"W"型曲线;放线菌一直呈下降趋势。牛粪和猪粪处理分别添加果园粘土和炉渣对堆肥过程中的微生物影响大,添加果园粘土能够增加微生物总数。堆肥处理中细菌是优势种群,Bacillus sp.和Aspergillus sp.是优势种。家畜粪便的粪大肠菌值在堆肥末期第39天以后达到GB规定的标准。     

我国秸秆资源利用及其木质素降解特性

介绍了我国的秸秆资源状况,阐述了秸秆的利用现状及其存在的主要问题,分析了影响秸秆资源合理有效利用的关键技术,综述了秸秆木质素的降解特性,展望了秸秆高效利用技术研究的发展趋势。     

生态脆弱区土地退化与自然因子的耦合关系

以吉林省西部为例,探讨土地退化与环境自然因子的耦合关系;利用ArcGIS9.2的空间分析模块,通过空间插值、统计分析、多因素叠置分析等多种空间分析方法,分析了地下水分布、地貌特征和土壤类型等几种主要的自然因子空间分布的差异及其对土地退化的影响方式、程度和范围。     

铧式犁耕翻及覆盖直立秸杆过程的研究

研究了几种作物收获后秸秆在田间的分布情况，分析犁耕翻作业时土垡翻转及覆盖秸秆的过程，结果表明当秸秆高度大于366mm，作业时将不能完全覆盖秸秆，而必须采取有效措施。     

混合菌剂配施保水剂对秸秆降解效果的研究

[目的]研究保水剂配施混合菌剂降解秸秆的影响。[方法]以粉碎的玉米秸秆为原料,以实验室现有菌株(GD-11、东北农大菌株35DR4-1、纤维素降解真菌CF-C1、产表面活性剂细菌C3-6、木质素降解菌LF-W7)筛选最优复合菌剂,施入不同种类不同梯度的保水剂(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、壳聚糖和海藻酸钠),测定其降解率、活菌数、还原糖、酶活力。[结果]添加壳聚糖0～0.067%秸秆的降解率由7.17%上升至9.12%。[结论]壳聚糖对菌剂降解微生物有显著促进作用,海藻酸钠对菌剂降解微生物有显著抑制作用。     

秸秆生产乙醇的预处理方法分析

对现有秸秆预处理技术进行分析和对比,认为蒸汽爆破和生物方法对秸秆进行预处理较为经济和可行,是未来发展的方向。其中,蒸汽爆破法较适合当前纤维素乙醇的产业化发展要求。