农业废弃物静态高温堆腐过程中的生物化学变化

 以养鸡场鸡粪、小麦秸秆为原料，在静态通气条件下研究了堆腐过程中有机物料温度、微生物及酶活性变化。结果表明，发酵罐底部有机物料温度较低，中上部较高；罐内有机物料在7～8 h可以从环境温度上升到50℃，并在50℃以上持续198～483 h。持续高温时间符合消灭病原微生物标准。有机物料温度处于55℃左右的高温阶段，纤维素酶活性[0.457 mg glucose /(g·24h)]和蔗糖酶活性[87.836 mg glucose/(g·24h)]最高，脱氢酶和脲酶活性分别达到高峰值21.62 μl H＋/(g·24h) 和0.932 mg NH3/(g·24h)。堆腐后期降温阶段，多酚氧化酶活性达到最高值6.23 mg gallicin/(g·2h)。细菌和放线菌数在堆肥2 d达到高峰值，分别为2.51×1012 CFU/g和3.68×108 CFU/g，之后缓慢下降；放线菌数变化较平缓。真菌数在堆腐开始较高，随着堆体温度上升而下降；堆腐后期随着温度下降而缓慢上升。整个堆腐过程中，真菌数一直较低，而细菌和放线菌相对较高。     

农业废弃物堆腐过程中氧化还原酶活性的变化

【目的】从酶学角度揭示好氧发酵的生物机理。【方法】选择在目前我国数量多、分布广的有机固体废弃物鸡粪和小麦秸秆及花椒籽粕为主要材料,采用堆腐装置,以未添加复合微生物菌剂作为对照(CK),研究复合微生物菌剂(加菌剂处理)对农业废弃物静态高温堆腐过程中氧化还原酶(过氧化氢酶、脱氢酶和多酚氧化酶)活性的影响。【结果】加菌剂处理和CK的过氧化氢酶活性分别在堆腐3和4 d达到峰值(1 705和1 697 mL/g);加菌剂处理和CK的脱氢酶活性分别在堆腐10和12 d达最大值(8.39和6.57μL/g);加菌剂处理和CK的多酚氧化酶活性分别在堆腐18和32 d达峰值(7.33和6.65 mg/g)。从堆腐的整个过程看,随着堆腐时间的延长,加菌剂处理的过氧化氢酶、脱氢酶和多酚氧化酶活性上升较快,而且这3种酶活性的最大值均比CK高。【结论】添加复合微生物菌剂可以提高堆腐过程中氧化还原酶活性,使酶活性峰值出现的时间提前,对堆腐过程中的物质分解具有促进作用。     

玉米秸秆静态堆腐期间电导率及水解酶活性变化

在静态通气条件下,以玉米秸秆为原料,研究了接种复合微生物菌剂后,玉米秸秆高温堆腐过程堆体电导率和水解酶活性的变化.结果表明:接菌处理和不接菌处理(CK)整个堆腐过程总的电导率值分别为26.59和23.26 ms·cm-1.整个堆腐过程添加菌剂处理的脲酶活性和蔗糖酶活性极显著高于CK,两个处理间蛋白酶活性差异不显著.相关性分析表明,温度与脲酶活性呈显著性正相关,电导率值与脲酶活性和蔗糖酶活性呈极显著性负相关,且脲酶活性与蔗糖酶活性呈极显著性正相关.蛋白酶与温度、电导率值、脲酶和蔗糖酶活性相关性不显著.     

微生物及胡敏酸E4/E6值在农业废弃物静态高温腐解中的变化

以养鸡场鸡粪、小麦秸秆为原料,在静态通气条件下,研究了堆腐过程有机物料微生物、胡敏酸 E4／E6值、电导率及pH的变化。结果表明,加入微生物菌剂堆腐,细菌和放线菌数在堆腐第2天达到高峰,分别为 2．51×1012和3．68×108g-1,之后均缓慢下降,但放线菌数的变化较为平缓;真菌数在堆腐开始时较高(7．58×108 g1),之后随着堆体温度上升而下降,堆腐后期随温度下降而缓慢上升;整个堆腐过程中,真菌数一直较低,而细菌 和放线菌数量相对较高。未加菌剂的堆腐处理,细菌数于第4天达到高峰值5．01×1010g-1,放线菌数在第3天达到 高峰值1．44×108g-1,真菌数在第2天达到高峰值5．01×107g 1。与对照相比,加入微生物菌剂堆腐的pH值相对 较低,变化幅度较小;加入微生物菌剂堆腐处理的EC值较高,堆腐30 d后E4／E6值为1．57-1．68,而CK处理的 E4／E6值为2．16-2．41,表明加入菌剂能促进腐殖质的缩合和芳构化。     

添加木质素降解菌对堆肥中酶活性的影响

以奶牛粪便和稻草为堆腐材料,采用静态好氧堆肥的方式研究接种木质素降解菌对堆肥过程中的温度、pH等理化性质以及木质素降解酶活性动态变化的特征,从生物酶学角度考察人工接入外源菌剂对堆肥的影响。结果表明,接菌后的堆肥处理较CK早2 d进入高温期,并且维持时间多于CK 12 d。发酵前8 d pH值的上升幅度大且高于CK,而且接种处理比对照的C/N提前5 d达到20∶1,提早达到腐熟指标,加快堆肥腐熟化进程。堆肥中酶活分析结果表明,加入菌剂后,β-葡萄糖苷水解酶在堆置第6 d达到第一个峰值14.7μmol,较CK早6 d;羧甲基纤维素钠酶在第12 d达到峰值3 270 U,同比CK高出1 220 U;漆酶酶活峰值高达93.5U,而CK峰值只有82.8 U;锰过氧化物酶进入高温期后酶活最高为75.25 U,CK最高为54.8 U。由此可见,加入微生物菌剂后可使相关酶活性提高并提高堆体温度,加快堆肥腐熟,加速堆料中各种有机质的降解,提高微生物对底物的利用,从而提高好氧堆肥的效率。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂(接种菌剂处理)和不加菌剂(对照处理)堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系.结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平.接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8 d.供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗精酶活性的最高值分别为87.84、81.3和86.8 mg·(g·d)-1,对照处理分别为62.9、60.9和63.79 mg·(g·d)-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8 d,牛粪加菌剂较对照早4 d出现.整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关.     

接种菌剂对堆肥微生物数量和酶活性的影响

以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,研究接种外源菌剂对堆肥中微生物数量和酶活变化的影响,为微生物菌剂的应用和堆肥工艺的改进提供依据.结果表明,加菌处理微生物数量高于CK处理.堆肥巾酶活分析结果表明,各类酶活变化趋势有所不同.其中过氧化氢酶是由低到高的趋势,堆肥中加入外源菌剂对过氧化氢酶活性没有影响,加菌和CK处理最终活性为原始值的2倍以上;脲酶和纤维素酶的变化趋势都是先升高,再降低.加菌和CK处理脲酶活性峰值分别为37.38和30.17 mgNH3N·g-1·24 h-1;纤维素酶活性峰值分别是51.84和30.62 μg·min-1,外源菌剂对二者酶活性均有明显提高.转化酶也是由高到低的变化趋势,但出现两个波峰.加菌处理转化酶活性峰值分别在第3和第14 d出现,峰值为14.20和21.70 mg葡萄糖·g-1·24 h-1;CK处理出现在第3和第21 d,其峰值分别为11.77和20.71 mg葡萄糖·g-1·24 h-1.外源菌剂不仅可提高转化酶活性,还可以使其提前到达峰值.多酚氧化酶与其他酶有较大差别,它是降低-升高-降低的趋势.加菌和CK处理多酚氧化酶活性峰值分别为36.30和47.55 mg没食子素·g-1·3h-1.以上结果表明,在好氧堆肥中接种外源菌剂可以加快堆肥中有机质分解和转化,促进腐熟.     

氧化还原类酶活性在小麦秸秆静态高温堆肥过程中的变化

选取小麦秸秆为试验材料,采取发酵罐处理方法,在静态通气条件下研究了堆腐过程中堆体温度变化、氧化还原类酶活性变化、温度与酶活性变化的关系、不同酶活性之间的关系.结果表明:(1)添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理(CK)升温快、温度高、高温持续时间长;添加微生物菌剂处理堆体温度第2 d上升到50℃以上,第3 d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3 d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5 d.(2)过氧化氢酶活性初期较低,中期迅速升高,并维持在较高水平,堆肥第10 d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氧酶活性明显高于CK;添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥前期和后期高于CK,说明添加菌剂可加速木质素的降解及其产物的转化;添加菌剂处理的脱氢酶活性在堆肥中期显著高于CK;添加菌剂处理的过氧化物酶从堆肥第12 d到堆肥结束活性均高于CK的过氧化物酶活性,表明添加微生物菌剂可促进物质的氧化.(3)脱氢酶活性和过氧化物酶活性在堆肥中期达到最高值,两者变化趋势相同;过氧化氢酶活性、脱氢酶活性、过氧化物酶活性在堆腐后期比较稳定,多酚氧化酶活性堆腐后期呈增长趋势.     

微生物菌剂对玉米秸秆堆腐发酵过程的影响

采用槽式堆料发酵的方式，以玉米秸秆为研究对象，牛粪为氮源，探讨接种不同微生物菌剂对玉米秸秆堆腐发酵过程的影响。结果表明，接种微生物菌剂有利于促进玉米秸秆堆体温度的迅速升高，其中T1(有机肥发酵剂)和T2(菌剂A)处理的最高温度分别可达71.1和70.1℃;除对照T0(未使用菌剂)处理随时间推移pH呈逐渐增大的趋势，添加微生物菌剂的处理pH均呈先增大后减小的趋势；各处理EC值均呈先增大后降低的趋势，与初始值相比，在堆腐发酵60 d时，T1处理EC值降低最多，可达40.4%;各处理堆料的E4/E6值变化趋势较为一致，均呈先增大后降低的趋势，在堆腐60 d时，接种微生物菌剂的处理显著低于对照处理；不同处理的发芽指数(GI)均呈先逐渐增大后趋于稳定的趋势，在堆腐60 d时，T1和T2处理GI均超过90%,筛选出2个适宜宁夏地区玉米秸秆腐熟发酵的菌剂。     

微生物菌剂对牛粪堆肥中酶活性的影响

【目的】明确牛粪堆肥接种菌剂后在高温好氧堆肥过程中几种酶活性的动态变化,通过酶学角度揭示高温好氧堆肥的生物化学机理,为堆肥腐熟综合评价指标体系及腐熟阈值的制定提供科学依据.【方法】以牛粪为堆肥原料,通过接种两种微生物菌剂处理,分析高温堆肥堆体温度与酶活性的变化特征.【结果】接种菌剂有效地增加了堆肥温度,延长了高温期,且使脲酶、纤维素酶、蛋白酶活性水平与峰值得到明显提高.堆肥过程中过氧化氢酶与脲酶活性变化基本一致,后期高于前中期.多酚氧化酶活性呈不断下降并逐步稳定的趋势.堆肥前期纤维素酶出现峰值,不接种菌剂的处理(CK)蛋白酶活性中后期稳定升高.【结论】接种菌剂纤维素酶活性与堆肥温度呈极显著负相关性(P0.01);多酚氧化酶两者则呈显著正相关性(P0.05).接种菌剂2对过氧化氢酶、脲酶活性与堆体温度于不同阶段表现出显著(或极显著)相关性.CK的蛋白酶活性与堆体温度有极显著负相关性(P0.01),表明酶活性大小可作为牛粪堆肥过程中腐熟程度的生化评定指标.     

嗜热侧孢霉生物学特性及其液体发酵研究

嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)是一种嗜热丝状真菌,具有分解纤维素的特性.固体PDA培养条件下进行形态观察表明,所采用的嗜热侧孢霉菌株,菌丝丛枝状、有隔,分生孢子浅褐色,顶生或侧生.利用ITS序列进行分子分类发现嗜热侧孢霉与嗜热革节孢(Scytalidium thermophilium)及特异腐质霉(Humicola insolens)2种嗜热菌相距最近.嗜热侧孢霉的生长pH值范围较宽,在初始pH值4.0-12.0的PDA平板上均可生长,以4.0-8.0时生长较好.以还原糖含量变化和蔗渣减少量为指标,以蔗渣为唯一碳源进行液体发酵,在30 g.L-1蔗渣、11.45 g.L-1NH4NO3、初始pH值4.0和接种量15%(孢子悬液浓度106个.mL-1)条件下,蔗渣降解效果好.     

柏木低效林改造对土壤微生物、酶活性及养分的影响1）

为了解不同改造模式对柏木低效林的改造效果,以德阳市旌阳区柏木（ Cupressus funebris）低效林（简称纯柏）为对照,对4种改造模式（核桃＋无植草、核桃＋菊苣、核桃＋苜蓿、核桃＋鸭茅）的土壤微生物、酶活性及土壤养分进行了测定和分析。结果表明：与纯柏相比,4种改造模式均能不同程度提高土壤微生物数量、酶活性及养分（ P、K）含量,各个改造模式中的土壤微生物总数、蔗糖酶、碱性磷酸酶及有效磷与纯柏差异显著;土壤微生物数量、酶活性及养分各指标含量间相关关系不同,其中,土壤微生物之间相关性不显著,土壤蔗糖酶与过氧化氢酶、脲酶呈显著正相关,其余酶活性之间相关性不显著,土壤有机质、全氮、碱解氮及pH之间、土壤全钾与速效钾、全磷及有效磷之间均呈显著正相关。土壤肥力分析表明,3种林草复合模式均能有效提高土壤肥力,核桃＋菊苣模式改造效果最佳。     

鱼腥草愈伤组织的诱导技术

以鱼腥草茎秆和叶片为外植体,进行外植体消毒和愈伤组织诱导条件的研究。结果表明:外植体在0.1%升汞中浸泡10 min可达到良好的消毒效果,污染率低于2%;愈伤诱导所用的茎秆和叶片两种器官中,适宜的外植体是茎秆,其诱导率可达31.25%;愈伤诱导时,24 h暗培养比12 h黑暗与12 h光照交替培养诱导率高;在含2,4-D或6-BA的3种培养基中,仅在MS+2.0 mg.L-16-BA+6.0 g.L-1琼脂+30 g.L-1蔗糖的诱导培养基中诱导出了愈伤组织,诱导率最高为28.57%。     

培养条件对白腐菌分泌漆酶的影响

以7株白腐菌为研究材料,通过对漆酶活力的平板检验和培养白腐菌的碳源、氮源和初始pH值的初步筛选,找到产漆酶的菌株,并摸索出漆酶产量较高的培养条件.结果表明,(1)裂褶菌没有产生漆酶;(2)碳源对白腐菌产漆酶活力的影响,由高到低为葡萄糖、麸皮、淀粉、玉米粉、果糖和甘露糖;(3)氮源对白腐菌产漆酶活力的影响,由高到低是蛋白胨、黄豆粉、酵母膏、氯化铵、硫酸铵和硝酸钾;(4)初始pH值对白腐菌产漆酶活力的影响,由高到低是5.0、5.5、4.6、4.2、3.8、6.0和7.0.     

稻曲病菌生长及其分生孢子萌发特性

研究了不同培养基、温度、pH对稻曲病菌生长及其分生孢子萌发的影响.结果表明,PSA适合病菌生长.该菌菌丝生长和分生孢子萌发的温度范围均为15 -30℃,最适温度均为28℃;pH 4-11适合其生长和萌发,最适pH均为6.病菌在PSB培养液中培养13 d的菌丝干重最大(16.48 mg·mL-1),培养9d的分生孢子数量...     

幼胚和花药培养诱导荔枝胚性愈伤组织

以福建荔枝主栽品种元红的幼胚为外植体，优化了离体培养诱导胚性愈伤组织（ＥＣ）的培养基．对ＥＣ的诱导，较高质量浓度的蔗糖（５０ｇＬ－１）和２，４－Ｄ（２～４ｍｇＬ－１）优于较低质量浓度的蔗糖（３０ｇＬ－１）和２，４－Ｄ（０．５～１．０ｍｇＬ－１）．ＢＡ和活性炭（ＡＣ）对ＥＣ的诱导有抑制作用．适当的硫代硫酸银（ＳＴＳ）（２９．４μｍｏｌＬ－１）可以抵消ＢＡ的抑制作用．在ＭＳ附加质量浓度为５０ｇＬ－１的蔗糖和２ｍｇＬ－１的２，４－Ｄ培养基上，下番枝、乌叶、元红和陈紫幼胚诱导ＥＣ的频率分别为２２％、１４．５％、１７．２％和１６．８％．在上述培养基中，元红花药产生ＥＣ的频率为０．１％～０．６％，而加入ＳＴＳ（２９．４μｍｏｌＬ－１）可提高至１．２％～５．６％．对影响ＥＣ的诱导因素和它们的相互关系进行了讨论     

呋喃唑酮及其代谢物3-氨基-2-恶唑烷酮在鲤鱼体内的残留规律

采用高效液相色谱法(HPLC法)研究呋喃唑酮[3-(5-硝基糠醛缩氨基)-2-恶唑烷酮](FZ)在鲤鱼体内的残留规律.结果表明,采用单剂量口灌90 mg.kg-1的FZ,鲤鱼肌肉中FZ含量在停药1 h后达到最高值,为(201.9±7.6)μg.kg-1,在停药后的36 h检测不到FZ,其消除半衰期为4.9 h,平均消除速率为8.5μg.kg-1.h-1.同时还采用高效液相色谱—串联质谱检测方法(HPLC-MS/MS法)进行FZ的主要代谢物3-氨基-2-恶唑烷酮(AOZ)的残留规律研究.结果表明,FZ在鲤鱼体内代谢较快,而AOZ却很难消除.鲤鱼肌肉中AOZ含量在停药6 h后达到最高值,为(227.3±9.6)μg.kg-1,停药24 d后残留量为0.6μg.kg-1,其消除半衰期为91.2 h,平均消除速率为0.4μg.kg-1.h-1.     

山麻鸭睾丸和肝脏中N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的分离提取及其性质的比较

山麻鸭的睾丸和肝脏经硫酸铵分级沉淀分离、DEAE-32离子交换柱层析,获得的肝脏N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase,EC3.2.1.52)比活力为85.30 U.mg-1,纯化倍数为10.48.睾丸NAGase再进一步通过Sephacryl S-300凝胶过滤纯化,获得的NAGase比活力为5537.00 U.mg-1,纯化倍数为59.20.睾丸NAGase经聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳,出现单一蛋白带,测定等电点pI为5.05.以对硝基苯-N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷(pNP-NAG)为底物研究酶催化底物水解的反应动力学.结果表明:山麻鸭睾丸和肝脏NAGase的最适pH分别为5.70和5.60,酶在pH为3.00-8.43时较稳定,而pH>8.43时很快失活;酶的最适温度分别为45和60℃,当温度为80℃时酶完全失活.睾丸NAGase在40℃下处理30 min,酶活力保持稳定;而肝脏NAGase在30℃下处理30 min,酶活力保持稳定,酶催化pNP-NAG水解反应遵循米氏方程,睾丸和肝脏NAGase水解pNP-NAG的Km分别为0.17和0.21 mmol.L-1,Vm分别为8.82和7.25μmol.L-1.min-1,活化能分别为57.57和79.47 kJ.mol-1.