文档介绍：湖南大学
博士学位论文
基于非培养生物技术的堆肥微生物群落研究及木质纤维素降解
姓名:喻曼
申请学位级别:博士
专业:环境科学与工程
指导教师:曾光明
20090325
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摘要术的微生物群落结构演替等方面较系统地研究了接种黄孢原毛平革菌对堆肥其降解机理与特性并从堆肥化各阶段选育高效优势的降解菌株,为堆肥工艺的优化和接种剂的开发提供依据。在稻草固态发酵体系中同时接种土壤微生物和黄孢原毛平革菌,用磷脂脂肪酸谱图分析法研究发酵过程的微生物群落和生物量变化,同时监接种能够巩固一次接种效果;,实验结果显示接种甤的堆体中木质素降解率要明显高于未接种的堆体。接种甤对木聚糖酶活和生有一定抑制作用。针对堆肥化环境微生物的复杂性以及木质纤维素难降解的特性,本文以农业秸秆为主要原料,采用好氧堆肥,从物理化学、酶学以及基于非培养生物技发酵进程和木质纤维素降解的影响;并综合运用多种非培养生物研究方法与数学统计方法系统地研究堆肥化过程中微生物群落演替规律;基于上述规律研究测木质纤维素降解率的变化。结果表明,复合微生物体系降解木质纤维素的效率明显高于单一菌种的效率。根据标志性脂肪酸的变化,在发酵第,革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌的含量都达到了最高值,其中,革兰氏阳性菌的含量较低;真菌和细菌的脂肪酸含量比值变化范围为~,说明真菌是降解木质纤维素的主要群落。主成分分析结果显示发酵后期以不饱和脂肪酸为主,与标志性脂肪酸分析结果一致,同时跟木质纤维素降解率的变化趋势对应,因此分析法可以较好地反映稻草固态发酵过程中的微生物群落结构和生物量的变化。甤对应单体与木质纤维素相关性分析显示革兰氏阳性菌和真菌在降解木质素上具有相同的效率,甤是降解木质素的主要真菌。用方法和酶活检测方法研究了在农业废物堆肥一次发酵和二次发酵期间添加黄孢原毛平革菌对微生物多样性和木质纤维素降解酶系的影响。结果表明,在不同发酵期接种甤对堆肥进程的影响不同:典型的限制性内切酶蚑诜治龆逊氏妇⑸锒嘌缘牧敏性上,Ч詈茫珹沃琓虿皇呛苁视糜诜治龆逊氏妇生物多样性。添加的甤对堆肥系统中某些微生物更具有一定的选择作用,使其成为优势物种以促进堆肥物质的降解,多样性有所降低,二次活的分泌没有明显影响,对蚆酶活产生有促进作用,但是对牟博士学位论文
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农业废物堆肥化中微生物群落和多样性的变化。结果表明三类方法显示的信息并不完全一致:ḿ觳獾难闶軵分布比较离散,说明每个样根据从农林废物堆肥中筛选得到的木质素降解优势土著微生物枯草芽孢析所得堆肥化二次发酵期有效的木质素降解微生物群落组成比例混合接种至稻草基质发酵瓶中,并通过正交实验优化混合比例,以期研究开发一种组合应用了三类非培养生物技术,即法、法、法,分析点都具有其特征图谱,样点选取具有代表性。三类方法中以数据指示的微生物多样性最高,同时数据可以表征较完整的微生物群落结构变化并较为明确的表征微生物生物量的变化。ḿ觳獾难愫吞醮畔分布都比较集中,数据还显示在堆肥后期的细菌群落具有不稳定性,法指示的微生物多样性较低;椒ḿ觳獾氖菹允径逊使讨邢妇落结构至少经历了三个阶段的演替,即嗜温细菌群落,高温细菌群落和腐熟期细菌群落。杆菌、铜绿假单孢菌、黑曲霉、简青霉、栗褐链霉菌,。结果表明,混合菌剂具有较强的木质素降解能力,其对木质素降解是木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶、纤维素酶和半纤维素酶共同作用的结果;当细菌:放线菌:真菌个数比为:草芽孢杆菌:铜绿假单孢菌为:,黑曲霉:简青霉为时,木质素、纤维素、半纤维素降解率最高,:农业废物堆肥;非培养生物技术;黄孢原毛平革菌;木质纤维素;接种剂ァァァ基于培养生物技术的堆肥微生物群落研究及木质纤维素降解
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插图索引小麦秸秆堆肥过程中微生物群落的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.好氧堆肥物料温度变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.呋趸疺硎疽馔肌图芯靠蚣芡肌特征脂肪酸含量变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一堆肥过程中不同堆体的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..堆肥过程中不同堆体种子发芽指数的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..酶切条带甘浠酶切条带甘浠图堆肥过程的流程示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯堆肥高温阶段微生物活性变化示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一系统中的序列计住染色的凝胶反色图谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯