秸秆与牛粪蚯蚓堆制处理时纤维素、半纤维素和木质素降解率及相关酶活性变化的研究

【摘要】： 为了解在堆制处理过程中蚯蚓对农作物秸秆(玉米秸秆与小麦秸秆)与家畜粪便(牛粪)中有机质降解的影响,以及蚯蚓在其降解过程中作用的大小,本试验采用室内接种的方法,以不同C/N(20、25、30)的玉米秸秆与牛粪混合物和小麦秸秆与牛粪混合物为蚯蚓( Eisenia foetida)堆制物,并且以未接种蚯蚓的物料作为对照,以蚯蚓繁殖数、物料中纤维素、半纤维素和木质素降解率以及相应的纤维素酶、木聚糖酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性为检测指标进行了试验研究。取得如下研究结果: 1.各物料中蚯蚓数量在整个试验期(60d)呈现先增后减的趋势;蚯蚓在玉米秸秆与小麦秸秆中均能正常的生长繁殖,最大蚯蚓繁殖数出现在试验第45天,分别达到25条/盆和24条/盆;在秸秆与牛粪的混合物料中繁殖情况更佳,特别是在C/N为25时,玉米秸秆与牛粪混合物和小麦秸秆与牛粪混合物中,其最大蚯蚓繁殖数出现在试验第30天,分别达到38条/盆与50条/盆,显著高于其它处理组(P0.05),其次是C/N为30的混合物料。 2.同一时期,接种蚯蚓的物料中(除第0天)纤维素酶、木聚糖酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性显著高于其相应的未接种蚯蚓的处理组(P0.05);相同物料,其纤维素酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性随时间增加而逐渐升高,而木聚糖酶活性则呈现随时间增加而逐渐降低的趋势;相同处理时期的物料,C/N=25玉米秸秆与牛粪混合物和小麦秸秆与牛粪混合物中纤维素酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性最高,最高酶活出现在试验第60天,分别达到1.25U/g和1.20U/g,16.47U/g和17.06U/g,11.02U/g和11.53U/g,其次是C/N为30混合物料;而木聚糖酶在C/N=30玉米秸秆与牛粪混合物和小麦秸秆与牛粪混合物中酶活性最高,试验第15天最大酶活分别达到3.18U/g和3.05U/g,其次为单一秸秆物料。 3.接种蚯蚓的物料中各个时期(第0天除外)纤维素、半纤维素以及木质素的降解速率显著高于其相应的未接种蚯蚓的处理组(P0.05);不同处理时期的相同物料中,纤维素和木质素降解率随着时间而逐渐升高,而半纤维素则呈现随着时间增加而逐渐减小的趋势;相同处理时间的不同物料中,C/N为25的玉米秸秆与牛粪混合物和小麦秸秆与牛粪混合物中纤维素、木质素降解率最高,试验第60天分别达到18.05%和17.07%,14.34%和13.82%,其次是C/N为30的混合物料,而半纤维素则在C/N为30的混合物料中降解率最高,试验第15天分别为16.83%和15.51%,其次是单一秸秆物料。 【关键词】：蚯蚓 秸秆 牛粪 纤维素 纤维素酶
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S816
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文献综述11-24
• 1.1 农作物秸秆利用现状11-14
• 1.1.1 农作物秸秆的应用及处理技术11-12
• 1.1.2 农作物秸秆利用的内在影响因素12-14
• 1.2 畜禽粪便的利用现状14-15
• 1.3 蚯蚓堆制处理技术的相关研究15-19
• 1.3.1 蚯蚓堆肥对象15
• 1.3.2 蚯蚓生长繁殖及其处理效率的关键影响因素15-17
• 1.3.3 蚯蚓堆制处理对堆制物料物理化学性质的影响17-19
• 1.4 实施蚯蚓堆制处理技术的必要性19-22
• 1.4.1 蚯蚓堆制处理技术产生的背景19-20
• 1.4.2 蚯蚓堆制处理技术优势20-22
• 1.5 本研究的目的及意义22-23
• 1.6 本研究的技术路线23-24
• 第二章 材料与方法24-33
• 2.1 试验材料与方法24-32
• 2.1.1 供试材料24
• 2.1.2 试剂与仪器24-25
• 2.1.3 试验方法25
• 2.1.4 样品处理25
• 2.1.5 测定指标及测定方法25-32
• 2.2 数据处理与统计分析32-33
• 第三章 结果与分析33-53
• 3.1 蚯蚓在物料中的增殖情况33-34
• 3.1.1 蚯蚓在小麦秸秆与牛粪及其混合物料中的繁殖情况33
• 3.1.2 蚯蚓在玉米秸秆与牛粪及其混合物料中的繁殖情况33
• 3.1.3 小麦秸秆+牛粪与玉米秸秆+牛粪混合物料间蚯蚓繁殖数的比较33-34
• 3.2 蚯蚓堆制物料中酶活性的变化34-44
• 3.2.1 纤维素酶活性34-37
• 3.2.2 木聚糖酶活性37-39
• 3.2.3 过氧化物酶活性39-42
• 3.2.4 多酚氧化酶活性42-44
• 3.3 蚯蚓堆制物料中纤维素、半纤维素、木质素分解率的变化44-53
• 3.3.1 纤维素44-47
• 3.3.2 半纤维素47-49
• 3.3.3 木质素49-53
• 第四章 讨论53-57
• 4.1 蚯蚓繁殖情况53-54
• 4.2 蚯蚓堆制物料中酶活性变化54-55
• 4.3 蚯蚓堆制物料中纤维素、半纤维素、木质素分解率的变化55-57
• 第五章 结论57-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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