低温秸秆降解复合微生物菌剂的研究进展

我国东北地区冬季寒冷,秸秆产量巨大,但综合利用率较低,利用高酶活性微生物将低温环境中的秸秆降解变废为宝,是一项循环利用的有效途径。研究表明,通过生物学技术手段,筛选高酶活性菌株,深入研究降解机理,优化功能微生物培养条件,提高纤维素酶活性,是提高降解率,秸秆资源化利用的最佳途径。复合微生物菌剂产生的酶活值普遍高于单一微生物菌,真菌菌丝体产生的酶活值高于细菌。实际应用中,选择适合的复合菌剂是低温环境下提高秸秆降解效率的有效途径。系统地归纳了低温条件下降解秸秆的微生物技术、分析了不同条件下降解秸秆的菌株类型和促进秸秆纤维素降解菌酶活力特征、并总结了低温环境下生物菌剂降解秸秆的技术应用效果,旨为低温环境下秸秆的资源化利用提供一定的技术参考。     

低温秸秆降解微生物菌剂的研究进展

秸秆的成分主要有纤维素、半纤维素和木质素等,降解秸秆的微生物包括细菌、放线菌和真菌。低温秸秆降解微生物的选育方法有直接从自然界中筛选、诱变育种、原生质体融合育种、基因工程育种等。目前,筛选获得的低温秸秆降解菌株的数量有限,降解秸秆的能力不高,低温条件下菌株的降解机理都需要进一步的研究。综述了低温条件下秸秆降解微生物菌剂的研究进展。     

秸秆降解菌剂对秸秆还田土壤中细菌种群数量的影响

要研究秸秆降解菌剂施用后1个生长季秸秆中细菌的数量和纤维素酶活力,了解其动态变化,为进一步研究分析土壤中微生物结构变化规律提供可靠的理论依据.利用分子生物学方法,对秸秆降解菌剂施用后不同生长阶段耕层中细菌基因组DNA纯化后PCR扩增其16S rDNA V3可变区,对扩增产物进行DGGE电泳,并对结果进行分析.初步分析表明,菌落数量呈现前期上升、中期最高、后期逐渐降低的趋势.     

促分解菌剂对还田玉米秸秆的分解效果及土壤微生物的影响

为了探明促分解菌剂的应用对还田玉米秸秆的促分解效果及对土壤微生物群落结构的影响,选用3组促分解菌剂,编号依次为ND、NK和NS,于2009年10月至2010年4月期间,在河北省农林科学院辛集实验站冬小麦-玉米轮作田对玉米秸秆还田地进行了接种试验。在接种后的15、25、145和160 d分别测定秸秆残重率和秸秆残渣中C/N,结果表明与未施菌剂对照(CK)相比,3组菌剂均在一定程度上加快了玉米秸秆的分解,其中以菌剂ND促分解效果最好,NK次之,NS较差,三者的最高促分解效果分别比CK提高了14.3%、7.7%和1.6%,主要促分解效果都出现在早期(前25 d),且菌剂促进秸秆残渣中C/N降低的效果也在早期明显。采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)检测菌剂对玉米秸秆降解过程中土壤细菌和真菌群落结构的影响,结果表明,与不接种CK相比,接种菌剂主要在早期对土壤细菌和真菌的群落结构产生较大的影响,而后期对土壤微生物群的影响不明显。秸秆还田后接种促分解菌剂,能在接种早期有效加快秸秆分解,而随接种后时间的推进,其促进效果逐渐减弱,与之对应,土壤微生物群落结构早期差异明显,其后差异逐渐减小。     

外源微生物及辅料对秸秆降解效果的影响

研究加入外源微生物及添加辅料对秸秆降解率的影响。通过秸杆固体培养进行了降解试验,结果显示,加入外源微生物后纤维素降解率明显提高,嗜热侧孢霉可提高34.76%,放线菌可提高18.99%。通过在秸秆中加入辅料香菇菌糠,培养后秸秆的纤维素含量由原来的32.11%降至14.19%,降解率达55.81%。加入外源微生物的秸秆降解过程具有升温快、温度高及高温维持时间长等优点。加入微生物的秸秆降解高温维持8 d,对照为6 d。秸秆降解过程中的最高温度分别为63℃和58℃。为下一步外源微生物的进一步研究及菌糠的大量利用提供参考。     

微生物菌剂在难降解有机污染治理的研究进展

大量的难降解有机污染物被排放到环境中,因其蓄积性、持久性和生物毒性,对人类健康和生态环境造成严重危害。近年来,利用微生物菌剂治理难降解有机污染物的研究已取得较好的进展。综述微生物菌剂在国内外的发展历程,介绍微生物菌剂制备中常用的固定化技术及载体材料,并分析总结微生物菌剂在酚类物质、多环芳烃和多氯联苯等有机污染物治理中的研究进展。在此基础上,提出治理难降解有机污染物的微生物菌剂研发所存在的主要问题及其展望。     

微生物降解秸秆木质素的研究进展

我国秸秆资源丰富,每年产生逾8亿t作物秸秆。通过秸秆直接还田或肥料化还田不仅可以减少化肥的施用量,缓解农业污染压力,还能实现农作物秸秆的循环利用。木质素结构复杂,且与纤维素和半纤维素相互缠绕,因此秸秆的自然腐解过程中,木质素是主要的限速因子,为了提高降解效率,木质素降解菌的发掘和降解机制也逐渐成为研究热点。本文综述了降解木质素的真菌和细菌的研究现状,对比其真菌和细菌降解特性的优缺点并分析复合降解菌群的优势。随后对木质素降解酶系的酶学性质、在不同微生物中的表达特性进行总结,对木质素降解机制及衍生芳烃代谢路径的研究进展进行综述。最后整理木质素降解微生物在秸秆肥料化技术中的应用进展,并探讨了微生物降解秸秆木质素的应用前景和未来的研究方向。     

高效降解生活污水中COD的根际微生物的分离筛选

采用平板划线法从人工湿地的芦苇、美人蕉的根际土壤中分离出若干细菌、真菌、放线菌菌株,在实验室条件下检测了这些菌株对灭菌生活污水和自然生活污水COD的去除效果,结果表明4株细菌、1株放线菌、1株真菌对灭菌生活污水和自然生活污水COD均具有较高的去除率。4株细菌在降解灭菌生活污水COD的去除率在48 h后依次为75.4%、78.7%、83.5%、69.8%;其在降解未灭菌生活污水COD的去除率在48 h后依次为43.4%、47.8%、50.7%、36.8%;真菌对灭菌和未灭菌生活污水COD的去除率在48 h后分别为60.2%、41.3%;放线菌对灭菌和自然生活污水COD 48 h后的去除率分别为57.8%、46.4%。这几株高效降解COD的湿地根际微生物具有潜在的应用价值。     

转Bt基因水稻秸秆降解对土壤微生物可培养类群的影响

以高抗螟虫、已释放应用的 Bt水稻 (克螟稻 1号 )及其亲本 (非 Bt水稻 )为材料 ,在实验室条件下研究了转 Bt基因水稻及其亲本秸秆在降解过程中对土壤微生物主要类群的影响 ,这些类群包括细菌、真菌、放线菌、反硝化细菌、解磷微生物。结果表明 :(1)降解过程中 Bt蛋白浓度在前两周内迅速下降 ,随后降解速度变慢 ,17d以后至 5 3d,Bt蛋白浓度基本上保持在 6 .72 8～6 .196 ng/ g的水平。 (2 )秸秆降解过程中 ,不同处理细菌数量的变化趋势相似 ,转基因水稻与其亲本之间差异显著 ,非转基因细菌数量高于转基因细菌数量。(3)除降解初期第 3天、第 6天之外 ,其他取样时期的转基因水稻真菌数量要显著高于非转基因和对照。(4)放线菌数量没有明显变化规律 ,除第 6、9、2 6、35天外 ,非转基因数量显著高于转基因。(5 )非转基因秸秆降解反硝化细菌活性高于转基因 ,而解磷微生物活性处理之间无明显差异。     

应用混料实验设计制备秸秆复合降解菌剂

农业秸秆类废弃物含有大量木质纤维素,该类物质结构稳定,不易降解,为秸秆的合理利用带来诸多困难。本实验尝试利用混料实验设计对筛选出可以共同培养的五种木质纤维素降解菌的配比进行研究,寻求复合发酵降解剂各组分的最佳配比,并分析发酵产品得到适用于不同发酵目的的菌剂。通过对发酵产品中木质素和纤维素降解率及还原糖的含量的分析建立模型,分析预测纤维素降解率最高为35.75%,木质素降解率最高为27%,还原糖含量最高为3.39mg/g。通过优化得出发酵菌剂最优配比为枯草芽胞杆菌12.1%,克鲁斯假丝酵母10%,地衣芽胞杆菌27.2%,变色栓菌10.6%,黄孢原毛平革菌40%。对应三指标的实测值为：35.47%,26.41%和2.37mg/g。     

油脂下脚料中残油微生物降解初步研究

以油脂降解菌Bacillus sp DE-8为出发菌,对油脂下脚料中的残油生物降解条件进行初步研究。结果表明:该菌对油脂下脚料降解条件为:起始pH值为8,接种量4%、摇床转速为150r.min-1、温度为32℃、发酵72h,该菌株对菜籽饼的降解率可达78.8%。     

复合菌系RSS-4腐解稻秆过程中的菌系动态变化

采用传统平扳分离培养方法和PCR—DGGE技术研究了水稻秸秆腐解复合菌系RSS-4在腐解稻秆过。程中菌种区系变化情况。结果表明：平板分离培养方法显示,在稻秆腐解过程中,微生物的数量呈现出先升后降的变化趋势,在整个腐解过程中细菌的数量占优势;DGGE图谱显示,至少有12种细菌和18种真菌的近缘种参与到稻秆的腐解过程。在其腐解过程中,不同腐解阶段真菌的组成呈现出多样性,数量变化差异也较大：细菌DGGE图谱中的条带1、9、10等以及真菌DGGE图谱中的条带8、9、13等为优势菌株,它们贯穿于稻秤腐解的整个过程;细菌中的条带12以及真菌中的条带4在腐解的前期起作用,而后迅速消失;细菌中的条带3、11等以及真菌中的条带3、10等在腐解的后期才出现而起作用;而细菌中的条带2以夏真菌中的条带1、5等仅出现在腐解的莱一时期。     

废水中硫氰酸盐的微生物降解研究进展

硫氰酸盐(SCN-)是一种常见的金矿、纺织、印染和焦化工业污染物,有毒性、给生物安全带来危害.目前,随着现代生物技术的发展,通过高通量测序、转录组测序、DNA指纹图谱和靶向基因扩增等技术已经阐明了微生物降解硫氰酸盐的群落结构、遗传和代谢多样性,表明微生物降解硫氰酸盐是最可行的修复方法.综述了降解硫氰酸盐的微生物种类,碳...     

蒸汽爆破对油菜秸秆降解产物的影响

采用DNS法、离子色谱法和气质联用(GC-MS)技术对油菜秸秆蒸汽爆破降解产物进行了分析。结果表明,经蒸汽爆破处理后的油菜秸秆酶解产糖量有明显的提高,为未处理样品直接酶解含量的3.4倍,各种水溶性糖化合物的含量也大大提高,其中葡萄糖和木糖含量分别为未处理样品直接酶解含量的3.5倍和4.7倍之多。水提液乙酸乙酯萃取物中分别检测到脂肪酸类、芳香类和呋喃类物质40、12和1种。通过扫描电镜观察处理后油菜秸秆的表面形貌结构,发现处理后的秸秆表面结构松散,比表面积增大,酶对纤维素的可及性增加。     

Microbial degradation of pentachlorophenol

Pentachlorophenol (PCP) was the most prevalent wood preservative for many years worldwide. Its widespread use had led to contamination of various environments. Traditional methods of PCP clean-up include storage in land-fill sites, incineration and abiotic degradation processes such as photodecomposition. Some aerobic and anaerobic microorganisms can degrade PCP under a variety of conditions. Axenic bacterial cultures, Flavobacterium sp., Rhodococcus sp., Arthrobacter sp., Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., and Mycobacterium sp., and fungal cultures, Phanerochaete sp. and Trametes sp. exhibit varying rates and extent of PCP degradation. This paper provides some general information on properties of PCP and reviews the influence of nutrient amendment, temperature and pH on PCP degradation by various aerobic and anaerobic microorganisms. Where information is available, proposed degradation pathways, intermediates and enzymes are reviewed.     

秸秆蓝藻混合发酵产沼气过程中微生物群落分析

采用实验室自制秸秆蓝藻混合厌氧反应装置进行沼气发酵实验,利用16S rRNA基因克隆文库的方法,对不同产气阶段的细菌和古菌的优势菌群进行多样性研究。结果表明:(1)不同产气阶段细菌优势种类存在差异,供试秸秆沼气反应器阶段细菌种类较为丰富,分属于6个门:产气初始阶段优势菌群为变形菌门(Proteobacteria),相对丰度为51.76%;产气高峰阶段优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes),相对丰度为47.13%;产气结束阶段优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes),相对丰度为28.89%;此外,还包括绿弯菌门、螺旋体门、绿菌门的细菌。(2)古菌种类明显少于细菌,均属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)、甲烷杆菌纲(Methanobacteria)和热原体纲(Thermoplasmata)。秸秆蓝藻沼气系统微生物群落结构的阐明具有一定的意义,可为秸秆沼气工程调控提供科学依据。     

秸秆覆盖免耕土壤细菌和真菌生物量与活性的研究

土壤微生物生物量在土壤生态系统中具有非常重要的作用。大量的试验研究表明 ,土壤微生物生物量是植物营养元素的一个重要的源与库 ,生物量对土壤养分的调控作用 ,已经成为土壤培肥、耕作制度改革和作物栽培实践中的重要理论依据之一。自从Jenkinson提出了测定土壤微生物量的原理和概念以来 ,Jenkinson和 Powlson提出了测定微生物生物量的方法[16] ,Van De Werf和 Verstraete提出了土壤微生物生物量可以分为全微生物量和活动微生物量[10 ] ,Anderson和 Domsch提出了生物量与生物活性中细菌与真菌的比例为 2 2 /78% [8]。虽然生物量的研…     

复合菌系GF-20低温降解玉米秸秆过程中群落演替与理化特性

[背景]秸秆的生物降解具有高效率和环保等特点而备受关注.[目的]明确复合菌系GF-20秸秆降解过程中发挥重要作用的功能微生物类群及其与降解特性的关系.[方法]将复合菌系GF-20在10℃条件下恒温培养,定期取样测定其生长特性及秸秆分解特性,利用MiSeq高通量测序技术,分析不同降解时期复合菌系的群落结构变化规律.[结果...