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氧化还原类酶活性在作物秸秆静态高温堆腐过程中的变化

孙利宁  
【摘要】: 我国是个农业大国,每年有大量的农作物秸秆产生。农作物秸秆是一种储量丰富,可以再生的绿色资源,但长期以来没有得到良好的利用,并且由于大多采用焚烧的处理方式,不仅造成了资源的浪费,还导致严重的空气污染。因此,秸秆的有效利用对中国乃至世界经济的健康发展具有重大的意义。近年来,秸秆的堆肥化处理受到了学术界的广泛关注,并已成为国内外研究的热点。氧化还原酶是参与堆腐过程生物化学反应的一类重要酶,了解它的变化规律,可以准确把握堆腐过程的腐殖质化进程和强度,为优化堆肥工艺和条件、加快堆肥化进程提供理论依据。本文以小麦秸秆、玉米秸秆为研究对象,采用尿素调节C/N,研究了静态高温堆肥过程中过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶、过氧化物酶及其他理化指标的变化规律,取得了以下主要结论: 以小麦秸秆为原料进行堆肥试验,分别进行添加葡萄糖活化菌剂(G+J)、添加菌剂(J)、不添加菌剂(CK)三种处理,实验结果表明: 1.过氧化氢酶活性变化:堆肥前期三种处理过氧化氢酶活性迅速降低,堆肥第4d开始G+J、J活性开始升高,CK处理过氧化氢酶活性堆肥第6d开始升高,堆肥第19d到堆肥结束过氧化氢酶活性G+J、J>CK。 2.多酚氧化酶活性变化:三种处理的多酚氧化酶活性变化趋势相同,酶活性达到第一个高峰值时G+J、J>CK,第二个高峰值时J>CK,说明添加菌剂处理可促进物质的氧化。 3.脱氢酶活性变化:堆肥初期三种处理的脱氢酶活性迅速降低,高温期过后脱氢酶活性开始升高,堆肥第19dG+J脱氢酶活性达到高峰,J、CK脱氢酶活性堆肥第23d达到高峰值,脱氢酶活性从堆肥第12d到堆肥结束J>G+J、CK。 4.过氧化物酶活性变化:三种处理过氧化氢酶活性均在堆肥中期达到高峰,堆肥第4d开始到堆肥结束过氧化物酶活性J>G+J、CK。 以玉米秸秆为原料进行堆肥试验,分添加微生物腐解菌剂处理(J)、不添加菌剂处理(CK)两种,结果表明: 1.过氧化氢酶活性变化:堆肥初期过氧化氢酶活性开始缓慢下降,随着温度的降低酶活性开始升高,堆肥第9d开始过氧化氢酶活性J>CK,堆肥第12d到堆肥结束两种处理的过氧化氢酶活性保持稳定,表明添加微生物菌剂可加速物质的氧化。 2.多酚氧化酶活性变化:两种处理多酚氧化酶活性变化趋势不同,添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥第19d达到高峰值,堆肥第23d堆肥结束保持稳定,CK处理从堆肥第2d开始一直保持增值趋势。 3.脱氢酶活性变化:添加菌剂处理和CK的脱氢酶活性变化趋势相同,同时在堆肥中期达到高峰,堆肥第4d到堆肥结束脱氢酶活性J>CK。 4.过氧化物酶活性变化:添加菌剂处理的和CK的过氧化物酶活性变化趋势相同,堆肥第6d开始到堆肥结束过氧化物酶活性J>CK,堆肥处理后的过氧化物酶活性较堆制前有所提高。


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