秸秆降解菌的筛选及耐旱性优化

发布时间：2020-11-12 20:14

　　 将农作物的秸秆进行原位还田,可以提高秸秆的综合利用率,在一定程度上减少秸秆对环境的负面影响,同时又可以改善土壤的理化性质。但是秸秆被埋入土壤后腐解缓慢,还田效率较低,对土壤和下茬农作物的生长都会造成不良影响,从而限制了秸秆还田的推广。本研究主要筛选高效秸秆降解菌并对降解菌进行耐旱性驯化,然后制成菌剂进行盆栽实验进行验证,主要研究结果如下:1、通过秸秆粉平板、滤纸孔洞法以及小麦秸秆降解率来筛选高效秸秆降解菌,并测定菌株的胞外纤维素酶活来研究其秸秆纤维素的降解能力。结果表明,在所筛选的4株真菌中,菌株z-5的秸秆降解率最高,为47%,其次是菌株4-1、3-1和2-2,分别为45%、32%和31%,滤纸腐解实验结果与秸秆降解实验结果相似。4株秸秆降解菌都具有外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等3种纤维素酶,但变化趋势不同。菌株z-5和菌株4-1的三种酶活呈现出较好的协同性,菌株2-2和菌株3-1协同性较弱。实验表明:通过秸秆粉平板,秸秆降解率测定以及滤纸孔洞法可以更准确快速地得到目的菌株;纤维素酶在秸秆降解中起着主导作用。2、为获得耐旱性秸秆降解菌,本实验利用含有不同浓度PEG6000的培养基对所筛菌株进行耐旱性驯化,并测定驯化前后菌株纤维素酶活和不同湿度下的小麦秸秆降解率。结果显示,在高浓度PEG6000的胁迫下,菌株P3-1和Pz-5的生物量明显高于菌株3-1和菌株z-5;菌株P3-1的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶均高于菌株3-1,但β-葡聚糖酶仅为菌株3-1的1/5;菌株Pz-5的三种酶活均低于菌株z-5,并且峰值出现时间较晚。在不同的湿度下,菌株P3-1和Pz-5对秸秆的降解效果明显优于驯化前。这表明,利用PEG6000对菌株进行驯化可以提高菌株的耐旱能力。在PEG6000的存在下可能会促进酶的产生,但PEG6000对纤维素酶活的作用与酶和菌株的种类有关,具有不定向性。驯化后菌株的小麦秸秆降解效果均优于原始菌株。3、本实验还采用不同浓度的NaCl对菌株进行驯化,并考察菌株的生长能力、产酶能力和在不同湿度下对小麦秸秆的降解能力。结果显示,在高浓度NaCl的胁迫下,菌株G3-1和Gz-5的生物量明显高于菌株3-1和菌株z-5;菌株G3-1和Gz-5的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活低于菌株3-1和z-5,但是β-葡萄糖苷酶明显高于菌株3-1和z-5;驯化后的菌株在湿度较低的情况下,其小麦秸秆降解率高于原始菌株。这表明:高浓度NaCl对菌株的驯化可以提高菌株的耐旱能力,但是对菌株的部分产酶能力有一定的限制,驯化后菌株的小麦秸秆降解效果均优于原始菌株。4、将本实验中驯化后和驯化前的菌株分别制作成粉状菌剂并混合均匀,在盆栽实验中检验其秸秆降解效果。结果显示,正常灌溉并施加菌剂的条件下,秸秆的腐解效果最好,在第50 d时,秸秆的失重率可以达到53%,比没有施加菌剂的对照组高出16.2%。灌溉量减半后,施加菌剂的盆栽中,秸秆的失重率在第50 d依然可以达到48%,而未施加菌剂的空白对照中,秸秆的失重率仅为30.6%。这表明本实验中的菌剂在相对干旱的环境下可以提高秸秆在翻埋还田中的腐解效果。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X172
【部分图文】：

秸秆的腐烂效果最好，秸秆变软，并且表皮结构被破秸秆被降解为絮状。其次为菌株 4-1 和 3-1，可以见到部分秸秆的降解过程中有秸秆碎屑出现。降解效果较差的为 2-2，大部分秸秆现少量秸秆碎屑。表 2.5 不同菌株的降解状态Tab.2.5 The degradation status of different strains CK z-5 4-1
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本文编号：2881195