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。     

高温木质素降解菌Geobacillus caldoxylosilyticus J16的筛选及其产酶发酵性质研究

从张家界、白云山采集到的朽木及落叶中,经分离、纯化后,获得了一株高温木质素降解菌,命名为地芽孢杆菌（Geobacillus caldoxylosilyticus J16）,此菌嗜热,耐高温,只降解木质素且不降解纤维素,对造纸业和可再生能源产业具有重要意义。本文通过对木质素中两种酶木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶活性的研究,确定了木质素过氧化物酶的最适温度为65℃,最适PH为4,在55℃至70℃之间时酶活力较其他温度高且较稳定;锰过氧化物酶最是温度为60℃,最适pH为3在温度为55℃至65℃之间时,活力较其他温度高。作者发酵了黄豆杆、玉米杆、芝麻杆、油菜杆、锯末、小麦杆这六种农业废弃物,通过发酵前后的比较,说明了J16菌株对木质素降解的最大减少量为7.5%。上述数据显示此菌可以应用于废弃秸秆的处理和造纸厂污水的处理,对环保有重要意义.     

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。     

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.     

低温秸秆降解菌的研究进展

秸秆原位还田是提高秸秆的综合利用率、培肥改土、提高土壤肥力的有效方法之一,已经成为持续农业和生态农业的重要内容,具有十分重要的作用。但是秸秆进入土壤之后,腐解缓慢,很难得到广泛的推广,因此通过开发秸秆降解菌加快秸秆纤维素的降解速度提高秸秆腐解效率成为秸秆还田技术的关键。本文对低温微生物、低温秸秆降解菌、以及施加菌剂对土壤养分、土壤酶活及微生物多样性的影响的研究现状进行了概述。     

秸秆降解菌对秸秆降解率、土壤理化性质及酶活性的影响

为了解决北方低温地区秸秆难以降解的问题,应用秸秆降解菌剂对秸秆进行快速分解,起到有效利用秸秆资源和提高土壤肥力的作用。通过模拟秸秆还田的培养试验和室内分析相结合的方法,研究对比了3种不同秸秆降解菌在不同培养阶段对玉米秸秆的降解效果以及对土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明,添加降解菌能够加快秸秆降解,尤其是施加混合菌剂的处理,在培养100 d时降解率达到了86%,明显高于无菌处理;同时,施入秸秆降解菌显著提高了土壤酶活性,其中脲酶活性的提高最为明显,在培养末期,低温菌剂、常温菌剂和混合菌剂处理的土壤脲酶活性分别是培养初期的1. 2,1. 3,1. 7倍;随着培养时间的延长,过氧化氢酶、转化酶、酸性磷酸酶和纤维素酶的活性均有不同程度的提高,且各个处理的酶活性均显著高于空白对照CK和无菌对照S;各个处理中土壤碱解氮、速效磷、有机质、速效钾、硝态氮、铵态氮含量和pH值随着培养天数的增加均呈现出稳定上升趋势。因此,低温条件下秸秆还田配施降解菌可以明显提高玉米秸秆降解率、改善土壤理化性质和酶活性。     

一株纤维素降解菌的筛选与鉴定

为了解决玉米秸秆降解率低下问题,本研究从以氨基酸尾液为氮源的自然发酵堆肥中筛选稳定的纤维素降解菌,为制备高效的秸秆腐熟剂奠定基础。采用刚果红染色法进行初筛、采用纤维素酶活测定及玉米秸秆降解率测定来进行复筛,并通过形态学及分子生物学方法对高效降解菌株进行鉴定。结果表明筛选得到一株高效降解纤维素的菌株SC2,其滤纸酶活、内切葡聚糖酶活、外切葡聚糖酶活和β-葡聚糖苷酶活分别为17.70、58.97、16.85和79.26 U/mL,对玉米秸秆的降解率达到33.07%,根据其菌落特征、产孢结构、孢子形态及ITS序列鉴定SC2为黑曲霉(Aspergillus niger)。菌株SC2具有较好的纤维素降解能力,能够有效的促进秸秆的降解,可以用于制备玉米秸秆腐熟剂。     

高效玉米秸秆降解菌复合系的构建

依据秸秆降解所需的酶系及微生物之间的协调性,通过增加菌种多样性,实现秸秆降解菌剂的高效稳定;首先采用驯化和分离纯化的方法,得到不同的天然菌群和单菌株,然后将其进行有效的组配和限制性继代培养,以构建秸秆降解复合菌剂。结果表明,通过单菌种组配,得到由纤维素降解菌Y11-4和X2、木质素降解菌L3、酵母菌J6组成的秸秆降解率最高的菌种组合:Y11-4+X2+L3+J6。以秸秆为唯一碳源进行限制性继代培养,依据pH恒定,得到5种分别来自腐烂秸秆、森林土、菜园土、竹林土及麦田土的驯化系。通过菌系组配,得到了一个来源于森林土、竹林土和腐烂秸秆的驯化系组合,其秸秆降解率为38.3%。进一步将驯化系组合与单菌株组合复配并限制性继代培养,得到的秸秆降解复合菌剂在14天内秸秆降解率达到45.7%。结果表明,通过增加菌种多样性和继代培养构建秸秆降解复合菌剂是行之有效的方法。     

低温秸秆降解真菌的筛选及在秸秆还田中的应用

旨在针对黄淮海北部小麦-玉米一年两熟区的气候特点,进行低温秸秆降解真菌的筛选及其应用效果研究。以纤维素钠-刚果红培养基、秸秆液体培养基为筛选培养基,在16℃培养温度下进行秸秆降解真菌的筛选;采用形态学和分子生物学相结合的方法进行菌株鉴定;用沙袋法和田间小区试验法测定菌株的秸秆降解能力。筛选获得一株低温秸秆降解真菌SDF-31,该菌株为长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)。该菌株接种15天时和45天时的秸秆降解率分别为43.89%和56.73%,显著高于常温秸秆降解菌剂和空白对照。SDF-31处理的秸秆原有纤维结构高度破环、产生大量纤维碎片,且土壤全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等指标都显著高于常温降解菌剂和空白对照,其中速效钾和碱解氮的含量分别比常温秸秆降解菌剂提高17.00%和5.12%,比空白对照分别提高25.53%和15.09%。筛选获得一株具有低温秸秆降解作用的长枝木霉(T. longibrachiatum) SDF-31,为黄淮海北部秋冬季节玉米秸秆还田提供菌株资源。     

海南近海石油降解菌的筛选、鉴定及降解性能

为筛选出适应海南海洋环境的高效石油降解菌,以柴油为唯一碳源,通过分离、初筛和复筛,从石油长期污染的海南近海海水中分离出1株高效的石油降解菌株X10,经16S r DNA序列分析,该菌株被鉴定为无色菌,其对柴油的降解率为69.39%。同时,研究分析不同p H值、温度、初始接种量、外加碳源对菌株柴油降解能力的影响。结果表明,在试验条件下,菌株X10在初始p H 6.0时降解效果最好,且该菌p H值适应范围较广,偏酸或偏碱的环境下该菌对柴油的降解效果均较好;培养温度对菌株石油降解率的影响较大,最佳温度为30℃,降解率达67.94%;最佳接种量为5%;添加外加碳源葡萄糖、乳糖、甘露醇对柴油降解率均有提高,但3种外加碳源间差异不显著。     

高效秸秆分解菌复合系的筛选构建及性能分析

为将筛选得到的2株高产纤维素酶真菌菌株和2株高产木质素酶白腐菌菌株进行不同组配,构建出能够高效降解秸秆的复合菌系。通过测定各种组合所产的纤维素酶活和木质素酶活,根据所产酶活性的高低筛选出具有协同功能的最佳复合菌系,并研究不同pH对最佳复合菌系产酶活活性的影响。结果表明：最佳的复合菌系为球孢枝孢菌GC2-2、香菇939、毛木耳916-1,其配比组成为1:2:2,该组合所产酶活具有宽泛的pH耐受性,在偏碱性和偏酸性条件下表现出较高的酶活力。该组合具有较全面的酶学特性,这一研究工作为今后农业秸秆废弃物的应用研究奠定了一定的基础。     

秸秆配施外源蛋白酶效应研究

为探讨提高土壤中秸秆发酵效率的新途径，本试验采用盆栽方法研究了秸秆配施外源蛋白酶对土壤速效养分、有机质、pH值以及后季作物生长的影响。结果表明，整个种植期内，秸秆施酶处理土壤速效氮、磷、钾及有机质含量都高于不施酶处理，小麦收获时，施酶处理速效氮、磷、钾及有机质含量分别高出不施酶处理0．74-1．74mg／kg，0．53—1．33mg／kg，3．90—6．57mg／kg，0．07—0．13g／kg；盆栽小麦叶绿素含量、根系活力、株高和于物质含量都比不施酶处理有所提高，子粒产量比对照提高19．84％～34．11％。可见，秸秆配施外源蛋白酶可以提高土壤肥力并且促进后季作物毕长。     

稻草还田对红壤性水稻土肥力的影响

通过对稻草还田的长期（10年以上）定位试验研究表明,稻草还田后土壤有机质和有机无机复合体数量提高了,土壤主要物理性质与结构得到进一步改善,土壤速效钾、速效磷、有效磷、全氮含量也都有比较大的提高,土壤酶活性增强,生产力提高,水稻增产。稻草直接还田模式省工增效,目前生产上利用比较多,但也存在稻茬影响农民田间作业,腐解产生有机酸、微生物与秧苗争肥,传播病害等缺点,稻草堆沤还田可有效解决以上问题,但堆沤时要占场地,花工比较大,且这两种还田模式都没有充分利用稻草中的粗蛋白和生物质能,所以稻草利用应该向物质循环利用、能量多级转换模式转变。     

食用菌共培养选择性降解稻壳木质素研究

通过对食用菌菌株进行变色圈试验和稻壳降解试验,筛选出2株选择性降解木质素的理想菌株P4(平菇四季大白)和X2206(香菇2206)。拮抗反应试验表明,这2株菌无拮抗反应,可共同培养。经正交试验分析,确定菌联合降解稻壳木质素的最佳选择性条件:CaCl2和(NH4)2SO4的质量分数分别为0.048%和0.18%,吐温80的质量分数为0.05%。     

沙地云杉内生真菌拮抗菌株的筛选及鉴定

从194株沙地云杉内生真菌中筛选出对8种植物病原物具有拮抗效果的沙地云杉内生真菌。本研究初筛采用皿内对峙法筛选,复筛采用打孔法筛选。两种方法相结合筛选出了对8种植物病原真菌具有拮抗效果的沙地云杉内生真菌。初筛后具有25株沙地云杉内生真菌对8种植物病原真菌有抑制作用。复筛后具有4株沙地云杉内生真菌对8种植物病原真菌均有抑制效果。本研究通过以上两种筛选方法筛选出具有拮抗作用的沙地云杉内生真菌,为下一步深入研究代谢产物奠定了基础。     

大豆根际溶磷真菌的筛选、复配及包埋固定化回用效果

为获得具高效溶磷能力的溶磷真菌,本研究从大豆根际土壤中分离筛选出5株具有溶解Ca3(PO4)2、AlPO4、FePO4及磷矿粉能力的高效菌株,分别命名为Z2、Z3、Z8、T4和Y2,分析了其对不同磷源的溶解能力,复配了最优溶磷组合同时评价了最优组合固定化回用的效果。结果表明:菌株Z2为黄色蓝状菌(Talaromyces flavus),Z3为绳状篮状菌(Talaromyces funiculosus),Z8为黑曲霉(Aspergilus niger),T4为嗜松蓝状菌(Talaromyces pinophilus),Y2为糙刺蓝状菌(Talaromyces trachyspermus)。培养11 d内,Z2、Z3、Z8、T4及Y2对Ca3(PO4)2的最大溶磷量分别为610.51 mg/mL、674.39 mg/mL、687.10 mg/mL、667.06 mg/mL和629.08 mg/m L,对Al PO4的最大溶磷量分别为485.76 mg/mL、505.59 mg/mL、559.72 mg/m L、495.97 mg/mL和540.02 mg/mL,对FePO4的最大溶磷量分别为504.60 mg/mL、511.57 mg/m L、553.21 mg/mL、508.23 mg/m L和520.42 mg/mL以及对磷矿粉的最大溶磷量分别为139.78mg/mL、135.31mg/mL、159.03mg/mL、154.61mg/m L和154.43mg/mL。溶磷过程中,溶磷量与pH值呈现极显著的负相关性,并测得5株真菌释放有机酸含量分别为228.6 mL/L、91.5 mL/L、7 254.1 mL/L、314.4 mL/L和284.6 mL/L。对无拮抗反应的菌株进行随机复配组合,发现菌株Z3、Z8和Y2组成的复配组合溶磷能力最强,其对Ca3(PO4)2溶磷量高达779.94 mg/m L。最优复配组合包埋固定回用至土壤后,土壤中有效磷含量得到明显提升,最高效磷含量可增长至113.5 mg/kg,增长率为127.3%。本研究为微生物溶磷菌肥的开发提供菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据。     

石油降解混合菌剂的筛选及降解条件研究

为了获得石油高效降解混合菌剂及优化的降解条件,从油污土壤、含油废水及原油中经富集驯化分离得到细菌68株、真菌15株,放线菌6株;将所分离的菌株通过初筛、复筛及两两混合拮抗实验,筛选得到Y-4与Y-12及Y-4与Y-37两组石油高效降解混合菌剂,其对石油的降解率均超过60%。同时研究了不同的初始条件对各混合菌剂降解率的影响。结果表明,Y-4与Y-12组合在初始pH 8.0、转速160 r/min、种子液以1:1接种0.5 mL、30~35℃培养7天,Y-4与Y-37组合在初始pH 7.5、转速130~160 r/min、种子液以1:1接种0.5 mL、35℃培养7天,加入的初始原油量越少,基质营养越丰富,其降解率越高。通过实验可知,在适宜的条件下2种混合菌剂的降解率均较高,并且混合菌剂对石油的降解率要高于单菌剂。     

天然小麦穗发芽抑制剂—YSR的筛选

对7个不同小麦品种（系）成熟植株颖壳、穗轴、叶片和茎秆以及17种其他植物源小麦穗发芽抑制物质进行了筛选。结果表明,这四种器官均含有发芽抑制物质,但其抑制作用普遍较小。从其他植物源中筛选出对小麦籽粒发芽抑制效果显著、作用迅速而持久的天然抑制物质YSR。YSR对抑制籽粒发芽的适宜浓度为240g /l,适宜浸提时间为1d,抑制效果不存在与小麦品种间的互作。     

植物源小麦籽粒发芽抑制物质筛选

以5种植物为材料提取穗发芽抑制物质对小麦籽粒发芽抑制效应进行了筛选.结果表明,提取物中均含有发芽抑制物质,其中M 3是对小麦籽粒发芽抑制效果显著、作用迅速而持久的天然抑制物质,对种子发芽抑制率达到85%以上,且抑制效果不存在与小麦品种间的互作.