秸秆微生物降解机理研究.pdf

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1、安徽农业科学，JournalofAnhuiAgri．Sci．2013，41(23):9728－9731，9740责任编辑宋平责任校对李岩秸秆微生物降解机理研究123陈昕，姜成浩，罗安程(1．环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京210042;2．河海大学环境学院，江苏南京210098;3．浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310058)摘要针对微生物降解秸秆的机理研究，系统性综述了秸秆微生物降解机理研究的一些进展。秸秆堆肥要经历矿质化和腐殖化两个阶段，研究了在秸秆堆肥各个阶段秸秆降解情况。论述了秸秆纤维素结构

2、和纤维素酶降解机理，简要阐述了纤维素降解菌的种类。简要介绍了秸秆堆肥过程中微生物群落变化，研究了影响农作物秸秆微生物降解的因素，探讨了降解过程中温度、C/N、含水量、氧含量、有机质含量合适的范围。关键词秸秆;机理;微生物降解;纤维素中图分类号S216．2;Q939．96文献标识码A文章编号0517－6611(2013)23－09728－04StudyontheMicrobialDegradationMechanismofStrawCHENXinetal(NanjingInstituteofEnvironme

3、ntalScience，MinistryofEnvironmentalProtection，Nanjing，Jiangsu210042)AbstractIntermsofthemechanismofmicrobialdegradationofstraw，theadvancesintheresearchonthemicrobialdegradationmechanismofstrawweresystemicallysummarized．Thestrawcompostingunderwenttwostageso

4、fmineralizationandhumification．Thestrawdegradationindifferentstrawcompostingstageswasstudied．Thecellulosestructureofstrawanddegradationmechanismofcellulosewerediscussed．Thespeciesofcellulosebiodegradationmicroorganismswerebrieflyexpounded．Thechangesofmicro

5、bialcommunitiesinthecompostingprocessofstrawwerebrieflyintroduced．Theinfluencingfactorsofthemicrobialdegradationofcropstrawwerestudied．Andtheappropriaterangeoftemperature，C/Nratio，watercontent，oxygencontent，organicmattercontentinthedegradationprocessweredi

6、scussed．KeywordsStraw;Mechanism;Microbialdegradation;Cellulose我国是农业大国，统计资料表明，2011年我国农作物总糖单元的数目，n范围是8000～10000，或者更大。这种结2［1］播种面积为162283千hm。随着我国农作物生产专业化晶分子先由基本单元构成直链的分子，经折叠形成具有高结规模化的快速发展，我国农作物秸秆资源总量总体呈不断增晶度的纤维素基本单位，再由这种基本单位集中构成微小的长趋势。研究表明，至2015年，我国主要农作物秸秆产量将结

7、构单位，最后由很多的微小结构单位构成不同类型、长度、［2］［5－7］达到9亿t左右。秸秆微生物降解堆肥还田作为农作物秸大小的纤维素。天然的纤维素由排列整齐而规则的结秆综合利用方式之一，受到越来越广泛的研究。堆肥还田有晶区和相对不规则、松散的无定形区构成，其结晶度一般在［8］利于增加土壤有机质含量、减少化肥用量、改善土壤物化性30%～80%之间。两链晶胞模型和八链晶胞模型是目前［9］质，有利于保护环境，减少污染。笔者根据国内外研究数据，得到较广泛认可的天然纤维素结构。结合生物物理化学知识，系统性阐述秸秆微生物

8、降解机理以由于纤维素的葡萄糖亚基排列紧密有序，形成高度晶体及降解效果影响因素，以期为秸秆降解机理提供理论依据。的不透水刚性结构，结构比较稳定，常温下不溶于水，不溶于1纤维素微生物降解机理研究［10］［11］乙醚、稀酸和稀碱，而溶于浓酸。但能够在产纤维素酶纤维素是作物秸秆最重要的组成成分之一，是细胞壁的的微生物的作用下，分解成容易被有机体利用的、结构较为［12］主要组成成分，约占秸秆干重的30%～40%。在细胞壁的