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

【摘要】：全球土壤質(zhì)量的持續(xù)惡化引發(fā)人們對(duì)土壤資源狀況的關(guān)注,不斷提高土壤有機(jī)質(zhì)含量并對(duì)其進(jìn)行有效管理是應(yīng)對(duì)這一惡化趨勢(shì)的重要手段。腐殖物質(zhì)作為土壤有機(jī)質(zhì)的主體部分,對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量與數(shù)量具有重大影響。有機(jī)物料與微生物是腐殖質(zhì)形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ),不同微生物對(duì)不同有機(jī)物料的利用程度直接關(guān)系到腐殖化的效果及腐殖質(zhì)組分的組成與結(jié)構(gòu)。本論文針對(duì)不同微生物在液培條件下利用糖類、藍(lán)藻及土培條件下利用玉米秸稈參與形成腐殖質(zhì)的影響差異問(wèn)題,采用液體純培養(yǎng)及長(zhǎng)期土壤模擬實(shí)驗(yàn),研究了細(xì)菌、放線菌、真菌在葡萄糖、纖維素及藍(lán)藻培養(yǎng)液中形成的菌體產(chǎn)物和胞外代謝液的性質(zhì)以及對(duì)土壤添加玉米秸稈腐殖化產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)影響規(guī)律,同時(shí)探索了藍(lán)細(xì)菌自發(fā)形成腐殖質(zhì)的可能性以及各種天然有機(jī)物料堿提取組分的特征,得到如下結(jié)論:(1)液體培養(yǎng)條件下,微生物利用有機(jī)物料形成的胞外代謝液結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,菌體產(chǎn)物結(jié)構(gòu)雖較復(fù)雜但與腐殖酸間仍存在一定差距。葡萄糖作為碳源基質(zhì)時(shí),菌體產(chǎn)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(jìn)有機(jī)物的深入轉(zhuǎn)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(chǎn)物結(jié)構(gòu)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(zhǎng)鏈脂肪烴,菌體產(chǎn)物飽和度較高,成熟度較差。相對(duì)于葡萄糖,微生物利用纖維素形成的菌體產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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(chǎn)物結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,降解纖維素后還能繼續(xù)合成大分子復(fù)雜有機(jī)物,對(duì)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(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,是降解纖維素的產(chǎn)物。(2)明確了菌體產(chǎn)物組成與堿提取組分間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,定義了液體純培養(yǎng)條件下微生物利用單一碳源的轉(zhuǎn)化效率和轉(zhuǎn)化程度兩個(gè)指標(biāo)。綜合考慮兩個(gè)指標(biāo)發(fā)現(xiàn),李色鏈霉菌和灰色鏈霉菌利用葡萄糖產(chǎn)生的代謝物相對(duì)含量低但是產(chǎn)物復(fù)雜度高、穩(wěn)定性強(qiáng),尤其是李色鏈霉菌該特點(diǎn)突出;枯草芽孢桿菌形成的代謝物相對(duì)最多但產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,巨大芽孢桿菌利用葡萄糖的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、芳香性最弱;真菌對(duì)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(duì)含量與復(fù)雜度均較青霉高。(3)藍(lán)細(xì)菌自發(fā)形成腐殖質(zhì)的可能性很低,但生長(zhǎng)期內(nèi)能產(chǎn)生某些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì),為極端條件下合成腐殖質(zhì)或在微生物作用下形成腐殖質(zhì)提供可能。相對(duì)于腐殖質(zhì),水華魚腥藻菌體具備更豐富的有機(jī)氮和較少的有機(jī)碳,蛋白質(zhì)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(tuán),胞內(nèi)代謝物比胞外代謝物結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,芳香性強(qiáng),縮合度高。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期與衰亡后期菌體的芳香度較高,更接近于富里酸的復(fù)雜程度。(4)水華魚腥藻培養(yǎng)液作為唯一碳源經(jīng)微生物處理后,產(chǎn)物芳香度降低、氧化度升高,結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單化;實(shí)驗(yàn)條件下微生物對(duì)藍(lán)藻具有分解作用而非合成腐殖質(zhì),衰亡期藍(lán)藻更易被分解利用;包含復(fù)合微生物的土壤浸出液降解藍(lán)藻的能力最強(qiáng),菌體產(chǎn)物結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,其次是細(xì)菌和放線菌,真菌利用藍(lán)藻形成的菌體產(chǎn)物結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。(5)微生物能夠促進(jìn)土壤中有機(jī)物料的腐殖化,且腐殖化進(jìn)程具有時(shí)間效應(yīng)。鏈霉菌屬放線菌和霉菌屬真菌在土壤腐殖化進(jìn)程中的作用大于芽孢桿菌屬細(xì)菌。微生物對(duì)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(zhuǎn)化的趨勢(shì)。放線菌在培養(yǎng)中期作用非常突出,主要表現(xiàn)在可以促使富里酸中羧基成分向胡敏酸轉(zhuǎn)移。真菌、細(xì)菌、放線菌分別對(duì)腐殖質(zhì)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(jī)碳含量高于土壤有機(jī)碳含量;相對(duì)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(zhì)間均存在差異,用堿提取法可從天然生物材料中獲得相應(yīng)組分,但其并非腐殖質(zhì)�？偟膩�(lái)說(shuō),液體培養(yǎng)條件下不同微生物對(duì)有機(jī)碳源的利用效果有差異,碳源類型對(duì)其有影響,結(jié)果比較復(fù)雜,和微生物在土壤培養(yǎng)條件下的表現(xiàn)有所不同;實(shí)驗(yàn)條件下微生物利用最簡(jiǎn)單碳源葡萄糖的腐殖化效果超過(guò)其對(duì)藍(lán)藻和纖維素的利用;微生物對(duì)葡萄糖的腐殖化是合成過(guò)程,對(duì)纖維素的腐殖化經(jīng)歷了降解再合成階段,利用藍(lán)藻的腐殖化過(guò)程是降解殘留過(guò)程。微生物對(duì)有機(jī)物料的利用效果具有菌群間與碳源基質(zhì)間差異,研究解決了液體純培養(yǎng)中菌體產(chǎn)物組成不明、微生物對(duì)不同碳源的腐殖化程度和途徑有無(wú)差異等問(wèn)題,綜合探討了長(zhǎng)期土壤培養(yǎng)中有機(jī)物料腐殖化的微生物效應(yīng)與時(shí)間效應(yīng),探索了藍(lán)細(xì)菌在腐殖質(zhì)起源中的作用,對(duì)深入理解腐殖質(zhì)形成、起源中的生物化學(xué)過(guò)程具有重要意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S153.622

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本文編號(hào)：1735478