红壤中秸秆降解的微生物演替及应用研究

【摘要】： 微生物在秸秆降解中发挥了巨大作用，而多项研究表明，秸秆中的木质素成分是秸秆降解速度的限制因素。鉴于此，本论文即从筛选高产木质素酶的菌株入手，结果从重阳木茎内皮中筛选到一株有较高漆酶(木质素酶之一)活性的菌株B3，并将其制成秸秆降解剂，模拟大田试验研究了它对秸秆的降解效果及对后季作物生长的影响。 本论文包括三个部分：1．调查了中科院红壤生态站内不同土壤中的微生物数量及区系组成，跟踪检测秸秆自然降解状况。结果表明，水田以细菌为主，旱地中真菌和放线菌数量最多，林地中有大量的高等担子菌；秸秆自然降解较慢，土壤微生物也随着降解的进行而呈现一定的变化规律；当调节C/N比为25：1时，秸秆的腐解残留率比对照组下降10.67％。2．通过形态学观察及测定其rDNA ITS序列对菌株B3进行鉴定，该菌株属于子囊菌亚门的腐皮壳属(Diaporthe)。纤维素类物质CMC-Na是其最佳碳源诱导物，正交优化后的发酵条件是马铃薯200g/L,CMC-Na 20g/L，NH_4Cl 1g/L,KH_2PO_43g/L,MgSO_4·7H_2O 1.5g/L,VB_10.01g/L,pH4.0，培养温度25℃；同时发现菌株B3分泌的漆酶有较好的耐热性，在酸性条件下能很好的生长，可以适应红壤酸性条件，因此根据其最佳发酵条件在7L发酵罐内发酵制成秸秆降解剂。3．通过盆栽试验和扫描电镜观察检测了秸秆降解剂对秸秆的降解效果，结果发现，该降解剂在15d内就能破坏秸秆的结构，使秸秆不再漂浮，不影响作物的生根；进一步检测其对后季作物生长的影响发现，该降解剂还能促进后季作物的生长，薄板层析和免疫学检测均显示菌株B3分泌了IAA和ABA。 【关键词】：秸秆还田 红壤 木质素 漆酶 内生真菌 秸秆降解剂
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：S154.3
【目录】：

• 目录3-6
• 中文摘要6-7
• 英文摘要7-8
• 前言与综述8-19
• 1 秸秆还田的研究进展8-14
• 2 我国南方丘陵地区红壤基本性质14-15
• 3 利用微生物对红壤丘陵区土壤进行综合治理15-16
• 参考文献16-19
• 第一章 我国南方红壤地区微生物区系调查及秸秆自然降解特点19-35
• §1 中国科学院红壤生态站不同土壤中的微生物类群调查19-25
• 1 材料与方法20
• 2 结果20-24
• 2．1 不同土壤类型养分比较20-21
• 2．2 红壤在不同利用方式下的微生物数量21-23
• 2．3 红壤在不同利用方式下真菌的优势属23-24
• 3 讨论24-25
• §2 秸秆物料在红壤中自然降解状况25-30
• 1 材料与方法25-26
• 2 结果26-29
• 2．1 秸秆物料在三种供试土壤中的腐解率26-27
• 2．2 秸秆物料降解过程中微生物数量的动态变化27-28
• 2．3 有机物料的添加对土壤性状的影响28-29
• 3 讨论29-30
• §3 调节C/N比对秸秆物料腐解的影响30-33
• 1 材料与方法30-31
• 2 结果31-32
• 2．1 调节C/N比对秸秆降解的影响31
• 2．2 秸秆降解后对土壤性状的改善31-32
• 3 讨论32-33
• 参考文献33-35
• 第二章 高效降解菌株的筛选及其关键酶的性质分析35-54
• §1 从红壤土著微生物中筛选高效秸秆降解菌35-38
• 1 材料与方法35-36
• 2 结果36-38
• 2．1 红壤土著菌纤维素酶和木质素酶活力测定结果36-37
• 2．2 三种胞外酶活性和点接种菌落大小及生物量的相关分析37-38
• 3 讨论38
• §2 从内生真菌中筛选高效秸秆降解菌38-43
• 1 材料与方法39-40
• 2 结果40-42
• 2．1 乌桕内生菌三种胞外酶活性40
• 2．2 大戟内生菌三种胞外酶活性40-41
• 2．3 泽漆内生菌三种胞外酶活性41
• 2．4 重阳木内生菌三种胞外酶活性41-42
• 2．5 内生菌三种胞外酶活性与点接种菌落大小及生物量的相关性分析42
• 3 讨论42-43
• §3 内生真菌B3的发酵条件及关键酶性质研究43-49
• 1 材料与方法43-44
• 2 结果44-48
• 2．1 菌株B3的生长及产酶曲线44
• 2．2 培养条件对B3产漆酶的影响44-47
• 2．3 菌株B3分泌的漆酶的一般性质研究47-48
• 3 讨论48-49
• §4 内生真菌B3的鉴定49-52
• 1 材料与方法49-50
• 2 结果50-52
• 2．1 形态学观察结果51
• 2．2 基于ITS区段的鉴定结果51-52
• 3 讨论52
• 参考文献52-54
• 第三章 秸秆降解剂的盆栽试验及对后季作物生长的影响54-63
• §1 秸秆降解剂的盆栽试验54-58
• 1 材料与方法54-55
• 2 结果55-58
• 2．1 秸秆降解盆栽试验55-56
• 2．2 扫描电镜观察结果56-58
• 3 讨论58
• §2 秸秆降解剂对后季作物生长的影响58-61
• 1 材料与方法58-59
• 2 结果59-61
• 2．1 水稻生长盆栽试验结果59-61
• 2．2 促进水稻生长的机理初探61
• 3讨论61
• 参考文献61-63
• 小结63-64
• 致谢64

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