固氮菌接种对菌糠堆肥含氮量的影响(附件)
菌糠是指生产出菇后的下脚料，利用微生物发酵技术可以将菌糠加工成生物有机肥料，菌糠菌肥不仅可以带来经济效益，还具有环保效果，甚至可以改善土壤质量，提高土壤的肥效。在本论文中，将前期研究中筛选的固氮菌接种于新鲜的金针菇菌糠，用于研究接种固氮菌对菌糠的影响，研究是否接种固氮菌、菌糠是否灭菌、通风、温度、水分以及培养时间对菌糠的总氮含量和铵态氮含量的影响。将菌糠分别进行接种固氮菌、灭菌和密封的处理，并分别与未接种固氮菌、未灭菌和通风培养的菌糠进行对照，分别在35℃、45℃和55℃的恒温培养箱，培养5d、10d、15d后取样，通过凯氏定氮法测定菌糠总氮含量的变化，通过靛酚蓝比色法来判断菌糠铵态氮含量的变化。在培养了15d后，接种了固氮菌的菌糠中的总氮含量最高为3.00%，铵态氮含量为0.53mg/g,未接种菌糠中的总氮含量为1.60%，铵态氮含量为0.27mg/g，实验结果显示，接种固氮菌后，菌糠中的总氮及铵态氮含量有着显著的增长。总氮含量会随着培养时间的增长而上升，而铵态氮含量在培养了10d时为0.53mg/g，培养了15d时为0.42mg/g，出现了下降现象，主要原因是一部分铵态氮转化为了氨类物质逸出，一部分转化为硝态氮。关键词固氮菌 菌糠菌肥 凯氏定氮法 铵态氮
目 录
1 引言 1
1.1 固氮微生物研究进展及发展趋势 1
1.2 菌糠的应用与研究进展 2
1.3 本课题研究内容 3
2 材料与方法 4
2.1 实验材料 4
2.2 实验试剂 4
2.3 主要仪器 4
2.4 实验方法 5
2.5 不同因素对菌糠的影响 5
2.6 数据测量方法 6
3 结果与分析 8
3.1 铵态氮标准曲线的绘制 8
3.2 接种固氮菌、温度及培养时间对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 8
3.3 灭菌对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 11
3.4 通风对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 13
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
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续生命不仅需要能量，而且需要各种物质，其中蛋白质和核酸是生物体的主要组成部分。氮是蛋白质和核酸的重要组成部分。生态系统的氮循环是一个气体型的生物地球化学循环，固氮是一个重要的过程。虽然空气中的氮含量接近80%，但氮是一种惰性气体，不能直接用于作物。固氮酶存在于固氮微生物中，在其催化作用下可以将分子氮转化为氨，然后合成有机氮化合物，这种分子氮的生物还原称为生物固氮。生物固氮可以为植物提供氮素、提高产量、减少污染，在自然界中具有固氮作用的微生物即是固氮菌。
食用菌菌糠又可以被称为菌渣，是生产出菇后的下脚料，一般是食用菌的菌丝残体和通过食用菌分解的培养基料。菌糠的主要由锯木屑、干草、棉籽壳、玉米芯、稻草还有多种作物秸秆之类的原料组成。随着食用菌产业化模式的快速发展，食用菌收获后产生的废弃菌糠也越来越多。我国是世界上食用菌产量最大的国家，据统计，2011年我国菌糠产生量约为836万吨[13]。菌糠中含有大量的菌丝残体，而菌丝体中又含有许多粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维素、矿物质元素等物质，采用微生物发酵技术，将菌糠加工成新型优质生物肥料，不仅可以降低生产成本，还能起到减少环境污染的效果，更可以提高土壤肥效，促进农作物产量[4]。
1.1 固氮微生物研究进展及发展趋势
1.1.1 固氮微生物的国内外研究进展
固氮微生物根据与植物的互作关系分为共生固氮微生物、联合固氮菌和自生固氮微生物。其中，联合固氮菌与植物是一种松散的结合，他侵入植物的根系来固氮，并同时产生植物激素来增加植物的生长速度。共生固氮微生物定局在植物内部场所，并与植物宿主联系结合固氮。能够不依赖植物就能独立固氮，自己从空气中吸收氮气，并借以繁殖后代的微生物被称为自生固氮微生物。
1883年，J.B.Boussingault第一次发现了豆科植物的固氮现象，并在1843年建了一个农业基地，用以研究豆科植物的固氮现象。
20世纪60年代以前，国外固氮微生物的研究主要集中在固氮微生物的分离、鉴定、分类、固氮机理和农业应用等方面。
20世纪70年代以后，固氮微生物的研究重点转向固氮基因和酶系统[5]。
1974年，Dobereiner等发现了一种联合固氮菌，因为是从热带植物牧草雀稗的根际土壤中分离出来的，所以被命名为雀稗固氮菌。这种固氮菌生长在植物的根系的土壤附近，可以进入植物的根系内部，依靠植物根系的分泌物生长，虽然与植物的根系关系十分紧密，但是与植物根系不形成特异性的分化结构[6]。
1988年，荷兰的研究人员第一次发现了可以进行固氮作用的根瘤菌，并将其从根瘤中提取出来，随后德国的相关研究人员也证实了豆科植物在结瘤之后才具有使用空气里游离的氮的能力[7]。
中国的豆科根瘤菌研究，最早是已故院士陈华癸先生于20世纪30年代开创的，对于固氮微生物的研究相对国外较晚。但由于中国相关工作者的努力，中国的研究人员将固氮菌接种于豆科植物中，其产量得到了显著的提升。20世纪70年代以后，中国的固氮菌研究的方向主要是固氮菌的结构、酶系统和固氮菌的基因，而且在国际上已经处于领先水平[8]。
1.1.2 固氮菌的发展趋势
固氮微生物的研究已经进入了一个新的阶段，成为了一个综合性的研究课题。采用凯氏定氮法和其他生物固氮手段得以不断突破。加强固氮微生物与固氮基因表达调控网络与宿主相互作用机制的研究；基于功能基因组学平台进行大规模新功能基因的筛选和鉴定；构建APP基于上述研究的优良菌株（包括采用常规遗传育种、基因工程技术构建）为植物提供更多的养分供应，节约了肥料和农药的使用。根瘤菌制剂和各种PGPR制剂仍是研究和应用的热点[910]。
而生物固氮菌肥料是固氮菌最主要的研究趋向之一。根据联合国粮农组织的估算，全球生物固氮量已经大约有2106吨/年，根瘤菌豆科植物共生固氮量占其中的65%～70%，其所固定的氮可以提供该植物生长所需氮素营养的50%～80%，甚至100%[11]。由此可见生物固氮作用十分巨大。同时生物固氮菌肥料有着明显的优点：①减少化学氮肥的使用，减轻了环境的污染。②提高作物产量。③可以修复和改良土壤质量。生物固氮是一种自然情况下生物生命活动的代谢过程，其中不需要任何成本的投入。相信在不久的将来，在生物固氮菌剂的应用上将会更加的全面且丰富[1213]。
目 录
1 引言 1
1.1 固氮微生物研究进展及发展趋势 1
1.2 菌糠的应用与研究进展 2
1.3 本课题研究内容 3
2 材料与方法 4
2.1 实验材料 4
2.2 实验试剂 4
2.3 主要仪器 4
2.4 实验方法 5
2.5 不同因素对菌糠的影响 5
2.6 数据测量方法 6
3 结果与分析 8
3.1 铵态氮标准曲线的绘制 8
3.2 接种固氮菌、温度及培养时间对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 8
3.3 灭菌对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 11
3.4 通风对菌糠总氮及铵态氮含量的影响 13
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 引言
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续生命不仅需要能量，而且需要各种物质，其中蛋白质和核酸是生物体的主要组成部分。氮是蛋白质和核酸的重要组成部分。生态系统的氮循环是一个气体型的生物地球化学循环，固氮是一个重要的过程。虽然空气中的氮含量接近80%，但氮是一种惰性气体，不能直接用于作物。固氮酶存在于固氮微生物中，在其催化作用下可以将分子氮转化为氨，然后合成有机氮化合物，这种分子氮的生物还原称为生物固氮。生物固氮可以为植物提供氮素、提高产量、减少污染，在自然界中具有固氮作用的微生物即是固氮菌。
食用菌菌糠又可以被称为菌渣，是生产出菇后的下脚料，一般是食用菌的菌丝残体和通过食用菌分解的培养基料。菌糠的主要由锯木屑、干草、棉籽壳、玉米芯、稻草还有多种作物秸秆之类的原料组成。随着食用菌产业化模式的快速发展，食用菌收获后产生的废弃菌糠也越来越多。我国是世界上食用菌产量最大的国家，据统计，2011年我国菌糠产生量约为836万吨[13]。菌糠中含有大量的菌丝残体，而菌丝体中又含有许多粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维素、矿物质元素等物质，采用微生物发酵技术，将菌糠加工成新型优质生物肥料，不仅可以降低生产成本，还能起到减少环境污染的效果，更可以提高土壤肥效，促进农作物产量[4]。
1.1 固氮微生物研究进展及发展趋势
1.1.1 固氮微生物的国内外研究进展
固氮微生物根据与植物的互作关系分为共生固氮微生物、联合固氮菌和自生固氮微生物。其中，联合固氮菌与植物是一种松散的结合，他侵入植物的根系来固氮，并同时产生植物激素来增加植物的生长速度。共生固氮微生物定局在植物内部场所，并与植物宿主联系结合固氮。能够不依赖植物就能独立固氮，自己从空气中吸收氮气，并借以繁殖后代的微生物被称为自生固氮微生物。
1883年，J.B.Boussingault第一次发现了豆科植物的固氮现象，并在1843年建了一个农业基地，用以研究豆科植物的固氮现象。
20世纪60年代以前，国外固氮微生物的研究主要集中在固氮微生物的分离、鉴定、分类、固氮机理和农业应用等方面。
20世纪70年代以后，固氮微生物的研究重点转向固氮基因和酶系统[5]。
1974年，Dobereiner等发现了一种联合固氮菌，因为是从热带植物牧草雀稗的根际土壤中分离出来的，所以被命名为雀稗固氮菌。这种固氮菌生长在植物的根系的土壤附近，可以进入植物的根系内部，依靠植物根系的分泌物生长，虽然与植物的根系关系十分紧密，但是与植物根系不形成特异性的分化结构[6]。
1988年，荷兰的研究人员第一次发现了可以进行固氮作用的根瘤菌，并将其从根瘤中提取出来，随后德国的相关研究人员也证实了豆科植物在结瘤之后才具有使用空气里游离的氮的能力[7]。
中国的豆科根瘤菌研究，最早是已故院士陈华癸先生于20世纪30年代开创的，对于固氮微生物的研究相对国外较晚。但由于中国相关工作者的努力，中国的研究人员将固氮菌接种于豆科植物中，其产量得到了显著的提升。20世纪70年代以后，中国的固氮菌研究的方向主要是固氮菌的结构、酶系统和固氮菌的基因，而且在国际上已经处于领先水平[8]。
1.1.2 固氮菌的发展趋势
固氮微生物的研究已经进入了一个新的阶段，成为了一个综合性的研究课题。采用凯氏定氮法和其他生物固氮手段得以不断突破。加强固氮微生物与固氮基因表达调控网络与宿主相互作用机制的研究；基于功能基因组学平台进行大规模新功能基因的筛选和鉴定；构建APP基于上述研究的优良菌株（包括采用常规遗传育种、基因工程技术构建）为植物提供更多的养分供应，节约了肥料和农药的使用。根瘤菌制剂和各种PGPR制剂仍是研究和应用的热点[910]。
而生物固氮菌肥料是固氮菌最主要的研究趋向之一。根据联合国粮农组织的估算，全球生物固氮量已经大约有2106吨/年，根瘤菌豆科植物共生固氮量占其中的65%～70%，其所固定的氮可以提供该植物生长所需氮素营养的50%～80%，甚至100%[11]。由此可见生物固氮作用十分巨大。同时生物固氮菌肥料有着明显的优点：①减少化学氮肥的使用，减轻了环境的污染。②提高作物产量。③可以修复和改良土壤质量。生物固氮是一种自然情况下生物生命活动的代谢过程，其中不需要任何成本的投入。相信在不久的将来，在生物固氮菌剂的应用上将会更加的全面且丰富[1213]。
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