氧化还原类酶活性在作物秸秆静态高温堆腐过程中的变化

【摘要】： 我国是个农业大国,每年有大量的农作物秸秆产生。农作物秸秆是一种储量丰富,可以再生的绿色资源,但长期以来没有得到良好的利用,并且由于大多采用焚烧的处理方式,不仅造成了资源的浪费,还导致严重的空气污染。因此,秸秆的有效利用对中国乃至世界经济的健康发展具有重大的意义。近年来,秸秆的堆肥化处理受到了学术界的广泛关注,并已成为国内外研究的热点。氧化还原酶是参与堆腐过程生物化学反应的一类重要酶,了解它的变化规律,可以准确把握堆腐过程的腐殖质化进程和强度,为优化堆肥工艺和条件、加快堆肥化进程提供理论依据。本文以小麦秸秆、玉米秸秆为研究对象,采用尿素调节C/N,研究了静态高温堆肥过程中过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶、过氧化物酶及其他理化指标的变化规律,取得了以下主要结论: 以小麦秸秆为原料进行堆肥试验,分别进行添加葡萄糖活化菌剂(G+J)、添加菌剂(J)、不添加菌剂(CK)三种处理,实验结果表明: 1.过氧化氢酶活性变化:堆肥前期三种处理过氧化氢酶活性迅速降低,堆肥第4d开始G+J、J活性开始升高,CK处理过氧化氢酶活性堆肥第6d开始升高,堆肥第19d到堆肥结束过氧化氢酶活性G+J、J＞CK。 2.多酚氧化酶活性变化:三种处理的多酚氧化酶活性变化趋势相同,酶活性达到第一个高峰值时G+J、J＞CK,第二个高峰值时J＞CK,说明添加菌剂处理可促进物质的氧化。 3.脱氢酶活性变化:堆肥初期三种处理的脱氢酶活性迅速降低,高温期过后脱氢酶活性开始升高,堆肥第19dG+J脱氢酶活性达到高峰,J、CK脱氢酶活性堆肥第23d达到高峰值,脱氢酶活性从堆肥第12d到堆肥结束J＞G+J、CK。 4.过氧化物酶活性变化:三种处理过氧化氢酶活性均在堆肥中期达到高峰,堆肥第4d开始到堆肥结束过氧化物酶活性J＞G+J、CK。 以玉米秸秆为原料进行堆肥试验,分添加微生物腐解菌剂处理(J)、不添加菌剂处理(CK)两种,结果表明: 1.过氧化氢酶活性变化:堆肥初期过氧化氢酶活性开始缓慢下降,随着温度的降低酶活性开始升高,堆肥第9d开始过氧化氢酶活性J＞CK,堆肥第12d到堆肥结束两种处理的过氧化氢酶活性保持稳定,表明添加微生物菌剂可加速物质的氧化。 2.多酚氧化酶活性变化:两种处理多酚氧化酶活性变化趋势不同,添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥第19d达到高峰值,堆肥第23d堆肥结束保持稳定,CK处理从堆肥第2d开始一直保持增值趋势。 3.脱氢酶活性变化:添加菌剂处理和CK的脱氢酶活性变化趋势相同,同时在堆肥中期达到高峰,堆肥第4d到堆肥结束脱氢酶活性J＞CK。 4.过氧化物酶活性变化:添加菌剂处理的和CK的过氧化物酶活性变化趋势相同,堆肥第6d开始到堆肥结束过氧化物酶活性J＞CK,堆肥处理后的过氧化物酶活性较堆制前有所提高。 【关键词】：秸秆 静态高温堆肥 过氧化氢酶 多酚氧化酶 脱氢酶 过氧化物酶
【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】：2008
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-22
• 1.1 秸秆概述10-12
• 1.1.1 秸秆的价值10-11
• 1.1.2 秸秆的利用方式11-12
• 1.2 高温堆肥12-20
• 1.2.1 堆肥概念及原理12-13
• 1.2.2 高温好氧堆肥生物学作用过程13
• 1.2.3 高温堆肥处理工艺发展13-15
• 1.2.4 堆肥工艺15
• 1.2.5 堆肥原料15-16
• 1.2.6 堆肥过程的影响因素16-18
• 1.2.7 堆肥腐熟度的评价指标18-19
• 1.2.8 微生物菌剂的作用19-20
• 1.3 研究目的及意义20-21
• 1.4 技术路线21-22
• 第二章 小麦秸秆静态高温堆肥22-40
• 2.1 材料与方法22-23
• 2.1.1 试验材料22
• 2.1.2 堆肥装置22
• 2.1.3 试验方法22-23
• 2.2 测定项目及方法23-24
• 2.2.1 温度的测定23
• 2.2.2 堆体水分的测定23
• 2.2.3 过氧化氢酶的作用及研究方法23
• 2.2.4 多酚氧化酶的作用及研究方法23
• 2.2.5 脱氢酶的作用及研究方法23-24
• 2.2.6 过氧化物酶的作用及研究方法24
• 2.2.7 胡敏酸E_4/E_6值测定方法24
• 2.2.8 pH值的测定24
• 2.2.9 电导率值的测定24
• 2.3 结果分析24-39
• 2.3.1 堆肥温度24-25
• 2.3.2 水分变化25-26
• 2.3.3 pH值变化26-27
• 2.3.4 电导率变化27-28
• 2.3.5 不同处理的E_4/E_6值变化28-29
• 2.3.6 不同处理酶活性变化29-32
• 2.3.7 酶活性变化和温度变化的关系(G+J/J)32-35
• 2.3.8 酶活性变化和温度变化的关系(J/CK)35-39
• 2.4 结论39-40
• 第三章 玉米秸秆静态高温堆肥40-50
• 3.1 材料与方法40
• 3.1.1 试验材料40
• 3.1.2 堆肥装置40
• 3.1.3 试验方法40
• 3.2 测定项目及方法40-41
• 3.2.1 温度的测定40
• 3.2.2 堆体水分的测定40
• 3.2.3 氧化还原类酶活性测定40-41
• 3.2.4 其它指标的测定方法41
• 3.3 结果分析41-48
• 3.3.1 温度变化41-42
• 3.3.2 含水率变化42-43
• 3.3.3 pH值变化43
• 3.3.4 电导率值变化43-45
• 3.3.5 E_4/E_6值变化45
• 3.3.6 堆肥过程中氧化还原类酶活性变化45-48
• 3.4 结论48-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-55
• 作者简介55

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