生物质液化产物应用于辣椒根腐病防治及桑黄人工培养

作     者：赵远 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高岩

授予年度：2024年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 09[农学] 090101[农学-作物栽培学与耕作学] 0904[农学-植物保护] 0901[农学-作物学] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 10[医学] 

主      题：生物质 玉米秸秆 近临界水 抑菌性 桑黄培养基料 

摘      要：生物质资源循环利用为我国推进可持续发展的重要途径之一。玉米秸秆及畜禽粪污作为常见生物质资源,富含有机质、氮、磷、钾和众多微量元素,是重要的有机质资源,具有巨大开发潜力。对其合理回收利用能有效解决资源危机,推进农业绿色发展,同时避免不当处理所带来的非点源环境污染问题。 辣椒是我国重要经济蔬菜作物,种植中不仅存在着土壤长期连作使土壤中病毒累积,微生物遭到破坏,导致辣椒产量下降的状况,还面临着腐皮镰孢菌(辣椒根腐病致病菌)对传统化学药剂耐药性日益提高、残留农药造成环境污染等问题。因此,开发有指向性并且绿色健康的天然抑菌剂具有重要意义。桑黄在抗肿瘤、抗氧化方面具有显著效果,但其子实体成熟缓慢,从生长到成熟通常要经过五年以上,未成熟子实体药性较低。为解决野生桑黄产量较低与抗癌研究方面对桑黄较大需要不平衡的问题,采用人工栽培技术提高桑黄产量具有重要现实意义。本文以秸秆与畜禽粪污为原料,利用近临界水技术,为绿色防治辣椒根腐病、人工培育药用真菌桑黄提供了应用基础,为生物质资源高值化利用提供了新途径。为农业绿色发展提供了技术选择。 本文在近临界水条件下液化玉米秸秆与鸡粪等生物质,并对所得液体产物(Liquid straw manure liquefaction products,LSP-S/M)和固体产物(Solid corn-stalk liquefaction products,SCP)进行分析,获得最佳液化工艺。液体产物应用于吉林省通榆县辣椒根腐病的防治,探究其对腐皮镰孢菌的体内-体外抑菌活性影响;固体产物应用于桑黄的人工培养实验,探究其对桑黄生长活性的影响。主要研究内容如下: 1.以玉米秸秆与鸡粪作为原料,近临界水条件下液化制备对腐皮镰孢菌具有良好抑制效果的LSP。探究不同制备条件和原料比例对液体产物成分及性质的影响,并采用不同抑菌实验方法评估液体产物对腐皮镰孢菌的体内-体外抑菌活性。其中,纯秸秆200 g,秸秆与水固液比1:2.5,液化温度260℃,液化压强5.5MPa制备所得LSP-260S对腐皮镰孢菌具有最显著抑制效果,其主要成分包括酚类化合物(43.26%)、酮类化合物(21.38%)、醇类化合物(9.05%)、酯类化合物(7.51%)、酸类化合物(6.88%)和其他有机化合物(11.92%)。6%和8%体积浓度的LSP-260S对孢子萌发抑制率分别为91.50%和96.94%,对菌丝生长抑制率均为100%。结合处理后菌丝电导率变化及形态变化可知,LSP对真菌细胞膜造成不可逆损坏,其对菌丝破坏程度与添加浓度呈正比,在辣椒根腐病防治方面具有很大的应用潜力。 2.近临界水条件下液化玉米秸秆,制备能为桑黄菌丝体提供营养成分的固体产物SCP,探究不同条件对SCP成分的影响。将SCP作为基料,探究其对桑黄生长状况的影响。实验结果表明,桑黄菌丝体在五种SCP上均能正常生长,其中最优碳源添加为0.75 g/100 m L、p H=5的SCP-220,最优氮源添加为0.75 g/100m L、p H=5的SCP-180,黄酮产量最高值为5.8947 mg/g,在桑黄人工培养方面具有良好的应用前景。