發(fā)布時間：2018-06-13 19:39

  本文選題：沼液 + 植物激素��； 參考：《中國農業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：厭氧發(fā)酵液(沼液)具有豐富的植物營養(yǎng)物質,但是對于沼液在產生,儲存,和利用過程中植物營養(yǎng)物質的變化規(guī)律及代謝規(guī)律缺乏系統的定量分析。本文首先對比研究了不同原料批式厭氧發(fā)酵過程和半連續(xù)運行沼氣工程沼液中植物激素含量的動態(tài)變化。在批式厭氧發(fā)酵過程中,赤霉素(GA3)含量增加,但隨后又發(fā)生降解。30天厭氧發(fā)酵后的沼液中GA3含量(3.06～5.21 mg·L~(-1))與原料中GA3含量(1.45～4.25 mg·L~(-1))無顯著差異。脫落酸(ABA)和吲哚乙酸(IAA)在整個批式發(fā)酵過程中持續(xù)的增加,30天發(fā)酵后ABA和IAA含量分別比原料顯著上升了276.8%～348.1%和201.4%～435.7%。而沼氣工程產生的沼液中,GA3由于半連續(xù)進料得到積累,含量(16.37～44.83 mg·L~(-1))顯著高于批式實驗得到的沼液。沼氣工程產生的沼液中含有大量的植物激素包括GA3(16.37～44.83 mg·L~(-1))、IAA(17.38～36.84 mg·L~(-1))和ABA(13.23～35.59 mg·L~(-1)),可以對植物生長起到積極的促進作用。沼液農田施用具有季節(jié)性特征,本文對儲存在不同溫度下的沼液中植物營養(yǎng)物質含量的變化進行了定量分析。沼液在4℃儲存時NH4+-N含量幾乎不變,而在20℃和37℃時,分別有50%NH4+-N和85.9% NH4+-N由于NH3揮發(fā)而損失�？扇苄訮的損失不受溫度影響,儲存90天后,損失了40%-53.1%。儲存在20℃和37℃儲存條件下沼液中的GA3濃度分別下降了80.2%和80.7%。IAA含量在4℃,20℃和37℃儲存時,IAA含量分別下降了26.2%,48.1%和70.5%。而ABA在40C和20℃下含量無明顯的變化。只有在37℃下儲存時,ABA略下降了22.14%。因此,GA3對溫度變化最為敏感,IAA次之,而ABA相對較為穩(wěn)定。由于土壤承載力的要求,農田利用后剩余的沼液必須采用一定處理技術進行養(yǎng)分回收與輸出。本文研究了氮素回收和養(yǎng)分濃縮處理技術對沼液中的植物營養(yǎng)物質含量的影響。氨氮吹脫過程中,為增加氨氮去除率,需要提高沼液初始pH值。同時也有利于增加沼液中植物激素去除率,得到的沼液產品中TAN僅為136.76 mg·L~(-1),可溶性P 1.49 mg·L~(-1),IAA 21.12 mg·L~(-1),GA315.63 mg·L~(-1),ABA 34.83 mg·L~(-1)。真空濃縮前,為增加氮磷保留率,需要降低沼液的初始pH值。同時也增加了植物激素的保留率,得到的沼液產品中TAN濃度高達2998.07 mg·L~(-1),可溶性P 178.26 mg·L~(-1),IAA 60.87 mg·L~(-1),GA344.46 mg·L~(-1),ABA 110.90 mg·L~(-1)。實際應用時,需要根據作物種類,施用方式等綜合因素選用不同的沼液處理方式�？紤]到GA3對環(huán)境變化的敏感性及ABA相對的穩(wěn)定,本文專門對沼液中的IAA厭氧代謝途徑及調控進行深入研究。結果表明,沼液中IAA是由于厭氧微生物代謝色氨酸產生的。色氨酸在弱堿性厭氧發(fā)酵過程中代謝途徑有兩條,①IAA和糞臭素產生途徑(IAA and Skatole Production,ISP)。在此途徑中,色氨酸首先生成IAA,隨后轉化為糞臭素。額外的碳源可以促進ISP途徑進行(53.2%),同時抑制糞臭素的產生,使其含量降低94.7%。提高IAA的濃度。②吲哚的產生及礦化途徑(Indole Production and Mineralization, IPM)。此途徑中色氨酸直接降解為吲哚。外源的氨基酸能夠顯著的促進吲哚的礦化,導致吲哚含量顯著下降了88.1%。因此,外源碳源和氨基酸理論上可以調控IAA的產生和吲哚的礦化。
[Abstract]:Anaerobic fermentation liquid (marsh liquid) has abundant plant nutrients, but there is a lack of systematic quantitative analysis on the changes and metabolic rules of plant nutrients in the production, storage and utilization of biogas liquid. Firstly, the batch anaerobic fermentation process of different raw materials and the plant excitation in the semi continuous biogas engineering are studied in this paper. In batch anaerobic fermentation, the content of gibberellin (GA3) increased, but there was no significant difference between the content of GA3 (3.06 ~ 5.21 mg. L~ (-1)) and the GA3 content (1.45 to 4.25 mg. L~ (-1)) in the biogas liquid after anaerobic fermentation for.30 days after degradation. The content of abscisic acid (ABA) and indolyl acetic acid (IAA) was in the whole batch fermentation process. After 30 days of fermentation, the content of ABA and IAA increased by 276.8% to 348.1% and 201.4% ~ 435.7%., respectively. In the biogas slurry produced by biogas engineering, GA3 was accumulated by semi continuous feed, and the content (16.37 to 44.83 mg. L~ (-1)) was significantly higher than that obtained by the batch experiment. There were a lot of biogas slurry produced by biogas engineering. Plant hormones, including GA3 (16.37 ~ 44.83 mg. L~ (-1)), IAA (17.38 to 36.84 mg L~ (-1)) and ABA (13.23 to 35.59 mg. L~ (-1)), can play an active role in promoting plant growth. The application of biogas slurry has seasonal characteristics. The quantitative analysis of the change of plant nutrient content in the biogas liquid stored at different temperatures is carried out in this paper. The content of NH4+-N was almost invariable at 4 C, while the loss of 50%NH4+-N and 85.9% NH4+-N due to NH3 volatilization at 20 and 37 C. The loss of soluble P was not affected by the temperature. After storage, the GA3 concentration in the slurry was reduced by 80.2% and 80.7%.IAA content, respectively, under the storage of 40%-53.1%. at 20 and 37. When stored at 4, 20 and 37, the content of IAA decreased by 26.2%, 48.1% and 70.5%., and the content of ABA had no obvious change at 40C and 20. Only at 37 C, ABA decreased slightly by 22.14%., so GA3 was most sensitive to temperature change, IAA time, and ABA relatively stable. The effects of nitrogen recovery and nutrient concentration on the content of plant nutrients in biogas slurry are studied in this paper. In order to increase the removal rate of ammonia and nitrogen in the process of ammonia nitrogen removal, it is necessary to increase the initial pH value of the biogas liquid and increase the rate of plant hormone removal in the biogas slurry. TAN is only 136.76 mg / L~ (-1), soluble P 1.49 mg. L~ (-1), IAA 21.12 mg / L~ (-1), 34.83 for increasing the retention of nitrogen and phosphorus before vacuum concentration. 8.07 mg / L~ (-1), soluble P 178.26 mg. L~ (-1), IAA 60.87 mg L~ (-1), GA344.46 110.90. The anaerobic metabolic pathway and regulation of AA were studied in depth. The results showed that IAA was produced by tryptophan in anaerobic microorganism. There were two pathways in the metabolic pathway of tryptophan in the weak alkaline anaerobic fermentation process: (1) IAA and the production pathway of IAA and Skatole Production, ISP. In this way, tryptophan first generated IAA and then turned. The additional carbon source can promote the ISP pathway (53.2%), while inhibiting the production of the spur, and reducing the content of 94.7%. to increase the concentration of IAA. 2. The production of indole and the mineralization pathway (Indole Production and Mineralization, IPM). The tryptophan is directly degraded into indole. The mineralization of indole causes the content of indole to decrease significantly by 88.1%.. Therefore, exogenous carbon sources and amino acids can theoretically regulate the production of IAA and the mineralization of indole.
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S216.4;S184

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本文編號：2015179