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秸秆降解菌对秸秆降解率、土壤理化性质及酶活性的影响

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华北农学报 2019年第S1期34卷 161-167页

作者：常洪艳王天野黄梓源白义晨王呈玉刘淑霞吉林农业大学资源与环境学院吉林长春130118 吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室吉林长春130118

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... 详细信息

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。

关键词：秸秆还田黑土土壤养分土壤酶活性秸秆降解菌

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秸秆降解菌的筛选及复合菌系构建

中国酿造 2024年第11期43卷 70-76页

作者：陈海霞潘大伟全艳玲孙昊然赵立男张雨虹辽宁科技大学化学工程学院辽宁鞍山114051 鞍钢集团矿业有限公司辽宁鞍山114001

该研究采用传统培养分离法、纤维素降解酶活力及玉米秸秆降解率的测定,从玉米秸秆中分离、筛选具有纤维素降解能力的菌株,并通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。综合考虑菌株门类、纤维素降解酶活性和玉米秸秆降解效果筛... 详细信息

该研究采用传统培养分离法、纤维素降解酶活力及玉米秸秆降解率的测定,从玉米秸秆中分离、筛选具有纤维素降解能力的菌株,并通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。综合考虑菌株门类、纤维素降解酶活性和玉米秸秆降解效果筛选优良菌株,考察各菌株间的拮抗性,并构建不同复合菌系(编号为S1~S8)。通过比较不同复合菌系的纤维素降解酶活力,最终构建高效秸秆降解复合菌系。结果表明,筛选、鉴定得到7株高效降解秸秆的优良菌株,分别为巨大芽孢杆菌(Priestia megaterium)S381-8、短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)S381-7、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)S381-3、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)S381-4、杆菌状链霉菌(Streptomyces bacillaris)S381-2、里氏木霉(Trichoderma reesei)S876-2、产紫青霉(Penicillium purpurogenum)S876-6,各菌株间无拮抗性。以菌株S876-6、S876-2、S381-3、S381-2为中心菌株,协同菌株S381-7、S381-4、S381-8(各菌株菌悬液体积比1∶1)混合构建的复合菌系S8纤维素降解酶活力(25.58 U/mL)最高,并且经其处理后的秸秆表面物理结构更为疏松多孔,表明该复合菌系具有良好的秸秆降解潜力。

关键词：秸秆降解菌纤维素酶活性筛选鉴定复合菌系

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秸秆降解菌固态发酵酶活性的研究

江苏农业科学 2013年第2期41卷 300-302页

作者：何桂霞张力张君胜杨晓志韦丽敏甘肃农业大学甘肃兰州730070 江苏畜牧兽医职业技术学院江苏泰州225300

通过对纤维素降解菌的酶活进行综合测定及对其秸秆降解率的测定,对实验室现有的7个绿色木霉菌株进行筛选,得到2株具有高效纤维素降解能力的菌株,分别为化L4C、BS。化L4C的FPA、C1、CX、CB酶活分别为714.941 7、647.747 3、2 440.601、1 ... 详细信息

通过对纤维素降解菌的酶活进行综合测定及对其秸秆降解率的测定,对实验室现有的7个绿色木霉菌株进行筛选,得到2株具有高效纤维素降解能力的菌株,分别为化L4C、BS。化L4C的FPA、C1、CX、CB酶活分别为714.941 7、647.747 3、2 440.601、1 171.007 U/mL,BS的FPA、C1、CX、CB酶活分别为608.912 7、299.087 7、2 214.773、1 069.109 U/mL。在最优培养基配比稻草∶麸皮=7∶3,氮源为硫酸铵、尿素,碳源为碳酸钙,自然pH值,28°条件下培养,BS对秸秆中半纤维素、纤维素、木质素的降解率分别达19.74%、37.55%、22.58%;化L4C对秸秆中半纤维素、纤维素、木质素的降解率分别达23.90%、33.85%、19.16%。

关键词：秸秆降解菌固态发酵纤维素降解筛选

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秸秆降解菌的筛选及促腐菌剂的应用探究

秸秆降解菌的筛选及促腐菌剂的应用探究

作者：孙玲吉林农业大学

学位级别：硕士

东北地区是我国主要的粮食产区,农业资源产出丰富,秸秆是农作物经过传统农业利用后剩余的副产物。由于农业技术水平相对滞后和农民思想意识淡薄,每年都有大量的秸秆被弃置浪费,甚至在“田间地头”就地燃烧造成严重的大气污染,因此使秸... 详细信息

东北地区是我国主要的粮食产区,农业资源产出丰富,秸秆是农作物经过传统农业利用后剩余的副产物。由于农业技术水平相对滞后和农民思想意识淡薄,每年都有大量的秸秆被弃置浪费,甚至在“田间地头”就地燃烧造成严重的大气污染,因此使秸秆高效绿色降解对解决能源利用和环境污染问题意义重大。秸秆的主要成分是木质纤维素,其在自然界中分布很广,是储存量极大的可再生资源之一,但由于这些资源很难在自然条件下降解导致其利用率极低。为了寻找高效的秸秆降解菌,提高秸秆降解效果并缩短秸秆腐解时间,从腐烂秸秆、牛粪、鹿粪以及土壤中筛选获得高效秸秆降解菌,并研究单一及复合菌剂对秸秆的降解能力,为秸秆类固体废弃物和秸秆资源的有效利用提供理论依据。本文通过筛选、鉴定获得高效秸秆降解菌,采用室内秸秆降解与大田堆腐试验相结合,以充分检验菌种在自然环境对秸秆的降解效果,达到实际应用的目的。主要研究结果如下:(1)通过刚果红染色和滤纸条降解试验筛选到4株具有较高降解纤维素能力的菌株,包括2株真菌和2株细菌。菌株G1和CMC-red室内10 d可将滤纸降解成糊状。2株具有较强纤维素降解能力的细菌经16SrDNA序列分析,初步鉴定菌株CMC-red为Massilia arvi菌属,菌株CMC-I为黄杆菌属(Flavobacterium banpakuense)。(2)在室内进行单一菌株和复合菌系的秸秆发酵试验,进一步确定各菌株对秸秆的降解效果。复合菌系FH的CMC酶活和FPA酶活均在发酵的第6 d达到最大值,单菌株的CMC酶活和FPA酶活综合比较,G1的酶活最高,CMC-I的酶活最低。在秸秆发酵结束时,复合菌系FH对纤维素降解率达到43.16%,比CK高27.89%;单菌株中,G1对纤维素降解率最高,G1比CK高20.96%。通过30 d的发酵后,CK的秸秆失重率仅仅为8.21%,单菌株中G1对秸秆降解效果最好,失重率为44.21%,复合菌系FH的降解率高达48.26%,比单一菌剂G1高4.05%。因此室内秸秆降解过程中FH菌系降解效果最好,单菌株中G1菌株的降解效果最好。(3)大田堆肥后,FH、G1与CKT处理的秸秆最终均呈现黑褐色且松散易断。通过扫描电镜观察降解后秸秆的微观结构,FH和CKT处理的秸秆整体降解严重,对秸秆降解效果尤其明显。在堆肥60 d时,G1、CKT和FH的含水率相对较低。不同处理的全氮含量均有所下降,之后呈上升趋势。各处理有机质含量的变化趋势呈现下降趋势,之后趋于稳定,G1、L1和CKT的变化幅度大于CK。在堆肥60 d时,各处理的种子发芽指数均大于CK,说明加入菌剂后堆肥腐熟效果更好,并对植物的毒性更低。对不同堆肥样品中真菌群落进行鉴定,均以子囊菌门和担子菌门数量最多,CKT样品的真菌多样性最高,其次为FH,而L1样品中真菌多样性最低。在门水平上各堆肥样品的细菌类群组成相似,CKT中变形菌门所占比例高达62.46%,CMC-I和CMC-red中的拟杆菌门所占比例分别为39.5%和37.83%。CMC-red的shannon指数和simpson指数分别为8.471和0.994,细菌多样性最高。

关键词：秸秆降解菌 16SrDNA序列高通量测序扫描电镜降解效果

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秸秆降解菌的筛选及全程有机植保体系的推广

秸秆降解菌的筛选及全程有机植保体系的推广

作者：戴相群南京农业大学

学位级别：硕士

1.最佳秸秆降解菌的筛选与鉴定本实验开展于2014年11月,实验目标是从瘤胃中筛选优良的秸秆降解菌。首先通过纤维素-刚果红培养基羧甲基纤维素钠平板筛选得到200个菌株,通过羧甲基纤维素钠培养基培养后刚果红染色,筛选到31个有较强的产... 详细信息

1.最佳秸秆降解菌的筛选与鉴定本实验开展于2014年11月,实验目标是从瘤胃中筛选优良的秸秆降解菌。首先通过纤维素-刚果红培养基羧甲基纤维素钠平板筛选得到200个菌株,通过羧甲基纤维素钠培养基培养后刚果红染色,筛选到31个有较强的产酶能力以及分解羧甲基纤维素的能力的菌株。再通过液体发酵复筛,测定这31个菌株在10d、30d、90d时对水稻秸秆的降解率,得到有10株降解效果比较好的菌株。通过初筛和复筛效果都比较好的菌株有6#、11#、47#、80#、82#、83#、132#。此外,我们用这些菌液分别对棉铃壳、棉花和棉秆做了盆栽模拟小试试验,30d时统计了降解率,菌株11#降解效果与对照组相比具有显著性增加,降解效果最佳。2.秸秆降解菌对田间秸秆的降解效果为了进一步评估秸秆降解菌的田间实际降解效果,本实验将前期筛选效果较好的秸秆降解菌于2015年6月至2015年11月在水稻-小麦轮作田进行了大田实验。菌株处理后每半个月对各个处理土壤养分进行测定并且对秸秆剩余量、秸秆的纤维素、半纤维素和木质素含量进行测定,从而对秸秆降解菌田间实际的秸秆降解效果进行评估。实验结果表明,在157天时,检测各个处理土壤养分变化,与直接还田对照组相比,菌株11#处理组和宁盾处理组在改良土壤上均有显著效果。每半个月取样检测了秸秆的剩余量以及秸秆木质纤维素含量,与直接还田对照组以及宁盾对照组相比,菌株11#降解效果最佳。处理75天时秸秆由最初的43.5g/500g变为7.5g/500g;15～30d时降解速度最快,半纤维素降解率为40.5%,纤维素降解率为27.4%,木质素降解率为20.4%。因此,通过对土壤养分含量的影响以及秸秆降解效果的评估,证实菌株11#(Chryseobacterium sp.)在降解秸秆方面效果良好。3.微生物肥料“宁盾”对四季豆的促生防病效果研究本实验于2015年4月开展,通过四季豆在播种时使用微生物肥料“宁盾”浇灌处理,发现能够有效的提高四季豆的出苗率,促进四季豆的生长,有效的防治四季豆疫病,并显著的提高四季豆的果实品质。结果表明:处理10天之后,“宁盾”处理组的出苗率较对照组高9.52%。处理25天之后,株高、茎粗增长量分别为72.31%,16.22%;处理41天之后,株高、茎粗、叶绿素、结果数、单果重以及亩产量增长量分别为9.70%、16.22%、12.81%、25%、9.22%以及30%,表明宁盾促进了四季豆的生长。“宁盾”不仅能促进四季豆生长,而且可以很好的防治四季豆疫病,“宁盾”处理组疫病严重度显著低于对照组,生防效果达42.75%。同时“宁盾”处理组四季豆果实的可溶性蛋白、维生素C、可溶性固形物等品质指标都显著优于对照组。表明“宁盾”对四季豆豆有显著的促生防病效果,具有实际推广应用价值。4.不同用量“宁盾”颗粒剂对番茄的促生防病效果本实验采用不同用量的“宁盾”颗粒剂在番茄上开展温室促生及青枯病的防治实验,通过移栽时将不同用量的“宁盾”颗粒剂埋于番茄根部的方式开展实验,初步探究不同用量“宁盾”颗粒剂在番茄上的促生防病效果。温室实验结果表明,与空格白对照组相比,不同用量“宁盾”颗粒剂对番茄的多项生长指标均有一定的促进效果。通过整体比较,颗粒剂用量为每株2颗时对番茄的温室促生效果最好,株高达到33.2cm,根长达到11.67cm,单株叶片数达到9片,叶绿素含量为47.24 SPAD,地上部干重和鲜重分别达到1.03g和12.03g,地下部干鲜重分别达到0.175g和1.8g,这些促生指标较空白对照组均显著性增加。而且,不同用量的“宁盾”颗粒剂,其生防效果也有差异,本次温室实验防病效果最好的是每株2颗宁盾颗粒剂,其生防效果达到了 65.3%。5.全程有机植保体系在芦蒿上的示范推广2015年7月在南京市八卦洲将有机全程植保体系运用到芦蒿的种植上,实验分为有机植保体系和常规种植体系。有机植保体系全程采用有机种植技术,使用生物农药和生物肥料,而常规种植体系采用普通的种植方式,采用化学农药和化学肥料。从土壤检测指标、促生指标以及品质指标检测等方面出发,种植前后对两种体系土壤进行了检测,有机植保体系后,土壤中的铵态氮、速效磷较常规种植后有显著性差异并且通过有机种植有效钾含量恢复正常水平,说明有机植保体系显著增加了土壤肥力;有机种植体系的碳氮比为18.37,属于较好的水平,而常规种植体系中的比值偏低,可能会导致土壤酸化。同时我们对土壤重金属进行了检测,未发现有重金属超标现象,通过有机植保体系,土壤得到了改良。移栽处理35d之后,有机质保体系植株株高较常规种植体系高4.2cm,茎粗较常规种植体系提高了 2.2cm,叶绿素含量较常规种植体系提高了 3.25SPAD;移栽处理208d时,由于没有喷施激素,株高上有机种植体系比常规种植体系略低,但

关键词：秸秆降解菌微生物肥料“宁盾” “宁盾”颗粒剂有机植保体系

基于微生物高通量分离技术的白星花金龟幼虫消化道玉米秸秆降解菌筛选

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东北农业大学学报 2024年第6期55卷 46-57页

作者：张超张立达熊桂昕刘荣梅东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030

白星花金龟幼虫在转化玉米秸秆过程中,其肠道微生物发挥关键作用。为获得优良秸秆降解菌株,研究通过优化秸秆提取物(Straw extract,SE)提取参数,制备SE培养基,采用高通量分离培养方法,从白星花金龟幼虫后肠分离得到1128株细菌,微生物可... 详细信息

白星花金龟幼虫在转化玉米秸秆过程中,其肠道微生物发挥关键作用。为获得优良秸秆降解菌株,研究通过优化秸秆提取物(Straw extract,SE)提取参数,制备SE培养基,采用高通量分离培养方法,从白星花金龟幼虫后肠分离得到1128株细菌,微生物可培养率为42.1%。从中筛选到纤维素降解菌409株,木质素降解菌669株。测定部分菌株降解率,结果表明,菌株P61-C4、P63-G12-1和P62-D4-2对滤纸条降解率分别为45.6%、31.7%、26.8%;菌株P61-C7-1、P61-C6-2、P61-C10-1对木质素磺酸钠降解率分别为50.5%、30.6%、25.1%。研究结果明确白星花金龟幼虫肠道微生物对转化玉米秸秆的作用,丰富秸秆生物降解菌株资源,对促进农业可持续发展具有重要意义。

关键词：白星花金龟幼虫高通量分离培养秸秆降解菌 16S rRNA鉴定

马铃薯秸秆降解菌的筛选鉴定及其降解能力测定

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中国蔬菜 2022年第12期 45-51页

作者：修志君宋亚迪张冬梅杨春芳张学峰张笑宇内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古呼和浩特010020 乌兰察布市新时代文明实践指导中心内蒙古乌兰察布012000

为快速降解马铃薯秸秆,从马铃薯田取土样分离秸秆降解菌并使用刚果红染色法进行初筛,得到1株菌株,命名为WXB10,其在28℃、180 r·min^(-1)条件下发酵35 d时马铃薯秸秆降解率可达57.73%。菌株WXB10可产生半纤维素酶、内切-β-1,4-葡聚糖... 详细信息

为快速降解马铃薯秸秆,从马铃薯田取土样分离秸秆降解菌并使用刚果红染色法进行初筛,得到1株菌株,命名为WXB10,其在28℃、180 r·min^(-1)条件下发酵35 d时马铃薯秸秆降解率可达57.73%。菌株WXB10可产生半纤维素酶、内切-β-1,4-葡聚糖酶、外切-β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶,发酵5 d时,半纤维素酶活性最高,为32.17 U·mL^(-1);发酵3 d时,内切-β-1,4-葡聚糖酶活性最高,为238.75 U·mL^(-1);外切-β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶活性均在发酵4 d时达到最大值,分别为478.48 U·mL^(-1)和4.82 U·mL^(-1)。结合形态学观察、生理生化试验和分子生物学鉴定结果,菌株WXB10被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),具有较高的纤维素酶活性,能快速降解马铃薯秸秆。

关键词：马铃薯秸秆降解菌纤维素酶贝莱斯芽孢杆菌

棉花秸秆降解菌的筛选鉴定及对秸秆还田土壤理化性质的影响

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棉花秸秆降解菌的筛选鉴定及对秸秆还田土壤理化性质的影响

作者：孙美娜石河子大学

学位级别：硕士

随着对农作物秸秆资源化利用需求的迅猛发展,农作物秸秆原位还田这一便捷利用方式越来越受到重视。秸秆还田技术不仅减少了对环境的污染,而且增加了土壤的肥力,是提高秸秆利用效率最有效的途径之一。但是在自然条件下,秸秆降解的速度缓... 详细信息

随着对农作物秸秆资源化利用需求的迅猛发展,农作物秸秆原位还田这一便捷利用方式越来越受到重视。秸秆还田技术不仅减少了对环境的污染,而且增加了土壤的肥力,是提高秸秆利用效率最有效的途径之一。但是在自然条件下,秸秆降解的速度缓慢,秸秆还田后会影响下茬作物的生长和生产。因此,研究利用微生物自身代谢优势快速降解秸秆技术,以解决秸秆还田中存在的不足将是一个优选的可行途径。为获得用于接种和促进棉花秸秆快速降解的菌株,本实验在棉花秸秆机械旋耕还田条件下,从棉田土壤中筛选出能够降解棉花秸秆的4株降解菌,经过形态学观察以及序列分析鉴定,分别为黑曲霉(Aspergillus niger)、赤霉(Gibberella moniliformis)、链格孢霉(Alternaria nees)和青霉(Penicillium italicum)。在以棉花秸秆为碳源的液态培养过程中,菌株SN-1和SN-4对棉花秸秆具有较强的降解能力,第25 d时,其秸秆失重率分别达到52.47%和49.73%。菌株SN-1和SN-4对纤维素的降解效果最好,在第25天,纤维素降解率可以达到40.23%和38.36%。菌株SN-1、SN-2和SN-4对于半纤维素降解情况的差异不大,分别达到28.12%、27.35%和26.51%。菌株SN-3的木质素降解率可以达到16.17%。菌株SN-2、SN-3对于对于棉花秸秆的失重率和纤维素降解率相对较低,但SN-2对于半纤维素的降解能力突出,SN-3对于木质素的降解能力突出,说明不同菌株微生物自身对底物的选择性差异及代谢途径的不同。在自然条件下,对不同处理的田间试验土壤样品,进行了有机质和速效氮磷钾的含量随时间变化的测定。结果显示,以菌株SN-1处理过的秸秆还田土壤中的有机质以及速效氮、速效磷、速效钾数据与两种参照相比差异显著。在棉花秸秆还田过程中,接种菌株还田可以显著增加耕作层土壤中有机质以及速效氮、速效磷、速效钾的含量,从而提高土壤肥力,对于深层土壤的影响不及表层土壤显著。在自然条件下,以菌株SN-1处理棉花秸秆进行秸秆还田的大田实验,通过测定土壤的容重、含水量和p H值与两种参照对比,结果显示,表层土壤变化差异显著,深层土壤差异不及表层差异显著。表明在自然条件下的田间棉秆还田实验,接种菌剂可以改善耕作层土壤的物理性状,有利于农作物的生长和产量。本实验分离筛选出的4株降解菌对棉花秸秆具有一定的降解能力,而且能够显著提高土壤中的有机质含量,增强土壤的肥力,改善土壤的物理性状,为接种菌剂下棉花秸秆原位还田提供了理论依据和菌种资源。

关键词：秸秆降解菌分离鉴定降解效果土壤养分土壤物理性质

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秸秆降解菌的筛选及模拟田间应用效果分析

微生物学杂志 2010年第4期30卷 101-104页

作者：张庆华赵新海李莉池景良钟丽娟徐冲辽宁省微生物科学研究院辽宁朝阳122000

以透明圈筛选法和滤纸崩解法相结合,建立初筛方法;模拟田间覆土菌种筛选方法,以秸秆腐解率为指标,建立了复筛方法,并进行了模拟田间应用效果分析。Y13、774、HX及J1 4株菌的腐解率较高,比对照分别提高27.04%、29.65%、35.38%和27.86%;其... 详细信息

以透明圈筛选法和滤纸崩解法相结合,建立初筛方法;模拟田间覆土菌种筛选方法,以秸秆腐解率为指标,建立了复筛方法,并进行了模拟田间应用效果分析。Y13、774、HX及J1 4株菌的腐解率较高,比对照分别提高27.04%、29.65%、35.38%和27.86%;其产CO2能力皆高于空白对照,分别提高41.67%、51.85%、30.56%和57.41%;其可溶性糖含量均提高,比对照平均提高15.40%。

关键词：秸秆降解菌筛选模拟田间应用