论文部分内容阅读
我国是传统的农业大国,每年仅玉米秸秆产量就超过2亿吨。然而现在农村耕地普遍存在着土壤肥力下降的现象,严重制约了现代农业的发展。秸秆还田是能够解决这的困境的一项直接而有效的措施。由于秸秆直接还田的腐解速率慢、效果差,直接影响后茬作物生长,在一定程度上都限制了该技术的推广应用。因此,高效的秸秆降解菌应用成为研究热点。本研究以树林、稻田、玉米田等地土层下5 cm取得的腐殖质土壤为菌源,筛选具有降解纤维素能力的菌株,通过液态发酵试验考察菌种对玉米秸秆的降解能力,利用菌株之间拮抗试验,确定构建复合菌系ZFX-1的组成。通过固体发酵试验测定纤维素内切酶和还原糖产量,确定菌系优势菌株,最后通过模拟田间试验评价复合菌系的应用效果。论文的主要结果如下:凭借刚果红染色法进行初步筛选,滤纸降解法复筛,玉米秸秆粉为唯一碳源条件下测定纤维素酶活和液体发酵测定秸秆降解率,最终获得9株玉米降解菌株,真菌Z2-6、Z2-7、Z3-4、Z3-5都属于尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)和ZOR8属于绿色木霉(Trichodema harzianum strain),放线菌F3-1和F5-1属于链球菌属(Streptococcaceae),细菌X0-0属于产碱杆菌属(Alcaligenes sp),菌种X2-3为气味沙雷菌(Serratia odorifera)。其中菌株Z2-6的纤维素内切酶最高,达到190.19 U/mL,同时15 d液体发酵的试验结果也表明,其降解效果最好,玉米秸秆的失重率达59.4%。通过对这9株玉米秸秆降解菌进行生长特性的研究发现,它们的最适温度都在30℃,最佳生存p H值范围在7.5~8.5之间。在最佳生长条件下,真菌ZOR8纤维素酶活性最高,达到了270U/mL。其中Z2-7能在4~20℃条件下生长,表现出超强的耐低温特点。通过拮抗试验发现这9株菌株之间皆不存在拮抗作用,都可以用于复合菌系的构建。固体发酵试验结果,真菌Z2-6和ZOR8为整个体系的优势菌株,细菌对整个体系功能的稳定有促进作用。试验结果表明复合菌系越丰富,纤维素酶活和还原糖产生量及稳定性越高,从而促进玉米秸秆纤维的降解。利用9株供试菌株构建了复合菌系,命名为ZFX-1,其组成为:菌株Z2-6、Z2-7、Z3-4、Z3-5、ZOR8、F3-1、F5-1、X0-0和X2-3。通过盆栽试验模拟田间试验,结果表明复合菌系ZFX-1比全真菌组合和真菌细菌组合有更强的玉米秸秆降解能力,60 d后对玉米秸秆降解率达63.92%,相比空白试验提高了27%。