不同肥力水平旱地紅壤稻稈降解及相關微生物研究
發(fā)布時間：2021-08-05 07:35
我國是農業(yè)大國,每年稻稈產量巨大。紅壤有機質含量低是限制紅壤質量的重要因素,稻稈還田提高有機質含量是改善紅壤質量的重要措施之一。稻稈結構復雜,還田后在土壤中的降解及轉化過程受土壤有機質含量、降解微生物群落等因素影響。微生物全程參與稻稈的分解,且存在微生物群落的接力降解現象。但是,不同肥力水平紅壤中稻稈降解及相關功能微生物類群目前還不清楚。本研究選取不同肥力水平的旱地玉米地土壤為研究材料,包括未施肥（CK）土壤、平衡施化肥（NPK）土壤和施加有機肥（OM）土壤。采用宏基因組分析方法明確不同肥力水平土壤間土壤編碼碳水化合物降解酶基因的相對豐度,分析不同肥力水平土壤中稻稈的降解潛力;添加稻稈構建土壤懸液培養(yǎng)體系,采用掃描電鏡法等方法測定稻稈的降解程度及其降解過程,采用高通量測序分析降解過程中的核心功能微生物類群;添加13C-纖維素構建室內微宇宙培養(yǎng)體系,利用穩(wěn)定同位素核酸探針技術（DNA-SIP）結合高通量測序技術,進一步研究不同肥力水平土壤中降解及活躍的微生物類群。主要研究成果如下:（1）宏基因組學分析發(fā)現,CK土壤與OM土壤中編碼碳水化合物活性酶基因組成具有多樣性且...
【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
稻稈的結構和化學組成（Rubin.2008）
第一章緒論2成比例不同（Dyketal.2012；Ragauskasetal.2006）（表1-1）。（1）纖維素纖維素是地球上含量最豐富的碳水化合物（Thomsenetal.2008）。纖維素的經驗分子式為（C6H12O6）n，是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵連接構成的直鏈狀大分子聚合物。纖維素的纖絲作為植物的支持結構，由有序區(qū)（按一定規(guī)律有序排列的結晶區(qū)）與少序區(qū)（排列不規(guī)則的無定形區(qū)））構成，且晶格區(qū)與非結晶區(qū)相互交替。由于晶格與夾雜物的存在以及微纖維間存在氫鍵作用，導致纖維素比較穩(wěn)定，難以水解。在自然界中，部分微生物可通過分泌的特殊酶分解纖維素，纖維素降解為易被有機體利用、結構較簡單的糖類，但降解速度緩慢（閻伯旭等.1995）。纖維素的主要結構及分子間氫鍵如圖1-2所示。圖1-2纖維素主要結構及分子間氫鍵Figure1-2Mainstructureofcelluloseandintermolecularhydrogenbond（2）半纖維素半纖維素在自然界中的儲蓄量僅次于纖維素，是世界第二大可再生天然高分子物質。半纖維素是在植物細胞壁中將纖維素與木質素緊密結合在一起的聚糖混合物。它是一種低分子聚糖，與纖維素一起產生于植物組織。半纖維素與纖維素不同，它不是均一性聚糖，而是由一些結構相近的五碳糖和六碳糖單元構成。半纖維素可分為木聚糖、木葡聚糖和甘露聚糖等。半纖維素無晶體結構，排列松散，強度低。半纖維素主要結構如圖1-3所示。
第一章緒論3圖1-3半纖維素主要結構Figure1-3Hemicellulosetexture（3）木質素木質素在自然界中含量豐富，廣泛存在于植物細胞中。木質素是由苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的聚酚類三維網狀高分子芳香烴化合物。木質素和半纖維素以各種共價鍵相連，填充于細胞壁的纖維素微纖絲，增強了植物組織的強度和硬度。木質素在稻稈中所占比例最少，但是，木質素是稻稈的化學組成中最難降解的成分（Wangetal.2006）。木質素的主要結構如圖1-4所示。圖1-4木質素主要結構Figure1-4Ligninstructure
【參考文獻】：
期刊論文
[1]耐堿性β-甘露聚糖酶產生菌的分離鑒定及發(fā)酵條件優(yōu)化[J]. 汪夢昀,繆禮鴻,勵飛,劉蒲臨,廖衛(wèi)芳. 飼料工業(yè). 2019(05)
[2]復合型β-甘露聚糖酶的開發(fā)及其對斷奶仔豬生長性能和血清生化指標的影響[J]. 余璐璐,宋全芳,嚴峰,張廣民,孟慶剛,黃雪石. 飼料工業(yè). 2019(04)
[3]降解水稻秸稈的復合菌系及其微生物群落結構演替[J]. 王春芳,馬詩淳,黃艷,劉來雁,凡慧,鄧宇. 微生物學報. 2016(12)
[4]長江源區(qū)高寒草地土壤有機質和氮磷含量的分布特征[J]. 高洋,王根緒,高永恒. 草業(yè)科學. 2015(10)
[5]溫度水分對秸稈降解微生物群落功能多樣性影響[J]. 周桂香,陳林,張叢志,張佳寶. 土壤. 2015(05)
[6]秸稈還田對土壤鉀素的影響及其替代鉀肥效應研究進展[J]. 姜超強,鄭青松,祖朝龍. 生態(tài)學雜志. 2015(04)
[7]免耕和秸稈還田對土壤酶活性和微生物群落的影響[J]. 路怡青,朱安寧,張佳寶,陳效民,陳文超,舒馨,張文國. 土壤通報. 2014(01)
[8]施肥和秸稈還田對土壤肥力質量及春小麥品質的影響[J]. 張亞麗,呂家瓏,金繼運,李書田,陳占全,高旭升. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2012(02)
[9]免耕對土壤團聚體特征以及有機碳儲量的影響[J]. 姜學兵,李運生,歐陽竹,侯瑞星,李發(fā)東. 中國生態(tài)農業(yè)學報. 2012(03)
[10]不同玉米秸稈還田量對土壤肥力及冬小麥產量的影響[J]. 張靜,溫曉霞,廖允成,劉陽. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2010(03)
碩士論文
[1]半透膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)處理牛糞/秸稈的效能及功能微生物作用機制[D]. 金渙峻（KIM WHAN JOON）.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]長期不同施肥處理紅壤對13C標記玉米秸稈降解及關聯微生物的影響[D]. 于冰.中國農業(yè)科學院 2017
[3]溫度和含水量對不同作物秸稈土壤降解速率及相關指標影響的研究[D]. 趙月.湖南農業(yè)大學 2012
本文編號：3323355
【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
稻稈的結構和化學組成（Rubin.2008）
第一章緒論2成比例不同（Dyketal.2012；Ragauskasetal.2006）（表1-1）。（1）纖維素纖維素是地球上含量最豐富的碳水化合物（Thomsenetal.2008）。纖維素的經驗分子式為（C6H12O6）n，是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵連接構成的直鏈狀大分子聚合物。纖維素的纖絲作為植物的支持結構，由有序區(qū)（按一定規(guī)律有序排列的結晶區(qū)）與少序區(qū)（排列不規(guī)則的無定形區(qū)））構成，且晶格區(qū)與非結晶區(qū)相互交替。由于晶格與夾雜物的存在以及微纖維間存在氫鍵作用，導致纖維素比較穩(wěn)定，難以水解。在自然界中，部分微生物可通過分泌的特殊酶分解纖維素，纖維素降解為易被有機體利用、結構較簡單的糖類，但降解速度緩慢（閻伯旭等.1995）。纖維素的主要結構及分子間氫鍵如圖1-2所示。圖1-2纖維素主要結構及分子間氫鍵Figure1-2Mainstructureofcelluloseandintermolecularhydrogenbond（2）半纖維素半纖維素在自然界中的儲蓄量僅次于纖維素，是世界第二大可再生天然高分子物質。半纖維素是在植物細胞壁中將纖維素與木質素緊密結合在一起的聚糖混合物。它是一種低分子聚糖，與纖維素一起產生于植物組織。半纖維素與纖維素不同，它不是均一性聚糖，而是由一些結構相近的五碳糖和六碳糖單元構成。半纖維素可分為木聚糖、木葡聚糖和甘露聚糖等。半纖維素無晶體結構，排列松散，強度低。半纖維素主要結構如圖1-3所示。
第一章緒論3圖1-3半纖維素主要結構Figure1-3Hemicellulosetexture（3）木質素木質素在自然界中含量豐富，廣泛存在于植物細胞中。木質素是由苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的聚酚類三維網狀高分子芳香烴化合物。木質素和半纖維素以各種共價鍵相連，填充于細胞壁的纖維素微纖絲，增強了植物組織的強度和硬度。木質素在稻稈中所占比例最少，但是，木質素是稻稈的化學組成中最難降解的成分（Wangetal.2006）。木質素的主要結構如圖1-4所示。圖1-4木質素主要結構Figure1-4Ligninstructure
【參考文獻】：
期刊論文
[1]耐堿性β-甘露聚糖酶產生菌的分離鑒定及發(fā)酵條件優(yōu)化[J]. 汪夢昀,繆禮鴻,勵飛,劉蒲臨,廖衛(wèi)芳. 飼料工業(yè). 2019(05)
[2]復合型β-甘露聚糖酶的開發(fā)及其對斷奶仔豬生長性能和血清生化指標的影響[J]. 余璐璐,宋全芳,嚴峰,張廣民,孟慶剛,黃雪石. 飼料工業(yè). 2019(04)
[3]降解水稻秸稈的復合菌系及其微生物群落結構演替[J]. 王春芳,馬詩淳,黃艷,劉來雁,凡慧,鄧宇. 微生物學報. 2016(12)
[4]長江源區(qū)高寒草地土壤有機質和氮磷含量的分布特征[J]. 高洋,王根緒,高永恒. 草業(yè)科學. 2015(10)
[5]溫度水分對秸稈降解微生物群落功能多樣性影響[J]. 周桂香,陳林,張叢志,張佳寶. 土壤. 2015(05)
[6]秸稈還田對土壤鉀素的影響及其替代鉀肥效應研究進展[J]. 姜超強,鄭青松,祖朝龍. 生態(tài)學雜志. 2015(04)
[7]免耕和秸稈還田對土壤酶活性和微生物群落的影響[J]. 路怡青,朱安寧,張佳寶,陳效民,陳文超,舒馨,張文國. 土壤通報. 2014(01)
[8]施肥和秸稈還田對土壤肥力質量及春小麥品質的影響[J]. 張亞麗,呂家瓏,金繼運,李書田,陳占全,高旭升. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2012(02)
[9]免耕對土壤團聚體特征以及有機碳儲量的影響[J]. 姜學兵,李運生,歐陽竹,侯瑞星,李發(fā)東. 中國生態(tài)農業(yè)學報. 2012(03)
[10]不同玉米秸稈還田量對土壤肥力及冬小麥產量的影響[J]. 張靜,溫曉霞,廖允成,劉陽. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2010(03)
碩士論文
[1]半透膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)處理牛糞/秸稈的效能及功能微生物作用機制[D]. 金渙峻（KIM WHAN JOON）.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]長期不同施肥處理紅壤對13C標記玉米秸稈降解及關聯微生物的影響[D]. 于冰.中國農業(yè)科學院 2017
[3]溫度和含水量對不同作物秸稈土壤降解速率及相關指標影響的研究[D]. 趙月.湖南農業(yè)大學 2012
本文編號：3323355
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