链霉菌接种对小麦秸秆腐解过程影响的研究

【摘要】： 本研究从分子生物学角度鉴定了链霉菌菌株CM19;并从物理,化学和生物学参数方面研究了该菌株对小麦秸秆堆腐进程的影响。表明接种链霉菌对小麦秸秆堆腐过程的含水量,pH和C/N,酶活性和微生物群落变化的影响,得到以下主要结论: 1.链霉菌菌株CM19的分子生物学鉴定:通过稀释涂布平板分离得到菌株,液体培养菌丝体,提取菌丝DNA,聚合酶链式反应扩增核DNA内部转录间隔区序列,进行测序,比对结果显示该菌株为Streptomyces thermovulgaris,标记为Streptomyces thermovulgaris CM19。 2.链霉菌接种对小麦秸秆腐解过程温度、pH、含水量、C/N和电导率的影响:堆腐过程受到很多环境因素的影响。探讨了接种链霉菌对堆体温度pH、含水量、C/N和电导率变化的影响。结果表明,链霉菌对小麦秸秆堆腐产生显著影响。整个堆肥过程含水率呈下降趋势,接菌使得堆体含水量提高。接种链霉菌可以加速堆体温度的升高,整个过程中平均温度为44.66℃和39.55℃,接菌处理比不接菌处理高12.93%。整个堆腐过程接菌处理总的C/N为213.71,而不接菌的处理为284.03。接菌处理比不接菌处理高出33.33%。接链霉菌CM19可以提高堆体的电导率,在堆腐第15d时,接菌处理的电导率达到最大值,而且整个过程接菌处理的电导率均高于不接菌处理。可见,接链霉菌可以提高堆体中的离子浓度,从而加速堆腐进程。 3.链霉菌接种对小麦秸秆堆肥进程微生物群落和酶活性的影响:进一步研究微生物菌剂在农业废弃物资源化利用中的作用及其生物学机理。采用稀释涂布平板法、BIOLOG法和分光光度法,研究了小麦秸秆堆肥体系中接种链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)后,堆体中微生物群落结构及酶活性的动态变化。在整个堆肥过程中,接种(+M)和不接种(-M)处理的细菌和放线菌数量呈现高-低-高的趋势,真菌数量呈现一直降低的趋势。接种链霉菌菌剂,改变了堆体中细菌群落结构组成,堆体细菌总代谢活性和细菌群落多样性均增加,主成分分析显示,在整个堆肥过程,不接菌(-M)处理堆体细菌群落结构典型变量值的变异很小,而接菌(+M)的变异较大。整个堆肥过程,接菌处理(+M)的蔗糖酶活性比不接菌处理(-M)高50.07%,蛋白酶活性高21.63%。接种链霉菌(S. thermovulgaris)菌剂能够促进细菌数量的增加,可以提高堆体蔗糖酶和蛋白酶活性,但是接种处理(+M)堆体中细菌群落稳定性低于不接菌处理(-M)。 【关键词】：链霉菌 小麦秸秆 腐解 电导率 微生物群落 酶活性
【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】：S141.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-19
• 1.1 我国秸秆资源的利用现状9-10
• 1.2 微生物菌株的分子生物学鉴定10-11
• 1.2.1 核DNA 内部转录间隔区的特点10
• 1.2.2 内部转录间隔区(ITS)10-11
• 1.3 堆腐过程的评价指标11-13
• 1.3.1 物理参数指标11
• 1.3.2 化学参数指标11
• 1.3.3 微生物群落的变化11-13
• 1.4 秸秆堆腐的研究13-17
• 1.4.1 堆肥技术的研究及存在的主要问题13-15
• 1.4.2 微生物菌剂在堆肥中的应用15-17
• 1.5 本研究的目的意义17-18
• 1.6 本研究的技术路线18-19
• 第二章 链霉菌菌株CM19 的分子生物学鉴定19-21
• 2.1 材料与方法19
• 2.1.1 链霉菌的分离和纯化19
• 2.1.2 链霉菌rDNA-ITS 分子鉴定19
• 2.2 结果与分析19-20
• 2.2.1 链霉菌菌株的分离纯化19-20
• 2.2.2 PCR 产物检测20
• 2.2.3 PCR 扩增序列分析20
• 2.3 小结20-21
• 第三章 链霉菌对小麦秸秆堆肥过程温度、含水量、PH、 C/N 和电导率的影响21-26
• 3.1 材料与方法21-22
• 3.1.1 试验材料21
• 3.1.2 试验方法21
• 3.1.3 测定参数和方法21-22
• 3.1.4 数据处理22
• 3.2 结果与讨论22-24
• 3.2.1 接种菌剂对小麦秸秆堆腐过程温度变化的影响22
• 3.2.2 接种菌剂对小麦秸秆堆腐过程含水量变化的影响22-23
• 3.2.3 接种菌剂对小麦秸秆堆腐过程pH 变化的影响23
• 3.2.4 接种菌剂对小麦秸秆堆腐过程C/N 变化的影响23-24
• 3.2.5 接种菌剂对小麦秸秆堆腐过程电导率变化的影响24
• 3.3 小结24-26
• 第四章 链霉菌对小麦秸秆腐解进程微生物群落和酶活性的影响26-33
• 4.1 材料与方法26-28
• 4.1.1 实验材料26
• 4.1.2 实验设计26-27
• 4.1.3 实验方法27
• 4.1.4 酶活性的测定27-28
• 4.1.5 数据处理28
• 4.2 结果与分析28-32
• 4.2.1 堆肥过程中堆体微生物数量的变化28-29
• 4.2.2 堆肥过程堆体中细菌群落功能多样性的变化29-30
• 4.2.3 堆肥过程中堆体蔗糖酶活性的变化30-31
• 4.2.4 堆肥过程中堆体蛋白酶活性的变化31-32
• 4.3 小结32-33
• 第五章 研究展望33-34
• 参考文献34-39
• 致谢39-40
• 作者简介40

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