本文選題：腐殖質 + 微生物　； 參考：《吉林農業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：全球土壤質量的持續(xù)惡化引發(fā)人們對土壤資源狀況的關注,不斷提高土壤有機質含量并對其進行有效管理是應對這一惡化趨勢的重要手段。腐殖物質作為土壤有機質的主體部分,對土壤有機質的質量與數量具有重大影響。有機物料與微生物是腐殖質形成的重要物質基礎,不同微生物對不同有機物料的利用程度直接關系到腐殖化的效果及腐殖質組分的組成與結構。本論文針對不同微生物在液培條件下利用糖類、藍藻及土培條件下利用玉米秸稈參與形成腐殖質的影響差異問題,采用液體純培養(yǎng)及長期土壤模擬實驗,研究了細菌、放線菌、真菌在葡萄糖、纖維素及藍藻培養(yǎng)液中形成的菌體產物和胞外代謝液的性質以及對土壤添加玉米秸稈腐殖化產物的動態(tài)影響規(guī)律,同時探索了藍細菌自發(fā)形成腐殖質的可能性以及各種天然有機物料堿提取組分的特征,得到如下結論:(1)液體培養(yǎng)條件下,微生物利用有機物料形成的胞外代謝液結構簡單,菌體產物結構雖較復雜但與腐殖酸間仍存在一定差距。葡萄糖作為碳源基質時,菌體產物的芳香碳、羧基碳及羰基碳含量少,而多糖類碳組分含量多;放線菌與真菌能夠持續(xù)利用葡萄糖推進有機物的深入轉化;李色鏈霉菌利用葡萄糖合成了更多芳香環(huán)和不飽和碳鏈,菌體產物結構更為“成熟化”;枯草芽孢桿菌利用葡萄糖合成了更多穩(wěn)定性長鏈脂肪烴,菌體產物飽和度較高,成熟度較差。相對于葡萄糖,微生物利用纖維素形成的菌體產物結構較簡單;各菌株間差異較大,其中枯草芽孢桿菌與綠色木霉菌菌體產物結構最為復雜,降解纖維素后還能繼續(xù)合成大分子復雜有機物,對纖維素的利用程度較深;青霉、灰色鏈霉菌與巨大芽孢桿菌的菌體產物結構簡單,是降解纖維素的產物。(2)明確了菌體產物組成與堿提取組分間的對應關系,定義了液體純培養(yǎng)條件下微生物利用單一碳源的轉化效率和轉化程度兩個指標。綜合考慮兩個指標發(fā)現,李色鏈霉菌和灰色鏈霉菌利用葡萄糖產生的代謝物相對含量低但是產物復雜度高、穩(wěn)定性強,尤其是李色鏈霉菌該特點突出;枯草芽孢桿菌形成的代謝物相對最多但產物的結構較簡單,巨大芽孢桿菌利用葡萄糖的產物結構最簡單、芳香性最弱;真菌對葡萄糖的利用水平居中,代謝物中可溶性組分含量多,其中綠色木霉菌利用葡萄糖形成的代謝物相對含量與復雜度均較青霉高。(3)藍細菌自發(fā)形成腐殖質的可能性很低,但生長期內能產生某些結構較為復雜的有機物質,為極端條件下合成腐殖質或在微生物作用下形成腐殖質提供可能。相對于腐殖質,水華魚腥藻菌體具備更豐富的有機氮和較少的有機碳,蛋白質及多糖成分含量高。胞外代謝液中含有大量羥基、羧基類官能團,胞內代謝物比胞外代謝物結構更復雜,芳香性強,縮合度高。對數生長期與衰亡后期菌體的芳香度較高,更接近于富里酸的復雜程度。(4)水華魚腥藻培養(yǎng)液作為唯一碳源經微生物處理后,產物芳香度降低、氧化度升高,結構更為簡單化;實驗條件下微生物對藍藻具有分解作用而非合成腐殖質,衰亡期藍藻更易被分解利用;包含復合微生物的土壤浸出液降解藍藻的能力最強,菌體產物結構最簡單,其次是細菌和放線菌,真菌利用藍藻形成的菌體產物結構最復雜。(5)微生物能夠促進土壤中有機物料的腐殖化,且腐殖化進程具有時間效應。鏈霉菌屬放線菌和霉菌屬真菌在土壤腐殖化進程中的作用大于芽孢桿菌屬細菌。微生物對添加玉米秸稈的土壤系統(tǒng)中胡敏酸的形成更為有利,富里酸有向胡敏酸轉化的趨勢。放線菌在培養(yǎng)中期作用非常突出,主要表現在可以促使富里酸中羧基成分向胡敏酸轉移。真菌、細菌、放線菌分別對腐殖質中氫元素、氮元素與羧基組分的形成與分解有突出影響。(6)天然生物材料的總有機碳含量高于土壤有機碳含量;相對于土壤樣品,天然生物材料的堿提取組分中水溶性組分與堿不溶組分含量明顯偏高,堿可提取組分含量明顯偏低。不同天然生物材料的堿提取組分之間及與土壤腐殖質間均存在差異,用堿提取法可從天然生物材料中獲得相應組分,但其并非腐殖質�？偟膩碚f,液體培養(yǎng)條件下不同微生物對有機碳源的利用效果有差異,碳源類型對其有影響,結果比較復雜,和微生物在土壤培養(yǎng)條件下的表現有所不同;實驗條件下微生物利用最簡單碳源葡萄糖的腐殖化效果超過其對藍藻和纖維素的利用;微生物對葡萄糖的腐殖化是合成過程,對纖維素的腐殖化經歷了降解再合成階段,利用藍藻的腐殖化過程是降解殘留過程。微生物對有機物料的利用效果具有菌群間與碳源基質間差異,研究解決了液體純培養(yǎng)中菌體產物組成不明、微生物對不同碳源的腐殖化程度和途徑有無差異等問題,綜合探討了長期土壤培養(yǎng)中有機物料腐殖化的微生物效應與時間效應,探索了藍細菌在腐殖質起源中的作用,對深入理解腐殖質形成、起源中的生物化學過程具有重要意義。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：吉林農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S153.622

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