秸稈還田不同腐解階段細菌遺傳多樣性及其促腐效果研究.pdf

1、我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物復種指數(shù)高、茬口緊，秸稈產(chǎn)量高、難腐解成為制約秸稈還田的關鍵因素。應用秸稈腐熟劑可促進秸稈腐解，但自然界參與纖維素降解過程的微生物類群多，種類豐富，除了纖維素降解微生物外，還有許多其他微生物，尤其是土壤的細菌，參與了自然界的秸稈腐解過程。
　　本研究以小麥秸稈為實驗材料，大田條件下設計了4個處理，即旱地加腐熟劑還田(T1);旱地直接還田(T2);水田加腐熟劑還田(T3);水田直接還田(T4)。采用拉力法和化學

2、組分測定法分析了秸稈腐解第10d、第30d和第60d時小麥秸稈的腐解特征;并從樣品中分離純化細菌，采用BOXAIR-PCR、16SrDNA PCR-RFLP和16SrDNA序列分析等分子生物學方法，研究了秸稈腐解過程中的細菌種類多樣性;繼而篩選優(yōu)勢細菌制成復合菌液，盆栽試驗探討了復合菌劑的促腐效果。論文取得了以下主要結果:
　　(1)秸稈還田腐解效果明顯，各處理腐解效果存在差異。拉力法和化學組分分析法研究結果表明，旱地施用腐熟劑后

3、，秸稈的抗拉強度由初始（第0d）的65.70N降至第60d時的2.02N;纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量分別由初始值45.63％、24.53％和25.37％下降至25.58％、13.36％和19.77％，秸稈腐解效果均優(yōu)于對照組。水田環(huán)境中，施用腐熟劑后，各處理秸稈的抗拉強度由初始（第0d）值65.70N降至2.93N;纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量由初始值45.63％、24.53％和25.37％下降至27.06％，13.81％和20.60

4、％，秸稈的腐解效果同樣優(yōu)于對照組。同一處理不同環(huán)境的秸稈，旱地處理的秸稈腐解效果明顯好于水田處理的秸稈。
　　(2)從秸稈腐解不同階段共分離純化細菌110株，提取供試菌株DNA，采用BOXAIR-PCR、16SrDNA PCR-RFLP、代表菌株16SrDNA序列分析等技術研究了其遺傳多樣性，結果表明，參與秸稈腐解過程的細菌類群豐富，供試細菌分屬15個屬、30余個種，主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）、蒼白桿菌屬（Ochroba

5、ctrum）、假單胞桿菌屬（Pseudomonas）和腸桿菌屬（Enterobacter）等，其中芽孢桿菌屬（Bacillus）和蒼白桿菌屬（Ochrobactrum）在四個處理中均存在，假單胞桿菌屬（Pseudomonas）存在于除T1外的其他處理中，腸桿菌屬（Enterobacter）出現(xiàn)在除T2的其他處理中。各處理細菌種群數(shù)量變化順序為T2＞T1＞T3＞T4，T2處理細菌種群數(shù)最高，T4處理最低。
　　各處理間細菌遺傳差異性

6、大，同一處理不同階段的細菌存在遺傳差異性，其中芽孢桿菌屬（Bacillus）數(shù)量最多，種類豐富，為優(yōu)勢菌株。腸桿菌屬（Enterobater）只在第10d的樣品中出現(xiàn)、克雷伯氏桿菌屬（Klebsiella）和微小桿菌屬（Exiguobacterium）只在腐解60d樣品中出現(xiàn)。在數(shù)量上，隨著腐解時間延長，參與的細菌種類逐漸減少。
　　(3)復合菌劑能有效提高秸稈腐解速率。從其抗拉強度、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量來看，模擬旱地環(huán)境

7、下，腐熟劑+復合菌劑處理促腐效果最好，表現(xiàn)為拉力值由83.69N下降至21.58N，下降幅度顯著高于對照、只施用腐熟劑和只施用復合菌劑處理，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素分別從44.48％下降至13.96％、26.92％下降至14.81％、26.89％下降至19.98％，下降幅度均顯著高于其他處理;模擬水田環(huán)境中，仍以施用腐熟劑+復合菌劑處理的促腐效果最好，拉力值由83.69N降至33.16N，下降幅度顯著高于對照、單施用腐熟劑、單施復合菌劑