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。     

生物法降解秸秆木质素研究进展

秸秆中的木质素是潜在的可再生资源。近年来,利用生物法对其进行降解已成为研究热点。从木质素生物降解性出发,对降解木质素微生物、酶系以及降解条件进行介绍,以期为木质素生物降解法的推广应用提供参考。     

白蚁肠道微生物降解木质素研究进展

降解木质素是制造纤维乙醇的最大障碍,而白蚁是自然界中最重要的食木昆虫,研究白蚁降解木质素的机制意义重大。系统概述白蚁的内部结构及其肠道微生物在木质素降解中所起的作用。     

木质素酶降解玉米秸秆的工艺研究

通过正交试验对木质素酶降解玉米秸秆的条件进行了优化,结果表明,因素影响大小依次为加酶量>反应温度>反应时间>pH值;最佳降解工艺条件:加酶量372 U/g,反应温度40 ℃,反应时间20 h,pH值4.5,木质素的降解率为44.28%.     

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。     

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.     

生物预处理秸秆降解木质素条件的优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌生物预处理降解玉米秸秆中木质素的条件。[方法]通过单因素和正交试验,分析不同pH、温度、接种量和时间对黄孢原毛平革菌降解木质素的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆木质素的最适条件为:温度32℃,pH=6,接种量10片,时间15d。[结论]在最适条件下,还原糖得率由0.47g·L~(-1)提高到0.79g·L~(-1)。本研究可提高玉米秸秆中纤维素的利用率可用于后续研究。     

外源添加木质素对农田土壤微生物的影响

[目的]研究木质素对土壤微生物的影响,为木质素后期的资源化利用提供一定的基础资料.[方法]采集农田土壤进行培养试验,设置空白对照和木质素处理组,培养结束后提取土壤DNA,结合定量PCR和高通量测序等技术,研究木质素对土壤微生物的影响,对微生物的群落组成及多样性进行分析.[结果]定量PCR结果表明,木质素的加入减少了细菌16S rRNA基因丰度,且显著降低了真菌18S rRNA基因丰度.高通量测序结果显示,Alpha多样性分析上,细菌的空白对照多样性指数均高于木质素处理,真菌则相反,但均未达显著水平;PCoA分析表明,木质素的加入对细菌和真菌群落均产生了显著影响,不同处理间的群落结构差异较大.在门水平上对微生物群落组成分析表明,木质素的加入显著提高了细菌中γ-变形菌、拟杆菌、厚壁菌的相对丰度,降低了酸杆菌、放线菌、δ-变形菌的相对丰度;真菌中明显增加了担子菌、被孢霉菌的相对丰度,而降低了子囊菌的相对丰度.[结论]木质素的加入对土壤中细菌、真菌的数量及群落结构均产生了一定影响.总体上,木质素不利于土壤微生物群落的生长繁殖和代谢.由于对木质素的利用能力不同,不同微生物呈现出了不同的效果.     

秸秆覆盖法对土壤微生物区系的影响

本试验在新疆农业大学试验田进行，土样取白秸秆覆盖量不同的小麦地，采用稀释平板法和稀释液加滤纸条法分别测定土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌数量变化，并与产量进行相关性分析。结果表明：（1）秸秆覆盖法可以增加土壤微生物总数，其中细菌、真菌数量随秸秆覆盖量的增加而增加。放线菌数量无明显变化。（2）前期真菌所占百分比随秸秆覆盖量增加而增加。后期真菌所占百分比随秸秆覆盖量增加而基本不变；前期细菌、放线菌所占百分比随秸秆覆盖量增加变化不大，后期细菌所占百分比随秸秆覆盖量增加而增加，而放线菌所占百分比随秸秆覆盖量增加而降低。（3）土壤中固氮菌、好气性纤维素菌和嫌气性纤维素菌数量随秸秆覆盖量的增加而增加。（4）各类微生物数量在0～10cm土层较多。（5）对微生物数量与秸秆覆盖量进行相关性分析，细菌、真菌相关性不显著；放线菌无相关性；固氮菌、好气性纤维素菌、嫌气性纤维素菌相关性显著。     

白腐真菌在降解秸秆木质素中的应用

一个世纪以来，国内外研究人员就如何提高秸秆饲料的营养价值进行了大量深入的研究，取得了一定的进展。在利用生物技术处理秸秆方面，国内的学者和研究人员多致力于利用一些微型真菌（如黑曲霉、绿色木霉、变异青霉、根霉等）、细菌、放线菌以及酵母菌等处理秸秆，而用白腐菌处理秸秆少见报道。早在２０世纪７０年代，白腐真菌对秸秆木质素的降解特性就已引起了国外许多研究人员的极大关注。基于此，本文就国内外利用白腐真菌降解秸秆木质素方面的研究作一综述。１影响秸秆饲料消化率的最主要限制因子———木质素１．１木质素的化学结构特…     

白腐真菌在木质素微生物降解中的作用

对木质素降解的研究进展、白腐真菌对木质素降解的机理以及白腐真菌在饲料资源开发中的应用进行了综述,并对白腐真菌在木质素降解中的发展方向做了展望。     

秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响

本文综合分析了不同秸秆形态还田、秸秆与土壤不同混合方式还田、不同耕作措施配合秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响,以期为秸秆还田模式的选择与推广提供技术参考与实践依据。     

秸秆及土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响

在云南通海、弥勒两地进行了1999年至2000两年定位试验,研究禾本科秸秆、土壤结构改良剂对土壤结构的改良作用,对试验各处理土壤微生物数量变化进行检测分析,结果显示：3种土壤改良措施在烟田和烟地的效应并不相同。土壤改良剂可迅速增加烟田土壤微生物的数量。施用小麦秆、玉米秆均不能在短期内明显改变烟田土壤微生物的数量。对长期试施用化肥的烟地,施用小麦秆和玉米秆都能增加土壤中微生物的数量,其中施加小麦秆的效果比玉米秆效果更好;而施用土壤改良剂则使土壤中的微生物数量降低。对长期化肥和农家肥配施的烟地,施用小麦秆和玉米秆均使土壤微生物数量下降,使用土壤改良剂则只能增加上层土壤中的微生物数量。     

降解秸秆微生物及秸秆腐熟剂的研究进展

秸秆是农业成品收获后剩余的田间闲置副产物,其主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素.秸秆腐熟剂是一群能将秸秆大分子物质降解为植物可利用简单化合物的复杂菌群,为土壤提供碳、氮、磷、钾等元素,使秸秆得以还田.文章对降解秸秆的微生物种类进行总结,并对微生物酶学机理、微生物菌群的相互作用及秸秆腐熟剂的应用效果等研究概况进行综述,针对腐熟剂菌种效率低、菌群动态不清楚、酶降解机制不完善、秸秆腐熟剂使用方式不明确及腐熟指标不具体等问题,提出原位筛选菌种、深入研究组合菌种相互作用机制与酶降解机制、开展腐熟剂具体使用方法的研究及确立完整具体的评判标准,为今后有关秸秆腐熟剂菌种的选育工作提供参照和借鉴.     

磺胺类药物在土壤中的微生物降解

通过室内模拟降解试验,研究了6种磺胺类药物在砂土中的微生物降解,并考察了土壤类型、浓度和温度对磺胺嘧啶降解的影响。结果表明,实验范围内磺胺嘧啶在土壤中降解的较佳条件为：砂土、308.15K和25mg·kg^-1。6种磺胺类药物在砂土中的微生物降解均较慢,其微生物降解速率常数基本上按磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺二甲氧嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶的顺序依次减小。磺胺类药物在砂土中的降解主要是由水解和化学降解等非生物降解作用引起的,而由微生物引起的降解作用则较小,这主要与其较强的抑菌性有关。     

柠条木质素降解菌的筛选及其降解条件优化

[目的]将柠条转化为可被牲畜高效利用的优良饲料。[方法]采用柠条作为单一碳源的筛选培养基、苯胺蓝筛选培养基从牲畜粪便以及柠条腐质中分离筛选出对柠条木质素具有降解作用的菌株D-11。[结果]经微生物形态学和16S rDNA鉴定,D-11为地衣芽孢杆菌,同时对D-11降解条件进行优化。菌株D-11的最佳降解条件如下:最佳氮源为蛋白胨;温度为28～32℃;pH为7;添加诱导剂Mn~(2+)的浓度为0.6 mmol/L。在最优条件下,菌株D-11对柠条木质素降解率为18.21%,半纤维素的降解率为16.11%,纤维素的降解率为13.19%。[结论]采用菌株D-11对柠条进行发酵降解,使其转化为可被牲畜利用的优良饲料。     

秸秆及土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响

在云南通海、弥勒两地进行了1999年至2000两年定位试验,研究禾本科秸秆、土壤结构改良剂对土壤结构的改良作用,对试验各处理土壤微生物数量变化进行检测分析,结果显示:3种土壤改良措施在烟田和烟地的效应并不相同.土壤改良剂可迅速增加烟田土壤微生物的数量.施用小麦秆、玉米秆均不能在短期内明显改变烟田土壤微生物的数量.对长期试施用化肥的烟地,施用小麦秆和玉米秆都能增加土壤中微生物的数量,其中施加小麦秆的效果比玉米秆效果更好;而施用土壤改良剂则使土壤中的微生物数量降低.对长期化肥和农家肥配施的烟地,施用小麦秆和玉米秆均使土壤微生物数量下降,使用土壤改良剂则只能增加上层土壤中的微生物数量.     

秸秆还田对棉田土壤微生物和土壤呼吸速率的影响

通过基质诱导呼吸法和CO2释放量法研究了棉花秸秆还田对棉田土壤微生物生物量碳、土壤微生物活性和土壤呼吸速率的影响。结果表明,棉花秸秆还田提高了土壤微生物生物量碳含量,不同年份和土层土壤微生物生物量碳含量的变化趋势有所不同,两年试验结果0~20 cm土层除2012年8月和9月份外其它时期和20~40 cm土层除2013年8月份外其余时期土壤微生物生物量碳的含量均是秸秆还田显著高于秸秆未还田,而40~60 cm土层差异均未达显著水平。土壤微生物活性在不同年份和不同土层,除20~40 cm2013年4月和9月份以及40~60 cm土层的2013年5月和8月份差异未达显著水平外,其它时期秸秆还田均显著高于未还田处理。秸秆还田提高了土壤呼吸速率,不同年份和不同土层,除20~40 cm的2012年9月份和2013年6月份以及40~60 cm土层的2012年6月份、2013年5月份差异未达显著水平外,其它时期秸秆还田均显著高于未还田处理。