牛粪堆肥中好氧纤维素降解菌群及产酶条件研究

对50℃下牛粪堆肥中的好氧纤维素分解菌群进行了研究，发现牛粪堆肥中纤维素的降解是各菌相互协调作用的结果，细菌、放线菌和霉菌都有降解纤维素的能力。分解纤维素的细菌和放线菌的种类虽多，但产酶量不高，而霉菌的种类虽少，产酶量却较高。从中挑选一株产酶量最高的曲霉WQ作为试验菌株，该菌最佳碳源是微晶纤维素 稻草粉，最佳氮源是蛋白胨 酵母膏，最适生长温度为35℃，最适起始pH值为5．5，在生长第8d产酶量最高，产生的纤维素酶在60℃下活力最高。     

不同条件下稻草作为碳源释碳效果的对比研究

选取稻草作为碳源物质,探究纤维素分解菌、溶解氧、温度3个因素对稻草释碳效果的影响.研究发现:在30℃缺氧条件下,加入纤维素分解菌的稻草最大释碳量可达8.4 mg/d,而且试验5d后稻草的释碳量可维持在4 mg/d以上;未加纤维素分解菌的稻草最大释碳量仅4.1 mg/d.在30℃、引入纤维素分解菌的条件下,溶解氧浓度高的稻草释碳效果低于溶解氧浓度低的稻草.不同温度下稻草释碳量关系为30℃＞20℃＞ 10℃.     

接菌剂对牛粪堆肥化过程中主要成分含量的影响

为了研究接菌剂对牛粪堆肥过程中温度、pH、纤维素、半纤维素、木质素、总氮、总磷和总钾含量变化的影响,以木质纤维素分解复合菌系为接菌剂,以牛粪为主要堆肥原料,进行了59 d的堆肥试验。结果表明,接种处理与对照相比,堆体温度达到50℃时间提前4 d,50℃以上的持续时间比对照长7 d,pH值下降的速度快,堆体中纤维素、半纤维素、木质素的降解率分别比对照提高了12.8%、3.51%和4.78%,接种处理促进了木质纤维素类物质的降解,减少了3.9%的总氮损失,但是对全磷和全钾的影响不大。     

纤维分解菌对稻草田间腐解和水稻生长发育的影响

通过室内模拟试验、发酵试验和2年稻田水稻栽培试验验证了自选纤维分解菌的腐草效果。结果表明，环境条件在稻草腐解过程中起至关重要的作用，如适当的水分管理、良好的通气状况、较高土壤肥力和生物活性等有利于稻草快速降解。所选纤维分解菌在3种试验条件下均能明显的促进稻草快速腐解，且不同菌种混合接种的腐草效果好于单一菌种接种。室内模拟试验中施用纤维分解菌的稻草腐解率比未施用的30d内提高12．6％～22．8％。在较好的培养条件下，接种纤维分解菌的稻草腐解率比模拟田间条件下的自然腐解率30d内提高42．7％～59．9％。田间试验表明，稻草翻埋并接种纤维分解菌的稻草腐解率比稻草翻埋不接种的对照60d内提高3．5％，稻草覆盖并接种纤维分解菌的稻草腐解率比稻草覆盖不接种的对照60d内提高10．7％。连续2年的田间试验表明稻草还田结合此菌剂的施用，可减轻和防止多量稻草还田给水稻生长带来的不利影响，提高水稻的结实率、千粒重和每穗总粒数，从而提高水稻的产量，以稻草覆盖的产量提高较明显。     

发酵因子对枸杞枝条粉腐解率及木质纤维素降解的影响

为探讨枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解响应规律,试验采用正交设计,以枸杞枝条粉和苦豆子茎秆粉质量比4∶1混合为试材,研究了不同发酵因子对枸杞枝条基质发酵中堆体腐熟速率及木质纤维素含量的影响。结果表明,发酵结束时,翻堆温度上限为60℃、堆体含水率保持在60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下枸杞枝条粉堆体的腐解量较多,腐解率较高,加快了枸杞枝条粉的腐解进度;温度、含水率、氮源及外源微生物均对枸杞枝条粉木质纤维素降解有显著或极显著作用,木质纤维素降解难易程度依次为半纤维素、纤维素、木质素,以半纤维素最易降解,降解率在20%以上,以木质素较难降解,降解率在11%以上;以翻堆温度上限为60℃、堆体含水率为60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下腐解率较高,纤维素、半纤维素和木质素的降解效果较好。     

纤维素分解菌群的分离和筛选

滤纸平板法结合摇床接着筛选到２个纤维分解能力较强的混合菌Ｍ１和Ｍ２。在以纤维素为碳源的培养液中２８℃振荡培养４ｄ，滤纸纤维素失重率分别达５７．５３％和５４．９２％，未经处理的稻草秆纤维素失重率为３８．８２％和３６．２１％，膨化稻草比稻草秆易分解，纤维素降解率可达６８．８３％和６０．０２％，经初步鉴定，Ｍ１由木霉Ｆ１和芽胞杆菌Ｂａ组成，Ｍ２由木霉Ｆ２和芽孢杆菌Ｂａ组成，实验结果表明，由真菌，细菌组成     

烟曲霉YSITB Ⅰ菌株筛选及其降解木质纤维中木质素研究

天牛幼虫肠道菌群具有分解木质纤维的功能。本研究以木质纤维为唯一碳源,从天牛幼虫肠道中筛选出三株对木纤维具有降解能力的菌株,对其中的烟曲霉YSITB I菌株降解木纤维中木质素能力及降解条件进行研究,并对三种菌株降解木纤维中木质素的协同作用进行了初步观察。结果显示,烟曲霉YSITB I菌株具有较好的木质素降解作用,在30℃、pH值6.8条件下,对构树木质纤维中木质素的降解率可达56.9%;枯草芽孢杆菌YSITBII和烟曲霉YSITB I协同作用可提高木质素降解效率至64.8%;烟曲霉YSITB I 15d降解木纤维效率高于40%。烟曲霉对木质纤维的降解作用达到甚至高于模式菌-黄包原毛平革菌,降解木纤维程度较高,用于木质纤维脱木质素或秸秆降解沤肥具有很好的应用前景。     

复合菌系发酵条件及其牛粪堆肥纤维素降解的影响

[目的]为快速降解堆肥中的纤维素提供理论依据。[方法]从碳源、氮源、固液比、接种量、培养基初始pH值等方面,研究复合菌系产酶条件,及其对牛粪堆肥纤维素降解的影响。[结果]酶活力最高培养基配方为稻草粉∶麸皮=6∶4,豆饼粉2%,固液比1.0∶2.5,接种量10%;最佳培养条件：pH值为7.5,装料量50g,培养温度32℃,培养时间6d。在该条件下,CMC、FPA酶活力分别达到4564.86、624.13IU/g,堆肥结束时,纤维素降解率为74.24%。[结论]复合菌系能有效促进堆肥纤维素降解,加快堆肥腐熟速度。     

平菇菌株对稻草生物降解的能力

选用稻草作为主要原料配制培养基,接种平菇(Pleurotus ostreatus(Jeca ex Fr.)菌株,测试平菇菌株生长对稻草木质素及纤维素的降解率。通过对接种平菇菌株30d后的稻草与对照稻草组分分析,结果表明,接种平菇菌株的稻草木质素降解率为23．36％,纤维素降解率为16．04％,蛋白质含量增加了45．85％。平菇菌株对稻草的木质素及纤维素具有分解能力。蛋白质含量增加表明了稻草转换成饲料的可能性。     

菌株XC6的筛选及其对稻草的降解研究

以稻草降解率为指标,以稻草粉为唯一碳源,从霉变的稻草、麦秸、枯枝烂叶等天然纤维素中分离获得一批天然纤维素降解菌,并从中筛选出1株对稻草降解能力较强的真菌.根据对其形态鉴定和18S rDNA序列分析发现,该菌株与烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的同源性为100%, 将该菌株命名为XC6.XC6对稻草纤维素、半纤维素及稻草总降解率分别为72%、93%及84%.     

The Character of Normal Temperature Straw-Rotting Microbial Community

In order to study degradation capability and optimal condition of produced endoglucanase （CMCcase）, the microbial community with efficient cellulose degrading ability in 28℃ was studied. Microbial community came from rotted rice straw which was enriched and domesticated by improved Mandels medium. The standard cellulase activity assays were used to determine cellulase activity, degradation products were analyzed by gas chromatography mass spectrometry （GC/MS）, and denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） was used to identify the composition dynamic of the community. The results showed that the microbial community could degrade 39.6% of rice straw gross weight within 6 d. When culture medium volume was 1/5 and pH = 6 on day 5, the CMCcase activity reached the highest of 14 IU mL-L During the fermentation, more than ten products were detected using GCMS. The microbial changed lots in different fermentation periods which detected by DGGE. Phylogenetic tree derived from 16S rDNA sequence found that the community composed of bacteria, and the closest relative were belong to Clostridium sp., Brevibacillus sp. and Bacterium sp. This microbial community could accelerate rice straw rotting and decomposed products could promote organic matter increase of soil     

常温秸秆还田菌群的筛选及分解稻秆特性研究

【目的】对一组人工构建的常温(28℃)菌群的分解能力及分解性质进行研究,以获得常温下能够分解秸秆的微生物群及人工加速秸秆还田的分解技术。【方法】以多年堆积的稻草腐烂物为菌源,用改良的Mandels培养基经长期富集培养和定向驯化获得一组稳定的纤维素分解菌群。以标准的纤维素酶活性测定方法对分解过程中酶的活性进行评定,利用气质联机测定分解后的挥发性产物,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测分解过程中菌种动态变化。【结果】5d后稻秆总减重量达到39.6%,在培养基占总体积1/5、pH=6、培养第5天时纤维素内切酶(CMC)活性表现最高,达到14IU·ml-1;培养过程中发酵液中有10余种挥发性产物,且不同时期产物的种类和浓度变化很大,从DGGE图谱发现在培养不同时期菌种组成有很大差异,通过各条带近缘种16s rDNA扩增信息构建系统树可见,各条带近缘种分别归属Clostridium、Brevibacillus、Bartonella、Bacteroidetes4个属。【结论】常温纤维素分解菌群能够加速稻秆分解。     

高效纤维素分解菌复合系的筛选构建及其对秸秆的分解特性

选以高温期的堆肥样品为材料,经过多代淘汰及不同系之间的组配,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系,在分别以滤纸、脱脂棉、稻秸和锯末为碳源时,该复合系对天然纤维素含量高的滤纸和脱脂棉分解活性强,对纤维素含量较低、木质素含量相对高的锯末分解率最低。对稻秸的分解试验结果表明,该复合菌系在发酵初期对可溶性糖和淀粉的分解利用率远远高于对纤维素和半纤维素的分解,在整个发酵过程中,稻秸重量的变化与发酵液的pH变化有很大的一致性,发酵前5d内复合系对纤维素的分解活性最高。到发酵结束时,纤维素和半纤维素含量分别降低了7．39％和43．76％,而木质素在整个发酵过程中几乎不分解。     

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。     

降解水稻秸秆的好氧性丝状真菌菌株的分离筛选与初步鉴定

[目的]对特定生态环境（腐烂的稻草）中的微生物进行分离筛选,并就这些微生物菌株对水稻秸秆的降解能力进行研究和分析.[方法]利用以微晶纤维素粉等只含纤维素成分的原料作唯一碳源的培养基对从稻草秸秆中分离筛选到的7株可降解稻草秸秆的丝状真菌菌株进行分离和筛选,通过形态学观察和生理生化特性2个层次对其进行鉴定.同时,对这些菌株降解水稻秸秆的能力进行了研究.[结果]试验发现,筛选出的7株菌株中有2株属于多轮青霉组,2株属于烟色曲霉组,1株小孢根霉组,1株梨卵形孢组以及1株总状枝毛霉组.其中1株烟色曲霉组和1株卵形孢组降解秸秆纤维素能力较强,另有1株烟色曲霉组和1株卵形孢组降解秸秆半纤维素能力较强.[结论]研究可为微生物菌种降解水稻秸秆的能力研究提供参考.     

直接降解稻草秸秆的菌株筛选及其发酵过程研究

研究了降解稻草秸秆的菌株的分离筛选方法,提出了一种全新的筛选方案,即筛选能直接降解稻草秸秆的菌株。以稻草粉琼脂平板进行初筛,以NaOH处理过的稻草粉为发酵培养基进行复筛,得到对稻草降解较为完全的一株菌株。研究表明,该菌株对纤维素、半纤维素及稻草的降解率分别达72%,93%及84%。     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。     

新疆寒冷地区腐木中产纤维素酶菌株的筛选与低温产酶特性

为筛选出能在低温条件下高效降解纤维素的菌株,提高秸秆在低温条件下纤维素的降解速度,以新疆寒冷地区腐木为试验材料,对低温纤维素降解菌进行筛选,在4 ℃条件下筛选得到4株可在低温下生长且具有纤维素降解作用的真菌,通过形态学和分子生物学的方法对低温菌进行鉴定,分别为产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)2株、脉纹孢菌(Neurospora sitophila);耐冷试验表明,筛选获得的菌株都为耐冷菌。通过对4株低温菌产酶特性进行研究,结果表明,菌株产纤维素酶的最佳培养时间为9 d,培养基最适初始pH值为7,最佳温度为25 ℃,最佳接种量为5%。秸秆降解试验表明,筛选获得的4株真菌对秸秆具有降解能力,对玉米秸秆降解效果最好,酵解率都在40%以上。     

纤维素酶高产菌株的筛选及最适产酶条件

从本实验室保存的57株菌株中筛选出一株可高效降解纤维素的纤维素酶高产菌株哈茨木霉APS62,其滤纸酶活力(FPA)为4.981 IU.g-1,是对照里氏木霉模式菌株APS63的3.02倍.产酶条件优化研究的结果表明,以稻草粉为底物,APS62菌株产滤纸酶的最适条件为:培养温度28℃,培养时间3 d,稻草粉与麸皮比5∶0,接种量6%,氮源为NH4NO3(总氮量0.4%),培养基起始pH为5.0,吐温80含量0.1%.此条件下的FPA为6.125 IU.g-1,比优化前提高8.10%.     

纤维素分解复合菌系WSC-9中厌氧细菌的分离

复合菌系WSC-9是一组具高效稳定分解纤维素能力的细菌复合群体。为了研究其微生物组成,以纤维素分解情况为依据,分离复合菌系中具有纤维素分解能力的厌氧纯培养菌株,通过16S rDNA基因序列初步分析确定系统发育地位。从WSC-9中获得1株可有效降解纤维素的严格厌氧细菌WSC-9-7,50℃培养10 d,稻秆的总干重减少了47%。WSC-9-7为杆菌,产孢,能够利用纤维二糖、纤维素、滤纸、稻秆等。经数据库比对,与菌株HAW-RM37-2-B-1600d-W(FN563295)的相似性达到99%,与Clostridium islandicumAK1(EF088328)的相似性为98%。其中,Clostridium islandicumAK1厌氧且可以分解多糖类物质,获于冰岛的热泉;HAW-RM37-2-B-1600d-W在堆肥样品的克隆结果中获得,未获得纯培养。菌株WSC-9-7与这两株细菌均为嗜高温的严格厌氧细菌。初步判断菌株WSC-9-7可能是Clostridium属中的一个成员。