玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系GF-20的篩選及其特性研究.pdf

1、分類號S513學(xué)校代碼10129UDC633學(xué)號2013302013玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系GF20的篩選及其特性研究ScreeningacteristicsResearchofMicrobialConstiumGF20withEfficientDecompositionofCnStoveratLowTemperature申請人：青格爾學(xué)科門類：農(nóng)學(xué)學(xué)科專業(yè)：作物栽培學(xué)與耕作學(xué)研究方向：作物生理生態(tài)指導(dǎo)教師：高聚林教授論文提交日期：

2、二〇一六年六月摘要我國玉米秸稈資源非常豐富，但目前對其利用很不充分。秸稈還田可以提高土壤養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。但在我國北方春玉米區(qū)秋收后低溫等氣候因素限制還田秸稈的當(dāng)季腐解，秸稈在土壤中腐解轉(zhuǎn)化的時(shí)間較長，不僅不能作為當(dāng)季作物的肥源還會影響后季作物播種質(zhì)量。為加快原位還田玉米秸稈的分解速率，提高腐解質(zhì)量，本研究從低溫（年平均氣溫7℃～8℃）生態(tài)環(huán)境中采集長年秸稈還田土壤、牛羊糞、腐爛樹葉等樣品為菌源材料，通過富集培養(yǎng)、碳源限制

3、性繼代培養(yǎng)與低溫馴化等過程，篩選低溫條件(4℃～10℃)下高效降解玉米秸稈的復(fù)合菌系，并明確其秸稈分解特性、菌種組成特性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性以及應(yīng)用效果，為北方地區(qū)低溫條件(4℃～10℃)下玉米秸稈快速、高效腐解以及合理利用提供理論依據(jù)，并提供菌株資源。主要研究結(jié)果如下：1.玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系的篩選：利用富集培養(yǎng)、限制性繼代培養(yǎng)、低溫逐代馴化等技術(shù)對128份采集于高寒地區(qū)玉米秸稈還田土壤、牛羊糞、腐爛樹葉等菌源材料進(jìn)行篩選，獲得7

4、個(gè)低溫（10℃）、中溫（15℃）雙高效型菌系和20個(gè)低溫（10℃）高效型菌系。進(jìn)一步通過對不同代數(shù)菌系玉米秸稈降解率及纖維素酶活性動態(tài)分析，最終獲得一組可在低溫條件（4℃～10℃）下高效產(chǎn)纖維素酶，并穩(wěn)定降解玉米秸稈的復(fù)合菌系GF20，其在接種后12h內(nèi)進(jìn)入對數(shù)生長期，分泌纖維素酶，分解玉米秸稈成簡單酯類或烴類。在10℃低溫條件下培養(yǎng)15d，玉米秸稈降解率達(dá)到32.29%，較對照復(fù)合菌系No.8(本研究小組2013年篩選，溫度15℃條件

5、下降解率為22.02%)高出10.27%。2.玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系菌種組成多樣性：復(fù)合菌系GF20由22種細(xì)菌和4種真菌組成。細(xì)菌組成分別為Azonexushyhilus、Azospirayzae、Variovaxbonicumulans、Hydrogenophagacaeni、Herbaspirillumfrisingense、Arcobactercloacae、Pseudomonasfuscovaginae、Cellvibr

6、iomixtussubsp.mixtus、Seleniivibriowoodruffii、Rhodococcusqingshengii、Terribacillussaccarophilus、Planococcusantarcticus、Bacilluslichenifmis、Bacillustequilensis、Clostridiumpopuleti、Clostridiumxylanolyticum、Paludibacterpropi

7、onicigenes、Pedobacteragri、Sphingobacteriumcladoniae和Unculturedbacterium等。真菌主要為Lotharellaglobosa、Trichosponsp.、Trichosponloubieri和Chlamydomonasleiostraca。3.玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系穩(wěn)定性及適應(yīng)性：復(fù)合菌系GF20在分解玉米秸稈過程中區(qū)系變化較穩(wěn)定，關(guān)鍵菌株穩(wěn)定存在；在不同溫度（4℃