楊樹(shù)人工林連作酚酸生物降解的研究.pdf

1、楊樹(shù)人工林連作造成嚴(yán)重的地力衰退現(xiàn)象，化感物質(zhì)的累積是造成連作障礙的重要原因，如何消除土壤中化感物質(zhì)的累積是解決連作障礙的根本途徑。本文以I-69楊（Populous deltoids“I-69/55”）為試材，以楊樹(shù)人工林根際土壤中常見(jiàn)的幾種酚酸（阿魏酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、肉桂酸和香草醛）為降解對(duì)象，擬從連作楊樹(shù)人工林根際土壤中篩選出以上述酚酸為唯一碳源的微生物，并開(kāi)展篩選微生物對(duì)這幾種酚酸的降解效率研究，探究篩選菌株的最佳發(fā)酵條

2、件，并將菌株按濃度梯度釋放到二代楊樹(shù)人工林土壤當(dāng)中，進(jìn)行降解菌環(huán)境安全性的評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果表明：
　　 1.以阿魏酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、肉桂酸和香草醛為唯一碳源，從二代楊樹(shù)人工林根際土壤中篩選出4株高效降解的微生物，經(jīng)菌落觀察和分子水平的鑒定，F(xiàn)2、F3、B5和B6分別為Basidiomyceteyeast sp、Aspergillus oryzae（米曲霉）、Sinorhizobium sp.（中華根瘤菌）和Pseudo

3、monas putida（假單胞菌）。
　　 2.各菌株對(duì)阿魏酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸和肉桂酸均有較好的降解能力。經(jīng)96 h的降解，各菌株處理下的阿魏酸降解率均達(dá)到90％以上，對(duì)阿魏酸的降解能力為：Pseudomonas putida>Aspergillusoryzae>Sinorhizobium sp.>Basidiomyceteyeast sp。各菌株對(duì)苯甲酸的降解效果較好，真菌對(duì)苯甲酸的降解效率高于細(xì)菌，各菌株對(duì)苯甲酸的降

4、解能力：Basidiomyceteyeast sp>Aspergillus oryzae>Sinorhizobiumsp.>Pseudomonas putida。Aspergillus oryzae、Sinorhizobium sp.和Pseudomonas putida降解24 h時(shí)，對(duì)羥基苯甲酸的降解率均達(dá)到80％以上，降解48h降解率達(dá)到90％以上，各菌株對(duì)對(duì)羥基苯甲酸的降解能力為：Sinorhizobium sp.>Pseudo

5、monas putida>Aspergillus oryzae>Basidiomyceteyeast sp。Aspergillus oryzae對(duì)肉桂酸的降解效果最好，在降解24 h降解效率就達(dá)到93.9％；而B(niǎo)asidiomyceteyeast sp和Sinorhizobium sp.在降解72 h后，降解率也分別達(dá)到99％和98.2％；Pseudomonas putida的降解效果最差，降解96 h后，肉桂酸的降解率僅為88.2％。

6、各菌株對(duì)肉桂酸的降解能力：Aspergillus oryzae>Basidiomyceteyeast sp>Sinorhizobiumsp.>Peudomonas putida。真菌對(duì)香草醛的降解效率優(yōu)于細(xì)菌，Basidiomyceteyeast sp對(duì)香草醛的的降解能力最強(qiáng)，各菌株對(duì)香草醛的降解能力：Basidiomyceteyeast sp>Aspergillus oryzae>Pseudomonasputida>Sinorhizo

7、bium sp.。用一元二次方程均能對(duì)各降解過(guò)程進(jìn)行模擬，R2>0.8。
　　 3.在混合酚酸條件下，Basidiomyceteyeast sp的最佳培養(yǎng)條件是pH=7，T=35℃。偏酸性環(huán)境（pH=6；pH=7）下Basidiomyceteyeast sp的數(shù)量高于偏堿性環(huán)境（pH=8；pH=9）下的數(shù)量。Aspergillus oryzae的最佳培養(yǎng)條件是pH=7，T=40℃，酸性低溫條件不適合Aspergillus ory

8、zae的生長(zhǎng)。Sinorhizobium sp.的最佳發(fā)酵條件是：pH=8，T=35℃，偏堿高溫條件利于Sinorhizobium sp.的增長(zhǎng)繁殖。Pseudomonas putida的最佳發(fā)酵條件是：pH=8，T=35℃。各pH下的Pseudomonas putida數(shù)量隨著溫度的升高而不斷增加。
　　 各濃度真菌Basidiomyceteyeast sp/Aspergillus oryzae處理下，細(xì)菌和放線菌數(shù)量呈先降低

9、后升高的趨勢(shì)，真菌數(shù)量呈先增高后降低的趨勢(shì)。處理達(dá)到30d時(shí)，各濃度Basidiomyceteyeast sp/Aspergillus oryzae處理下的細(xì)菌數(shù)量與放線菌數(shù)量顯著降低；真菌數(shù)量分別增加了對(duì)照的64倍、6.4倍和8.3倍，多重比較均達(dá)到極顯著水平（p=0.01）。釋放時(shí)間達(dá)到60d時(shí)，各微生物群落數(shù)量基本恢復(fù)到對(duì)照時(shí)的數(shù)量。這說(shuō)明各濃度Basidiomyceteyeast sp/Aspergillus oryzae釋放到

10、土壤中最終并沒(méi)有引起各微生物群落數(shù)量的明顯變化，Basidiomyceteyeast sp/Aspergillus oryzae釋放到環(huán)境中應(yīng)當(dāng)是安全的。各濃度細(xì)菌Sinorhizobium sp./Pseudomonasputida處理下，放線菌和真菌數(shù)量呈先降低后升高的趨勢(shì)，細(xì)菌數(shù)量呈先增加后降低的趨勢(shì)。處理達(dá)到30d時(shí)，各濃度Sinorhizobium sp.處理下的放線菌數(shù)量顯著下降；細(xì)菌菌落數(shù)量明顯增加，多重比較均達(dá)到極顯著水

11、平（p=0.01），并且隨著Sinorhizobium sp./Pseudomonas putida濃度的增加，細(xì)菌數(shù)量成上升趨勢(shì)。釋放時(shí)間達(dá)到60d時(shí)，濃度1、濃度5的Sinorhizobiumsp.和各濃度Pseudomonas putida處理下的細(xì)菌和放線菌恢復(fù)處理前的數(shù)量狀態(tài)，說(shuō)明低濃度下的Sinorhizobium sp./Pseudomonas putida釋放到環(huán)境中是安全的。各濃度混合菌株下的微生物群落數(shù)量在處理的各個(gè)

12、時(shí)間段都沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明混合菌株釋放到環(huán)境中是安全的。
　　 本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)針對(duì)連作楊樹(shù)人工林地呈明顯累積的5種酚酸開(kāi)展降解菌的篩選、鑒定、降解效率評(píng)價(jià)和發(fā)酵條件研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究篩選出高效降解楊樹(shù)連作人工林根際土壤中酚酸的菌株；同時(shí)對(duì)降解菌在楊樹(shù)根際土壤安全性進(jìn)行評(píng)測(cè)。以上研究在楊樹(shù)人工林地力衰退研究領(lǐng)域均屬于創(chuàng)新和突破，預(yù)期成果的取得將大大提升我省的林業(yè)科研水平，并可將相關(guān)研究成果應(yīng)用于實(shí)踐，產(chǎn)生巨大的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。本