不同肥力水平旱地红壤稻秆降解及相关微生物研究
发布时间：2021-08-05 07:35
我国是农业大国,每年稻秆产量巨大。红壤有机质含量低是限制红壤质量的重要因素,稻秆还田提高有机质含量是改善红壤质量的重要措施之一。稻秆结构复杂,还田后在土壤中的降解及转化过程受土壤有机质含量、降解微生物群落等因素影响。微生物全程参与稻秆的分解,且存在微生物群落的接力降解现象。但是,不同肥力水平红壤中稻秆降解及相关功能微生物类群目前还不清楚。本研究选取不同肥力水平的旱地玉米地土壤为研究材料,包括未施肥（CK）土壤、平衡施化肥（NPK）土壤和施加有机肥（OM）土壤。采用宏基因组分析方法明确不同肥力水平土壤间土壤编码碳水化合物降解酶基因的相对丰度,分析不同肥力水平土壤中稻秆的降解潜力;添加稻秆构建土壤悬液培养体系,采用扫描电镜法等方法测定稻秆的降解程度及其降解过程,采用高通量测序分析降解过程中的核心功能微生物类群;添加13C-纤维素构建室内微宇宙培养体系,利用稳定同位素核酸探针技术（DNA-SIP）结合高通量测序技术,进一步研究不同肥力水平土壤中降解及活跃的微生物类群。主要研究成果如下:（1）宏基因组学分析发现,CK土壤与OM土壤中编码碳水化合物活性酶基因组成具有多样性且...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
稻秆的结构和化学组成（Rubin.2008）
第一章绪论2成比例不同（Dyketal.2012；Ragauskasetal.2006）（表1-1）。（1）纤维素纤维素是地球上含量最丰富的碳水化合物（Thomsenetal.2008）。纤维素的经验分子式为（C6H12O6）n，是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接构成的直链状大分子聚合物。纤维素的纤丝作为植物的支持结构，由有序区（按一定规律有序排列的结晶区）与少序区（排列不规则的无定形区））构成，且晶格区与非结晶区相互交替。由于晶格与夹杂物的存在以及微纤维间存在氢键作用，导致纤维素比较稳定，难以水解。在自然界中，部分微生物可通过分泌的特殊酶分解纤维素，纤维素降解为易被有机体利用、结构较简单的糖类，但降解速度缓慢（阎伯旭等.1995）。纤维素的主要结构及分子间氢键如图1-2所示。图1-2纤维素主要结构及分子间氢键Figure1-2Mainstructureofcelluloseandintermolecularhydrogenbond（2）半纤维素半纤维素在自然界中的储蓄量仅次于纤维素，是世界第二大可再生天然高分子物质。半纤维素是在植物细胞壁中将纤维素与木质素紧密结合在一起的聚糖混合物。它是一种低分子聚糖，与纤维素一起产生于植物组织。半纤维素与纤维素不同，它不是均一性聚糖，而是由一些结构相近的五碳糖和六碳糖单元构成。半纤维素可分为木聚糖、木葡聚糖和甘露聚糖等。半纤维素无晶体结构，排列松散，强度低。半纤维素主要结构如图1-3所示。
第一章绪论3图1-3半纤维素主要结构Figure1-3Hemicellulosetexture（3）木质素木质素在自然界中含量丰富，广泛存在于植物细胞中。木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香烃化合物。木质素和半纤维素以各种共价键相连，填充于细胞壁的纤维素微纤丝，增强了植物组织的强度和硬度。木质素在稻秆中所占比例最少，但是，木质素是稻秆的化学组成中最难降解的成分（Wangetal.2006）。木质素的主要结构如图1-4所示。图1-4木质素主要结构Figure1-4Ligninstructure
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐碱性β-甘露聚糖酶产生菌的分离鉴定及发酵条件优化[J]. 汪梦昀,缪礼鸿,励飞,刘蒲临,廖卫芳. 饲料工业. 2019(05)
[2]复合型β-甘露聚糖酶的开发及其对断奶仔猪生长性能和血清生化指标的影响[J]. 余璐璐,宋全芳,严峰,张广民,孟庆刚,黄雪石. 饲料工业. 2019(04)
[3]降解水稻秸秆的复合菌系及其微生物群落结构演替[J]. 王春芳,马诗淳,黄艳,刘来雁,凡慧,邓宇. 微生物学报. 2016(12)
[4]长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征[J]. 高洋,王根绪,高永恒. 草业科学. 2015(10)
[5]温度水分对秸秆降解微生物群落功能多样性影响[J]. 周桂香,陈林,张丛志,张佳宝. 土壤. 2015(05)
[6]秸秆还田对土壤钾素的影响及其替代钾肥效应研究进展[J]. 姜超强,郑青松,祖朝龙. 生态学杂志. 2015(04)
[7]免耕和秸秆还田对土壤酶活性和微生物群落的影响[J]. 路怡青,朱安宁,张佳宝,陈效民,陈文超,舒馨,张文国. 土壤通报. 2014(01)
[8]施肥和秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦品质的影响[J]. 张亚丽,吕家珑,金继运,李书田,陈占全,高旭升. 植物营养与肥料学报. 2012(02)
[9]免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响[J]. 姜学兵,李运生,欧阳竹,侯瑞星,李发东. 中国生态农业学报. 2012(03)
[10]不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响[J]. 张静,温晓霞,廖允成,刘阳. 植物营养与肥料学报. 2010(03)
硕士论文
[1]半透膜覆盖好氧堆肥系统处理牛粪/秸秆的效能及功能微生物作用机制[D]. 金涣峻（KIM WHAN JOON）.哈尔滨工业大学 2017
[2]长期不同施肥处理红壤对13C标记玉米秸秆降解及关联微生物的影响[D]. 于冰.中国农业科学院 2017
[3]温度和含水量对不同作物秸秆土壤降解速率及相关指标影响的研究[D]. 赵月.湖南农业大学 2012
本文编号：3323355
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
稻秆的结构和化学组成（Rubin.2008）
第一章绪论2成比例不同（Dyketal.2012；Ragauskasetal.2006）（表1-1）。（1）纤维素纤维素是地球上含量最丰富的碳水化合物（Thomsenetal.2008）。纤维素的经验分子式为（C6H12O6）n，是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接构成的直链状大分子聚合物。纤维素的纤丝作为植物的支持结构，由有序区（按一定规律有序排列的结晶区）与少序区（排列不规则的无定形区））构成，且晶格区与非结晶区相互交替。由于晶格与夹杂物的存在以及微纤维间存在氢键作用，导致纤维素比较稳定，难以水解。在自然界中，部分微生物可通过分泌的特殊酶分解纤维素，纤维素降解为易被有机体利用、结构较简单的糖类，但降解速度缓慢（阎伯旭等.1995）。纤维素的主要结构及分子间氢键如图1-2所示。图1-2纤维素主要结构及分子间氢键Figure1-2Mainstructureofcelluloseandintermolecularhydrogenbond（2）半纤维素半纤维素在自然界中的储蓄量仅次于纤维素，是世界第二大可再生天然高分子物质。半纤维素是在植物细胞壁中将纤维素与木质素紧密结合在一起的聚糖混合物。它是一种低分子聚糖，与纤维素一起产生于植物组织。半纤维素与纤维素不同，它不是均一性聚糖，而是由一些结构相近的五碳糖和六碳糖单元构成。半纤维素可分为木聚糖、木葡聚糖和甘露聚糖等。半纤维素无晶体结构，排列松散，强度低。半纤维素主要结构如图1-3所示。
第一章绪论3图1-3半纤维素主要结构Figure1-3Hemicellulosetexture（3）木质素木质素在自然界中含量丰富，广泛存在于植物细胞中。木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香烃化合物。木质素和半纤维素以各种共价键相连，填充于细胞壁的纤维素微纤丝，增强了植物组织的强度和硬度。木质素在稻秆中所占比例最少，但是，木质素是稻秆的化学组成中最难降解的成分（Wangetal.2006）。木质素的主要结构如图1-4所示。图1-4木质素主要结构Figure1-4Ligninstructure
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐碱性β-甘露聚糖酶产生菌的分离鉴定及发酵条件优化[J]. 汪梦昀,缪礼鸿,励飞,刘蒲临,廖卫芳. 饲料工业. 2019(05)
[2]复合型β-甘露聚糖酶的开发及其对断奶仔猪生长性能和血清生化指标的影响[J]. 余璐璐,宋全芳,严峰,张广民,孟庆刚,黄雪石. 饲料工业. 2019(04)
[3]降解水稻秸秆的复合菌系及其微生物群落结构演替[J]. 王春芳,马诗淳,黄艳,刘来雁,凡慧,邓宇. 微生物学报. 2016(12)
[4]长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征[J]. 高洋,王根绪,高永恒. 草业科学. 2015(10)
[5]温度水分对秸秆降解微生物群落功能多样性影响[J]. 周桂香,陈林,张丛志,张佳宝. 土壤. 2015(05)
[6]秸秆还田对土壤钾素的影响及其替代钾肥效应研究进展[J]. 姜超强,郑青松,祖朝龙. 生态学杂志. 2015(04)
[7]免耕和秸秆还田对土壤酶活性和微生物群落的影响[J]. 路怡青,朱安宁,张佳宝,陈效民,陈文超,舒馨,张文国. 土壤通报. 2014(01)
[8]施肥和秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦品质的影响[J]. 张亚丽,吕家珑,金继运,李书田,陈占全,高旭升. 植物营养与肥料学报. 2012(02)
[9]免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响[J]. 姜学兵,李运生,欧阳竹,侯瑞星,李发东. 中国生态农业学报. 2012(03)
[10]不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响[J]. 张静,温晓霞,廖允成,刘阳. 植物营养与肥料学报. 2010(03)
硕士论文
[1]半透膜覆盖好氧堆肥系统处理牛粪/秸秆的效能及功能微生物作用机制[D]. 金涣峻（KIM WHAN JOON）.哈尔滨工业大学 2017
[2]长期不同施肥处理红壤对13C标记玉米秸秆降解及关联微生物的影响[D]. 于冰.中国农业科学院 2017
[3]温度和含水量对不同作物秸秆土壤降解速率及相关指标影响的研究[D]. 赵月.湖南农业大学 2012
本文编号：3323355
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