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腐秆剂对水稻秸秆快速腐熟过程的作用机理研究

作　者: 杨帆
导　师: 罗琳
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 水稻秸秆腐秆剂酶活性微生物群落木质纤维素
分类号: S141.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国是种植面积最大的水稻生产国,也是全球最大的稻米消费国,大量秸秆的堆积和不合理处理给环境造成了较大的影响。利用微生物的生长和新陈代谢来促进秸秆的腐解以还田肥田是一种新型的秸秆处理方式。本文以广东佛山金葵子生物科技有限公司的腐秆剂产品为研究对象,以农田水稻秸秆为作用对象,通过对水稻秸秆中施用腐秆剂后各项基本指标的测定,探讨腐秆剂在水稻秸秆腐解过程里对秸秆中纤维素酶、半纤维素酶、酚氧化酶、微生物群落演替规则及木质纤维素三组分含量的影响,试验主要结果如下：(1)腐秆剂的最佳添加量为0.8%,作为最佳速效氮源的尿素的最佳添加量为1%。添加腐秆剂后能促进水稻秸秆在颜色上的变化,于第14天变成黑褐色,比空白对照提前4天。同时添加腐秆剂能促进秸秆在物理结构上的变化,经过30天的恒温封闭保存后,处理样的扯断率比空白高出10%。(2)添加腐秆剂有利于秸秆中纤维素酶的产生,且整个发酵过程中都有所增强,并在第12天的时候达到最大值,此时每克干样秸秆中含内切葡聚糖酶活量为4.49个酶活单位U。添加腐秆剂对半纤维素酶的活性有明显影响,并在第6-12天内保持较高的稳定活性,第12天有所下降。在添加腐秆剂第9天后,秸秆中酚氧化酶活性明显上升,在第18天达到每克干样中5.81个酶活单位U。添加腐秆剂前期,秸秆中细菌数量明显增加,第9天后逐渐失去优势,从第9天后真菌微生物数量逐渐大于空白,而整个试验过程中处理样中放线菌微生物数量均高于空白。腐秆剂的添加对木质纤维素三组分的降解均有促进作用,其中纤维素的降解在第3天后速度变化明显,在第18天时降解率达到了37.88%；整个过程中半纤维素的降解率都呈明显上升趋势且优于空白样,在第18天降解率达到36.87%；在添加腐秆剂第6天后秸秆中木质素的降解率明显优于空白,且在第18天后达到17.82%。(3)经过霉菌分离后,两者对秸秆腐解过程中纤维素酶、半纤维素酶、酚氧化酶活性的提高和微生物数量的增长均具有明显促进作用,但起到主要促进作用的时间段有所差异,而添加胞外酶对木质纤维素三组分的降解影响更为明显。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-23
  1 国内外水稻种植的情况  9-10
  2 农田水稻秸秆所引发的问题  10
  3 国内外水稻秸秆的利用方法和现状  10-17
    3.1 农作物秸秆在工业和生产中的综合利用  12-13
    3.2 农作物秸秆作为畜牧饲料  13-14
    3.3 秸秆的还田利用  14-16
    3.4 秸秆在能源及其他方面的利用  16-17
  4 国内外用腐秆剂催腐水稻秸秆的研究进展  17-19
    4.1 腐秆剂简介  17-18
    4.2 新型秸秆速腐剂的研究进展  18-19
  5 秸秆速腐剂在应用中存在的问题及展望  19
  6 本研究的目的及意义  19-20
  7 研究内容及技术路线  20-23
    7.1 研究内容  20
    7.2 技术路线  20-23
第二章试验材料与研究方法  23-31
  1 试验材料  23-24
    1.1 供试秸秆  23-24
    1.2 供试腐秆剂  24
  2 试验设计  24-26
    2.1 确定氮源和腐秆剂最佳添加量的试验设计  24-25
    2.2 秸秆腐解过程中颜色变化及扯断率的测定试验  25
    2.3 腐秆剂加速腐解秸秆的试验设计  25-26
    2.4 腐秆剂菌体和酶液分别对秸秆腐解速度影响的试验设计  26
  3 实验仪器及药剂  26-27
    3.1 实验仪器  26-27
    3.2 实验药剂  27
  4 指标测定及分析方法  27-31
    4.1 羧甲基纤维素酶活性的测定  27-28
    4.2 半纤维素酶活性的测定  28
    4.3 酚氧化酶活性的测定  28-29
    4.4 微生物群落演替的研究  29-30
    4.5 木质纤维素三组分的测定  30-31
第三章腐秆剂和氮源的最佳添加量及腐解过程中秸秆物理性质变化的测定  31-34
  1 结果与分析  31-33
    1.1 腐秆剂和尿素添加量正交实验  31-32
    1.2 腐解过程中秸秆颜色变化和扯断率的测定  32-33
  2 小结  33-34
第四章腐秆剂对秸秆腐解过程的影响及机理研究  34-42
  1 结果与分析  34-40
    1.1 添加腐秆剂对稻草腐解过程中纤维素酶的影响  34-35
    1.2 添加腐秆剂对稻草腐解过程中半纤维素酶的影响  35
    1.3 添加腐秆剂对稻草腐解过程中酚氧化酶的影响  35-36
    1.4 添加腐秆剂对稻草腐解过程中生物量的影响  36-38
      1.4.1 细菌微生物量的变化  36-37
      1.4.2 真菌微生物量的变化  37-38
      1.4.3 放线菌微生物量的变化  38
    1.5 添加腐秆剂对稻草腐解过程木质纤维素三组分的降解率变化  38-40
      1.5.1 纤维素降解率的变化  38-39
      1.5.2 半纤维素降解率的变化  39-40
      1.5.3 木质素降解率的变化  40
  2 小结  40-42
第五章腐秆剂中菌体和酶液对秸秆腐解过程的影响及机理研究  42-50
  1 结果与分析  42-48
    1.1 微生物和酶的添加对稻草腐解过程中纤维素酶的影响  42-43
    1.2 微生物和酶的添加对稻草腐解过程中半纤维素酶的影响  43-44
    1.3 添加腐秆剂对稻草腐解过程中酚氧化酶的影响  44
    1.4 添加腐秆剂对稻草腐解过程中生物量的影响  44-46
      1.4.1 细菌微生物量的变化  44-45
      1.4.2 真菌微生物量的变化  45-46
      1.4.3 放线菌微生物量的变化  46
    1.5 添加腐秆剂对稻草腐解过程木质纤维素三组分的降解率变化  46-48
      1.5.1 纤维素降解率的变化  46-47
      1.5.2 半纤维素降解率的变化  47-48
      1.5.3 木质素降解率的变化  48
  2 小结  48-50
第六章结论  50-52
  1 主要结论  50-51
  2 创新点  51
  3 不足之处  51-52
参考文献  52-57
致谢  57-58
作者简介  58

腐秆剂对水稻秸秆快速腐熟过程的作用机理研究

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