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《湖南大学》 2006年
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堆肥中木质素的生物降解及其与腐殖质形成关系的研究

黄红丽  
【摘要】: 随着社会的发展,有机固体废物的排放急剧增加。如何有效处理有机固体废物已成为当前世界各国十分关注的课题。目前,堆肥化已成为有机固体废物处理技术的研究热点。有机固体废物(特别是农业废物)中含有大量木质纤维素,而木质素的保护作用及其难降解性使得加速木质素降解成为堆肥充分腐熟的关键。 近几十年来,国内外学者一直在寻找能够快速降解木质素的最佳菌剂。其中研究得最多的是白腐真菌,但非真菌类微生物群在木质纤维素循环中也起到了重要作用。因此,本课题就栗褐链霉菌对稻草木质素的降解展开了研究。 分别在固、液态培养条件下,研究了不同外加碳氮源对栗褐链霉菌在降解木质纤维素过程中胞外酶活性的影响,并考察了木质素降解中间产物——可酸沉淀的多聚木质素APPL的产量及培养前后木质纤维素三种组分的绝对量变化。结果表明,在固态发酵中,外加碳氮源对过氧化物酶的产生及木质素的降解均有促进作用,但对半纤维素酶和纤维素酶的产生及半纤维素和纤维素的降解均有抑制作用;外加氮源-酵母膏对APPL的产生具有明显的促进作用,而外加氮源-氯化铵和外加碳源-葡萄糖均抑制APPL的产生;在液态发酵中,外加氮源-酵母膏对栗褐链霉菌产过氧化物酶和APPL的产生均有显著的促进作用,但对产半纤维素酶和纤维素酶没有明显作用;而外加氮源-氯化铵对三种酶及APPL的产生都具有一定的抑制作用;外加碳源-葡萄糖能在一定程度上促进半纤维素酶和纤维素酶的产生,但对过氧化物酶和APPL的产生具有抑制作用。外加氮源-酵母膏外加氮源-氯化铵能明显提高木质素的降解率,而外加碳源-葡萄糖均抑制木质素的降解。 另外,腐殖质形成学说中的木质素学说表明木质素降解与腐殖质形成有着密切联系。由于各微生物的木质素降解机理不同,故其对腐殖质形成的作用也不同。 据此,我们比较研究了两种不同木质素降解菌:黄孢原毛平革菌和栗褐链霉菌及土著微生物培养条件下木质素降解率、腐殖质总量、各组分含量及胡敏酸E_4/E_6的变化,研究了不同木质素降解菌在腐殖质形成过程中的作用。结果表明,接种有木质素降解能力的微生物有利于土壤中腐殖质总量的形成,其中栗褐链霉菌相对来说更有利于木质素降解过程中腐殖质的形成,从而更有利于堆肥质量的提高;两种微生物降解木质素形成腐殖质的过程有所不同:黄孢原毛平革菌首先将木质素转化成富里酸进而富里酸转化为胡敏酸,而栗褐链霉菌主要是使木质素结构发生改性形成胡敏酸,后来转化为富里酸。经微生物作用后,土壤中胡敏酸E_4/E_6总趋势均有所增加,但在全过程中呈现动态变化。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X705

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