纺锤形芽孢杆菌L13对蓝莓生长及根际土壤生物学特性的影响

以八年生蓝莓品种"蓝丰"为供试植株,通过田间试验研究添加纺锤形芽孢杆菌L13在单一菌剂和复合微生物肥料中对植株生长及根际土壤的影响.试验设4个处理,其中单一菌剂即L13(P),以不施肥处理作为对照(CK);以灭菌后的腐熟鸡粪作为吸附载体接种酵母菌DY3和乳酸菌DY4作为普通生物肥(OF),在此基础上进一步接种L13作为复合微生物肥料(PF),以OF作为对照,分别研究单一菌剂和复合微生物肥料对蓝莓叶片酶活、果实品质、植株养分、根际土壤酶活和理化性质以及细菌群落结构的影响.结果表明:含L13的两种肥料都显著降低了果实中可滴定酸含量,提高了植株全氮、全钾含量以及土壤碱解氮、全氮、有机质含量,促进了蓝莓生长;L13在单一菌剂中的作用更为明显,和对照相比,叶片中丙二醛含量降低61.9%,果实中花青苷含量提高21.68%,可滴定酸含量降低13.61%,植株全氮、全磷、全钾分别提高4.12%、10.27%、8.63%,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶活性分别提高107.59%、21.36%,土壤碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、有机质含量分别提高了49.66%、31.28%、21.95%、63.83%、84.54%,土壤p H降低,并且两个处理间各指标都达到了显著性差异.运用Illumina Miseq高通量测序分析根际土壤细菌群落结构发现,L13作为单一菌剂显著降低了土壤细菌菌群丰度和多样性,而在复合微生物肥料中菌群丰度和多样性增加;单一菌剂和复合微生物肥料都增加了变形菌门和厚壁菌门的比例,单一菌剂还增加了放线菌门的比例,复合微生物肥料增加了拟杆菌门的比例;放线菌目、芽孢杆菌目等的比例也有所增加;L13在单一菌剂中对蓝莓根际细菌群落结构的影响最为明显,厚壁菌门的改变是造成结构差异的主要因素.综上,纺锤形芽孢杆菌L13在两种微生物肥料中都能发挥其促生作用,在单一菌剂中作用更显著,土壤细菌群落结构的改变同蓝莓生长、土壤肥力状况存在一定的相关性,这为PGPR与植物根际的相互作用研究以及微生物肥料的研制提供了理论基础.     

基于木质素生物降解的堆肥化接种剂开发

选取由农林废物堆肥中筛选出的木质素降解优势土著微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus niger)、简青霉(Penicillium simplicissim)、栗褐链霉菌(Streptomyces badius),依据PLFA-PLS定量分析所得堆肥化2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,做1组L9(34)正交试验以优化混合比例,期望开发1种基于木质素降解的高效堆肥化接种剂.试验结果表明:混合菌剂具有较强的木质素降解能力,其对木质素的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;当按照个数比细菌∶放线菌∶真菌为85∶5∶ 10,枯草芽孢杆菌∶铜绿假单孢菌为55∶25,黑曲霉∶简青霉为2∶1配比时,木质素、纤维素、半纤维素降解率最高,分别达到22.13%,48.97%和55.93%;在不灭菌前提下,按此配比接入菌剂,其木质素、纤维素、半纤维素降解率分别比不接菌剂发酵稻草提高19.16,38.25和46.30百分点.     

利用豆粕和小麦秸秆生产多肽的固体发酵工艺条件优化

以豆粕、小麦秸秆和糖渣为主要原料,以产脂肽细菌解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-173为接种剂进行一系列固体发酵试验.通过基质筛选和单因素试验研究固体发酵基质组成、装料量、发酵温度、初始pH、发酵时间、含水率和接种量对多肽产量的影响,通过响应面优化法优化氮源和碳源及二者比例.结果表明:(1)固体发酵产多肽最佳基质组成为豆粕63.03%,小麦秸秆粉33.00%,糖渣1.93%,酵母提取物2.04%,外加无机盐溶液10.18%(V/m);(2)最佳发酵条件为含水率50%(用pH 7.5的去离子水配制),接种量10%(V/m),发酵温度30℃,恒温发酵48 h;(3)在最优条件下多肽实际产量为110.06 mg/gds(gds表示每克初始干物质),与预测值109.85 mg/gds吻合(R~2=0.9742).本研究在实验室水平上得到的以农产品加工副产品和作物秸秆为主要原料生产多肽的固体发酵优化工艺可为农业废弃物的资源化和多肽的工业化生产奠定基础.     

微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究

采用酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究,实验结果表明,酱油曲霉分泌的微生物絮凝剂对浓缩污泥有较好的脱水效果,调理后的污泥比阻可降至8.9×1011m·kg-1,显著地改善了污泥的脱水性能,与对照样相比,脱水率提高了7%,含水率降低了6%,当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%、干重质量浓度为5.8mg·l-1时,污泥的脱水效果最佳,污泥脱水率从75.6%提高到82.6%,污泥含水率从82.4%降到76.4%.微生物絮凝剂和聚丙烯酰胺(PAM)复合使用有助于改善污泥的脱水性能,当10mL116mg·l-1微生物絮凝剂和6mL 1g·l-1PAM复合使用时,污泥的脱水率为82.9%,脱水后污泥的含水率为76.1%.     

城市污泥重金属钝化试验研究

研究了城市污水厂污泥好氧堆肥过程中的重金属钝化规律.由蘑菇渣、磷矿粉、鸡粪、高温菌种与城市污泥组成的试验堆体在微生物作用下快速干化.经过30天的好氧堆肥,试验堆体稳定态铬的比例达到了67~80%,稳定态铜的比例达到了31~41%,稳定态镍的比例达到了49~57%,稳定态锌的比例达到了46~55%,稳定态锰的比例达到了56~64%,污泥重金属的生物活性和毒性减少.生成的复合有机肥施用于园林绿化.图5,表2,参5.     

生防放线菌剂对魔芋根域微生物区系的影响

为从微生态角度探索接种生防放线菌剂对魔芋根域微生物区系的影响,以生防放线菌娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)、濑里予链霉菌(S.senoensis)和M(肉质链霉菌S.carnosus和密旋链霉菌S.pctum按质量比1:1的固态发酵混合制剂)为接种剂,采用基质拌菌法接种生防菌剂进行盆栽试验,通过稀释平板法测定魔芋根区、根表土壤和根内放线菌、细菌及真菌数量并采用分子生物学技术对优势真菌和细菌进行分类鉴定.结果显示:(1)3种菌剂接种164 d,魔芋根域检出的接入放线菌活菌数量高达106 CFU g-1以上,根表土壤中放线菌数量较对照增加24.6%-263.1%;(2)供试3种菌剂接种164 d后,魔芋根域真菌数量减少18.9%-100.0%,且接种处理魔芋根域有害优势真菌腐皮镰孢菌(Fusarium solani)和红球丛赤壳菌(Nectria haematococca)较未接种对照大幅度降低;(3)不同菌剂接种处理,魔芋根区土壤和根内细菌数量较对照减少21.5%-73.3%,但根内芽孢杆菌(Bacillus sp.)数量增加414.0%-1015.0%.本研究表明供试生防菌具有较稳定的定殖能力,亦能改善魔芋根域土壤微生物区系.     

猪粪和牛粪与秸秆配合堆腐过程中腐殖物质的变化特征

选用猪粪和牛粪与小麦秸秆分别按体积比75∶25和50∶50进行配合,在接种和不接种微生物条件下进行堆腐试验。结果表明,随着堆腐的进行,各处理总有机碳(TOC)含量均呈下降趋势,但腐殖物质碳质量占TOC质量的比例呈增加趋势,接种微生物促进了TOC的矿化和腐殖质的形成。在堆腐过程中,牛粪与秸秆2种配比处理胡敏酸/富里酸含量(H/F)比值随着堆腐进程均呈现上升趋势,而猪粪与秸秆2种配比处理H/F比值均呈现先上升后下降趋势。在堆腐结束时,接种微生物处理H/F比值均比不接种微生物处理高,说明接种微生物有利于胡敏酸的形成。从接种微生物促进腐殖质形成的效果来看,牛粪比猪粪更明显。     

枸杞种植废弃物固态发酵生物饲料条件优化及其微生物群落

枸杞种植废弃物（Lycium barbarum planting waste,LBPW）饲料化是其资源化利用的重要方式之一,也是枸杞种植产业可持续发展的重要环节.发酵是饲料化处理枸杞种植废弃物的核心技术,为提高枸杞种植废弃物的发酵品质和饲用价值,开展固态发酵枸杞种植废弃物为生物饲料的条件优化试验,并探索枸杞种植废弃物发酵产物品质与微生物群落结构之间的联系,以期获得枸杞种植废弃物饲料化技术的关键信息.条件优化试验结果显示,固态发酵枸杞种植废弃物的最佳条件为50%的含水量、25℃的发酵温度、比例为15%的枸杞加工废弃物添加量、80 u/g的纤维素酶添加量,且发酵菌株接种量为3%、酵母菌和乳酸菌的体积比例为3:7,发酵周期为20 d.发酵条件优化后,枸杞种植废弃物发酵产物的品质较未优化前显著提升（P <0.05）.微生物群落分析结果显示,枸杞种植废弃物发酵产物的品质与参与发酵的微生物之间存在密切联系：发酵产物品质好,样品中Lactobacillus丰度高而Devosia丰度低;反之发酵产物品质差,样品中Lactobacillus丰度低而Devosia丰度高.此外,发酵产物的品质越好,发...     

秸秆干发酵沼气增产研究

研究了复合菌剂预处理秸秆和添加沼气发酵促进剂对秸秆干发酵的影响.结果表明,秸秆经菌剂预处理后的产气量比不加菌剂预处理(对照)提高29.54%;在菌剂预处理过的秸秆中加入促进剂,其产气量比对照提高35.28%,比单纯菌剂预处理提高4.43%.另外,菌剂预处理过的秸秆的TOC降解率和纤维素降解率分别比对照高136.32%和47.68%;秸秆经菌剂预处理后再添加促进剂的TOC降解率、纤维素降解率分别比对照高169.58%和49.62%,比单纯菌剂预处理高14.07%和3.36%.图2表1参8     

猪粪和锯末联合堆肥的中试研究

以 3种配比的猪粪和锯末为原料 ,进行了联合堆肥中试研究。一次发酵采用温度反馈通气量控制的静态好氧堆肥系统 ,周期 1 5d ;二次发酵采用定期翻堆自然腐熟 ,周期 30d。试验分析了堆制过程中温度、含水率、有机质、pH值的变化。对堆肥产物的腐熟度和养分分析表明 ,3种配比的堆肥产物均可达到腐熟度要求。猪粪养分含量越高 ,产物养分越高。通过堆肥工艺的优化控制和加水措施 ,猪粪和锯末联合堆制可以在 4 5d内获得高质量的有机肥 ,具有良好的应用前景。     

猎粪和锯末联合堆肥的中试研究

以3种配比的猪粪和锯末为原料，进行了联合堆肥中试研究。一次发酵采用温度反馈通气量控制的静态好氧堆肥系统，周期15d；二次发酵采用定期翻堆自然腐熟，周期30d。试验分析了堆制过程中温度、含水率、有机质、Ph值的变化。对堆肥产物的腐熟度和养分分析表明，3种配比的堆肥产物均可达到腐熟度要求。猪粪养分含量越高，产物养分越高。通过堆肥工艺的优化控制和加水措施，猪粪的锯末联合堆制可以在45d内获得高质量的有机肥，具有良好的应用前景。     

腐熟堆肥接种对蔬菜废物中高温好氧降解过程的影响

通过不同比例腐熟堆肥接种,进行蔬菜废物高温好氧降解试验,研究接种对蔬菜废物好氧降解过程的影响.结果表明:当接种率为5%,3%和1%时,增加腐熟堆肥接种比例有利于提高有机物的好氧降解率,试验末期有机物降解率分别为53.3%,50.0%和43.7%,糖类和纤维素类降解的差别是其降解率差距的主要来源;腐熟堆肥接种对堆肥过程中微生物演化规律影响明显,但接种率达到一定水平后,接种对生物相的影响会随堆肥过程而逐步消失;通过对微生物相演变与生物质降解过程的相关性分析,表明微生物种群增殖与特定生物质类型降解存在明显的相关性,从而提示了采用按堆肥过程中生物质分类的降解状况分段接种微生物的可能性.     

不同微生物菌剂对当归苗生长及根际土微生物和养分的影响

通过当归拌种育苗试验研究4种微生物菌剂对当归新茬地和连作地育苗质量和品质的影响,通过测定根际土养分和可培养微生物类群数探讨添加外源微生物菌剂对当归苗根际土微生物和养分代谢功能的调节作用.结果显示:4种微生物菌剂处理在新茬地和连作地育苗条件下,均显著提高一等苗并降低废弃苗;其中复合真菌菌剂(PO+BB)处理在新茬地和连作地对有效苗数量的提高效果最好,较对照(CK)处理分别提高了6.6%和26.8%;添加外源微生物菌剂均极显著地改变根际土细菌、真菌、放线菌、氨化细菌和固氮菌等可培养微生物的类群数量(P0.001),同时也显著影响了有机质、有效钾和有效磷在根际土的积累和转化利用(P0.01).新茬地和连作地根际土微生物与养分的相关分析结果显示,连作地育苗显著改变了根际土微生物与养分的相关关系;而外源微生物菌剂处理条件下,根际土微生物与养分的相关分析结果显示,不同微生物菌剂不仅改变某类微生物与根际土养分的相关关系,而且与其他养分的积累和转化利用存在一定的协同效应.本研究表明,添加外源微生物菌剂通过影响根际微生物类群数量和功能改善了根际土养分的含量和植物的吸收利用能力,进而提高了当归苗的品质,因此在当归栽培过程中具有较好的应用前景.     

菌剂对堆肥的作用及其应用

好氧高温堆肥是一种受微生物控制的有机物降解和转化的过程。在堆肥过程的不同阶段对有机物降解起关键作用的微生物种群不同。接种菌剂可以使堆肥物料快速达到高温、控制堆肥过程中臭气的产生，缩短堆肥腐熟进程；可以有效杀灭病原体和降解有机污染物，提高堆肥质量。堆肥产品含有生物活性的微生物，作物增产效果显著。文章总结了接种菌剂在堆肥过程中的作用和应用效果，提出接种菌剂的研究首先应利用传统微生物研究法和先进的分子生态学技术摸清堆肥过程中微生物活动规律，逐步筛选出所需功能性菌群，在堆肥应用时要确定菌剂的最佳接种时间和接种量。     

生物菌剂对根际盐碱土壤理化性质和微生物区系的影响

为明确微生物菌剂在内蒙古河套地区中度盐碱土壤改良中的作用,可为盐碱土壤质量提升提供技术支撑。采用大田随机区组试验设计方法,以空白处理(CK)为对照,设置3种微生物菌剂处理,包括丹路牌微生物菌剂(DL)、自主研发的复合微生物菌剂BZ1^T/1-15(由芽孢杆菌、芽单胞菌和草炭组成),其使用量分别为570 kg·hm^-2(BL1)和1 140 kg·hm^-2(BL2)。分析不同处理措施下的土壤盐分、养分以及细菌群落结构组成和多样性的变化特征。结果表明：施用微生物菌剂(DL、BL)均可显著降低土壤盐分和pH值,其中BL2处理对降低土壤盐分的效果最显著,与CK、DL、BL1相比分别降低了14.0%、4.2%、7.4%(P<0.05)。同时,施用BL1和BL2微生物菌剂对提高根际土壤的碱解氮、速效钾和有效磷含量有显著作用,其中BL1、BL2处理的碱解氮含量较CK和DL分别显著提高26.4%和11.67%、50.94%和33.33%,BL2处理的速效钾含量较CK、DL和BL1分别显著提高24.1%、24.7%和11.1%(P&l...     

鲜甘薯原料的运动发酵单胞菌快速乙醇发酵条件

对运动发酵单胞菌232B同步糖化发酵(SSF)鲜甘薯快速生产燃料乙醇的条件进行了研究.通过单因素试验和正交试验获得了乙醇发酵的最佳参数为:初始pH值6.0～7.0,硫酸铵5.0 g/kg,糖化酶量1.6 AUG/kg淀粉,初始总糖浓度200 g/kg,接种量ψ=12.5%.经过21 h发酵,乙醇浓度为95.15 g/kg.发酵效率可达94%.同时对不灭菌发酵也进行了研究,发酵效率可达92%.残糖的HPLC分析结果说明,发酵液中已没有葡萄糖存在,经酸水解后又出现了葡萄糖、半乳糖、甘露糖等成分,说明发酵结束后的残糖是多种低聚糖.图4表4参19     

异养硝化微生物菌剂及其好氧颗粒污泥的脱氮试验

在3个相同的反应器(No.1、No.2、No.3)中,向活性污泥中投加异养硝化微生物菌剂,以批次试验和SBR试验的方式,研究了异养硝化微牛物菌剂对模拟废水的处理效果.结果表明,该菌剂可以大幅度提高活性污泥对氨氮和COD的去除率.批次运行试验中,反应器No.1运行3 d,氨氮去除率大于98.11%,COD去除率大于99%.该投加菌剂的活性污泥每克干污泥的脱氮能力为15.77 mg d-1.以SBR方式运行16 d的试验中,可能是由于功能菌株的流失导致3个反应器的脱氮效果有逐步降低的趋势.采用该异养硝化脱氮微生物菌剂培育出的异养硝化好氧颗粒污泥对模拟废水进行了脱氮试验.在较低运行温度(11～13℃)下以SBR方式运行10 d,反应器处理效果稳定,氨氮去除率70.75%～76.42%,COD去除率在90%以上.该异养硝化好氧颗粒污泥每克干颗粒的脱氮能力为372.00 mg d-1.以上试验都没有发现硝酸氮和亚硝酸氮的积累.图5表1参19     

微生物菌剂对不同废水的适配试验

采用15种不同的微生物菌剂,以葡萄糖配水、中药提取废水、啤酒废水、氨氮配水等为基质,分别测定了微生物菌剂的耗氧速率和厌氧比产甲烷速率,以单位菌剂对不同基质的耗氧速率和厌氧比产甲烷活性为指标,比较了各菌剂对废水的适配性.根据测定结果选择活性高的菌剂,在试验室进行了菌剂对废水的连续处理试验.结果表明,不同菌剂对同一种废水的好氧或厌氧活性不同,同种菌剂对不同废水的好氧和厌氧活性不同.废水的连续处理试验取得良好的处理效果.No.8菌剂处理葡萄糖配水,系统有机负荷最高可达(COD)10.8 g L-1d-1,COD去除率可达90%以上;采用No.10菌剂处理氨氮配水,好氧氨氮负荷可达(NH4-N )1.42 g L-1d-1,厌氧氨氮负荷可达(NH4-N )0.3 gL-1d-1,系统NH4-N 去除率可达90%以上.图2表3参8     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿与黑麦草修复多环芳烃污染土壤的影响

通过温室盆栽试验,研究接种土著与外源丛枝菌根(AM)真菌对紫花苜蓿与黑麦草修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的影响.结果表明,接种外源AM真菌--苏格兰球囊霉(Glomus caledonium)36号能够显著提高紫花苜蓿和黑麦草的AM真菌侵染率并促进植物生长,而接种土著菌剂或土著菌剂与36号菌剂双接种对AM真菌侵染和植物生长无促进作用,甚至降低了黑麦草苗期的AM真菌侵染率.种植紫花苜蓿和黑麦草促进了土壤中PAHs的降解,这2种植物接种36号菌剂的处理60天时土壤PAHs降解率分别达42.3%和41.1%,说明36号菌剂可以显著提高植物修复效率,而接种土著菌剂对修复作用无显著影响,土著菌剂与36号菌剂双接种对紫花苜蓿的修复效果也无显著影响,但60天时显著提高黑麦草的修复效率.土壤中PAHs降解率与植物根系的AM真菌侵染率呈显著正相关关系(P<0.05),表明AM真菌侵染可以提高紫花苜蓿与黑麦草对PAHs污染土壤的修复效率.     

微生物燃料电池产电研究及微生物多样性分析

以乙酸钠为阳极底物,碳毡材料为阴阳电极,构建了无介体双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),研究不同阴极受体、外接电阻、乙酸钠浓度和不同接种方式等因素对电池产电性能的影响.根据不同接种方式下微生物燃料电池产电性能差异,利用PCR-DGGE技术对不同接种方式下的微生物多样性进行分析.研究结果表明:在500 mL的阴阳极反应体系中,当接入500 Ω外电阻,阴极电子受体为高锰酸钾,阳极乙酸钠质量浓度为6.46 g/L,只接入附着有大量微生物的电极时,微生物燃料电池产电性能最好,最大电功率密度可达353.57 mW/m2,库伦效率为39.35%;微生物多样性分析显示.δ-变形菌纲、β-变形菌纲和拟杆菌门的菌种更适应微生物燃料电池的运行环境,能在电极上大量富集.提高电池的产电性能.是电极上的优势菌群.图8表1参21