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.     

黄孢原毛平革菌处理玉米秸秆的腐解特征

摘要：采用黄孢原毛平革菌处理不同粒度的玉米秸秆,测定了秸秆降解率、木质素降解率、有机质、总腐殖酸、H/F、羧基和酚羟基含量,探讨了秸秆处理过程中的腐解特征。结果表明,在秸秆腐解过程中,腐解物的质量、有机质、木质素含量逐渐降低,其分解率和分解时间与秸秆粒度具有相关性;H/F总体呈上升趋势,腐殖化程度升高;酚羟基含量逐渐降低,羧基含量逐渐升高。这些现象表明秸秆的腐解过程为氧化过程,酚羟基被氧化为羧基。     

木质素降解菌的筛选及对秸秆的降解研究

为筛选木质素高效降解菌,对筛选的方法体系进行了研究.结果表明,利用三种定性筛选平板结合定量的木质素磺酸钙降解的方法,能明显提高筛选效率,从16个菌株中筛选到3株对木质素有较强降解能力的菌株Tp1、Tf1与Ls21.为进一步验证所筛菌株的降解效果,选取其中综合性能较好的Tf1菌株(凤尾菇,Pleurotus sajor-caju),对小麦秸秆与玉米秸秆进行固态发酵试验,并以黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)BKMF-1767作参照,结果表明,Tf1对小麦秸秆与玉米秸秆木质素的降解率分别为38.4%与47.7%,均高于参照菌株(分别为32.2%和34.6%).     

稻草秸秆栽培金针菇基质降解特性研究

对稻草秸秆栽培金针菇(Flammulina velutipes)不同生长阶段,基质木质纤维成分的变化和与 基质主要成分降解相关的几种胞外酶的变化规律进行了研究。结果表明:纤维素和半纤维素的降解 主要集中在生殖生长期,木质素在营养生长期降解迅速;与纤维素降解相关的两种酶活性从培养初 期到结束一直保持比较平稳的趋势;与木质素降解相关酶在菌株培养初期活性较高,木聚糖酶活性 初期活性很低,在子实体形成期一直保持较高水平,淀粉酶活性高峰出现在初期,蛋白酶活性在初期 和子实体形成期较高,但整体上酶活性变化较为平稳。     

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.     

好食脉孢菌和红酵母协同发酵秸秆产类胡萝卜素的研究

以好食脉孢菌和红酵母为发酵菌种,通过固态发酵玉米秸秆生产类胡萝卜素。将类胡萝卜素产量作为发酵指标,通过对培养基含水量、培养基初始pH值、氮源添加量、碳源添加量、无机盐添加量、培养基装量的单因素试验和正交试验确定最优培养基条件:秸秆用量10 g,干豆渣(氮源)用量3 g,麸皮(碳源)用量4 g,MgSO4添加量0.4%(与秸秆量比W/W),pH值约为5.5,培养基含水量为60%,培养基装量为12.5 g/250 mL,最佳发酵条件为接种量20%(好食脉孢菌∶红酵母=1∶1),培养温度28℃,培养时间96 h。通过优化后的类胡萝卜素产量为224.75μg/g。     

粗糙脉孢菌NC-3菌株对水稻秸秆降解的影响

为了明确粗糙脉孢菌NC-3菌株在水稻秸秆还田上的应用潜力,采用室内培养和盆栽试验相结合的方法,分析NC-3菌株在水稻秸秆上的定殖,对水稻秸秆降解,纤维素、半纤维素、木质素、总酚酸含量以及油菜发芽率和成苗率的影响。结果表明,NC-3菌株能在灭菌的水稻秸秆上迅速定殖(72 h长满菌丝和孢子)。相比无菌水,培养7,14,21 d, NC-3菌株处理的水稻秸秆降解率分别提高2.3,7.3,3.2百分点;秸秆纤维素、木质素以及总酚酸含量分别下降2.0,10.7,10.4百分点,0.7,0.9,1.3百分点和7.6%,6.9%,6.4%。NC-3菌株对水稻秸秆、纤维素、木质素和总酚酸的降解作用主要发生在培养的前14 d(0～14 d),对半纤维素的降解作用在培养14 d后逐渐增强。添加水稻秸秆会显著降低油菜发芽率和成苗率,且随秸秆用量的增加抑制作用增强,但接种NC-3菌株能显著提高油菜发芽率和成苗率(相比无菌水,分别提高3.3,9.7百分点)。总之,接种脉孢菌NC-3菌株能有效加快水稻秸秆降解和酚酸类物质转化,可有效提高油菜发芽率和成苗率。     

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。     

预处理对稻草秸秆纤维素酶解产糖及纤维素木质素含量的影响

采用酸处理、碱处理和机械粉碎3种方法对稻草秸秆进行预处理。探讨3种预处理方法对稻草秸秆酶解产糖以及纤维素、木质素含量的影响。结果表明,3种预处理都可以较为有效地提高稻草秸秆的酶解产糖率。经酸处理、碱处理和机械粉碎处理后,稻草秸秆的最高酶解产糖率分别为9.25%,33.16%和10.64%,分别约为对照的3.4倍、12.0倍和4.0倍。酸处理和碱处理可以去除部分杂质,达到纯化稻草秸秆的目的,提高纤维素酶的作用底物——纤维素的比例,从而提高酶解产糖率;而机械粉碎则主要是通过提高酶反应的接触面积来达到提高酶解产糖率的作用。     

稻草秸秆栽培金针菇（Flammulina velutipes）基质 降解特性研究

对稻草秸秆栽培金针菇不同生长阶段，基质木质纤维成分的变化和与基质主要成分降解相关的几种胞外酶的变化规律进行了研究。结果表明：纤维素和半纤维素的降解主要集中在生殖生长期，木质素在营养生长期降解迅速；与纤维素降解相关的两种酶活性从培养初期到结束一直保持比较平稳的趋势；与木质素降解相关酶在菌株培养初期活性较高，木聚糖酶活性初期活性很低，在子实体形成期一直保持较高水平，淀粉酶活性高峰出现在初期，蛋白酶活性在初期和子实体形成期较高，但整体上酶活性变化较为平稳。     

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。     

降解稻草纤维素真菌的初步研究

从自然腐烂的稻草秸秆中分离筛选出126霉菌菌株,并从中筛选出10株降解稻草秸秆能力较好的菌株。其中以A242,A251降解秸秆纤维素能力较强;A321,B311降解秸秆半纤维素能力较强。A242,B311菌株的稻草粉发酵降解液中还原糖质量分数分别达到94.104 4,90.627 4 mg/g稻草粉;A321,B321菌株的稻草粉发酵降解液中木糖质量分数分别达到11.821 0,12.121 9 mg/g稻草粉。可综合其各自发酵的优势,将其作为初始菌株进行进一步的优化。     

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。     

基于稻、麦秸秆工厂化栽培双孢蘑菇的理化性质变化研究

为研究稻、麦秸秆工厂化栽培双孢蘑菇(Agaricus bisporus)的差异,以60%稻草配方和100%麦草配方的培养料为栽培基质,研究发菌料在工厂化栽培双孢蘑菇过程中的p H、电导率、含水量、灰分、碳氮含量、C/N等理化性质及木质纤维素含量的变化情况。结果表明,与100%麦草配方相比,60%稻草配方栽培双孢蘑菇的培养料电导率、灰分含量较低,而第二潮菇后的碳氮含量迅速升高。三潮菇结束后,60%稻草配方的培养料纤维素与木质素的降解率低于100%麦草配方,而半纤维素的降解率差异不大。研究初步探明了稻、麦秸秆在双孢蘑菇栽培过程中的理化性质差异,为进一步利用稻秸秆工厂化栽培双孢蘑菇提供理论依据。     

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。     

腐熟秸秆覆盖及EM菌发酵肥对黄瓜品质影响的研究

在有机栽培条件下,研究了益生菌(effective microorganisms,EM)发酵的有机肥和腐熟秸秆覆盖对黄瓜营养品质的影响。结果表明,EM菌发酵的有机肥可以显著提高黄瓜品质,其中由农家肥加入EM菌发酵肥(有机肥1)分别使黄瓜维生素C、可溶性总糖、可溶性还原糖、蛋白质和游离氨基酸含量提高24.03%、26.79%、22.12%、12.89%和18.81%。由米糠和豆粕加入EM菌发酵肥(有机肥2)分别使之提高了55.22%、24.24%、52.56%、3.68%和19.80%。有机肥1使黄瓜有机酸和硝酸盐含量分别降低了3.38%和5.14%,而有机肥2使其降低了10.96%和16.32%。两种有机肥对黄瓜葡萄糖、果糖和蔗糖含量无显著影响。两种秸秆覆盖处理均能促进黄瓜营养品质提高,但提高效果不显著。     

不同秸秆腐熟剂拌施稻草还田在早熟马铃薯生产上的应用研究

为探索不同种类秸秆腐熟剂在稻草还田技术上对马铃薯生长的影响及应用潜力,选择5种秸秆腐熟剂,以马铃薯早熟品种中薯5号为研究材料,采用黑膜覆盖,开展随机区组设计试验。结果表明,腐熟剂处理稻草还田后对中薯5号的出苗、植株性状、结薯特性、薯块产量、商品薯率产生影响,不同腐熟剂的影响效应表现有差异。5个腐熟剂处理的薯块产量比对照处理增产为4.28%～16.28%,但差异未达显著水平。太阳雨、金葵子、宁粮、阿姆斯腐熟剂处理的马铃薯块茎产量水平和商品薯产量均高于对照,且以太阳雨的增产效应最佳,合缘腐熟剂处理的商品薯产量比对照减产7.75%。     

尖孢镰刀菌β-D-葡萄糖苷酶异质性的研究

对黄瓜和瓠瓜不同部位以及不同寄主上分离的尖孢镰刀菌β-D-葡萄糖苷酶活性进行了测定,结果表明,4株瓠瓜不同部位分离的尖孢镰刀菌β-D-葡萄糖苷酶活性差异不大,分别为21.8233 U、22.1663 U、21.4573 U和17.587 U。黄瓜不同部位分离的尖孢镰刀菌的β-D-葡萄糖苷酶活性差异较大,分别为23.907 U、22.0983 U、35.736 U和34.5323 U。不同寄主尖孢镰刀菌的β-D-葡萄糖苷酶活性变化范围为10.21830 U~39.82230 U,其变化依次为：西瓜＞黄瓜＞瓠瓜＞甜瓜＞豇豆＞辣椒。     

棉花黄萎菌拮抗菌BDT-25的鉴定及抗菌蛋白产生条件研究

拮抗细菌BDT_25是从根际土壤中分离到的一株对棉花黄萎病菌具有强烈抑制作用的芽孢杆菌。经生理生化特征的鉴定,证明BDT_25菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。此外,该菌株还对棉花枯萎病菌、棉花立枯病菌等10种其他病原真菌的生长具有显著的抑制作用,为一株广谱拮抗细菌菌株。通过对BDT_25菌株培养条件的研究发现,采用NB液体培养基,28℃,170 r/min培养48 h所得发酵液对棉花黄萎病菌的抑制作用最强。其发酵液经硫酸铵沉淀粗提到对棉花黄萎病菌具有抑制作用的提取物,进一步实验表明,该拮抗物质对热和多种蛋白酶敏感,证实其为抗菌蛋白。     

玉米叶斑病菌麦根腐平脐蠕孢的生物学特性及其对杀菌剂的敏感性

麦根腐平脐蠕孢是引起玉米叶斑病的一种病原菌。明确了该病原菌在不同温度、pH及碳/氮源条件下的菌丝生长、产孢量及孢子萌发等生物学特性,并评价该病原菌对8种常用杀菌剂的敏感性。结果表明,温度为28℃时菌丝生长最快,达到73. 00 mm,并且孢子萌发率最高,为96. 91%;产孢的最佳温度为25℃,孢子量为15. 13×10~3/cm~2。在pH值7和8的培养基上菌丝生长最快,分别为65. 25,65. 13 mm,孢子萌发率分别为88. 75%,85. 00%;在pH值7的培养基上产孢量最高,为48. 44×10~3/cm~2。在以淀粉和蔗糖为碳源的培养基上菌丝生长量分别为53. 00,50. 17 mm;在以半乳糖为碳源的培养基上产孢量最高,为1. 93×10~4/cm~2,其次为淀粉培养基,产孢量为0. 42×10~4/cm~2;在以淀粉、半乳糖和蔗糖为碳源的培养基上孢子萌发率分别为76. 03%,74. 52%,72. 26%。在以硝酸钠为氮源的培养基上菌丝生长最快,为36. 44 mm;在以脯氨酸为氮源的培养基上产孢量最高,为5. 59×10~3/cm~2;在以脯氨酸和硝酸钠为氮源的培养基上孢子萌发率分别为49. 38%,45. 00%。对供试杀菌剂敏感性测定结果表明,戊唑醇和咯菌腈对菌丝生长抑制活性最高,EC_(50)均为0. 07 mg/L,咯菌腈对孢子萌发的抑制活性最高,EC_(50)为2. 80 mg/L。结果将为了解玉米麦根腐平脐蠕孢叶斑病的发生流行规律并制定有效防治措施提供理论依据。