论文部分内容阅读
我国褐煤资源储量巨大,储量约为1300亿吨。昭通褐煤位于云南省东北部,是世界上最年轻的褐煤资源之一,其资源区域面积约达230万平方公里,储量极为丰富。但是昭通褐煤含水分量、灰分量高,热稳定性差,导致无法开展昭通褐煤的传统应用。而昭通褐煤中含有丰富的腐植酸,腐植酸作为一种生产类优质原料,正成为世纪生态农业用肥的发展方向。因此提取昭通褐煤腐植酸,开展其在土壤肥料领域的应用是昭通褐煤可被利用的途径之一。腐植酸是一个结构复杂的大分子化合物,将腐植酸施入土壤后,其在土壤中的降解程度、以及对土壤特性的变化均会对它的应用产生影响。本文以昭通褐煤腐植酸为原料,考察了土壤、矿物存在及不存在条件下,三种不同培养基(马铃薯葡萄糖(PDA)、高氏一号、牛肉膏蛋白胨)培养下土壤微生物与昭通褐煤腐植酸的相互作用,拟对昭通褐煤腐植酸在化肥领域的应用开展基础性的研究工作。本研究以腐植酸的降解率、分子量分布、E4/E6值以及培养环境中酸可溶性碳含量的变化四个指标来表征腐植酸的降解情况,而以微生物生物量碳的变化来表征土壤微生物所受的影响。研究表明:(1)在没有土壤、矿物存在的环境下,昭通褐煤腐植酸在土壤微生物作用下会发生降解。其中,在PDA培养下,当加入腐植酸溶液的pH=5时,以真菌为优势菌种的土壤微生物对游离态腐植酸的降解率最大,为53.33%,腐植酸的重均分子量可降到45455,E4/E6值从原腐植酸的3.89最大可变化到4.08;在高氏一号培养下,当加入腐植酸溶液的pH=7时,以放线菌为优势菌种的土壤微生物对游离态腐植酸的降解率最大,为30.11%,重均分子量降到45339;在牛肉膏蛋白胨培养下,当加入腐植酸溶液的pH=7.5时,以细菌为优势菌种的土壤微生物对游离态腐植酸的降解率最大,为25.27%,重均分子量下降到50997。说明不同培养基条件下的土壤微生物对腐植酸的降解能力不同,对游离态腐植酸的降解效果顺序为:PDA>高氏一号>牛肉膏蛋白胨。(2)在没有土壤、矿物存在的环境下,三种培养基中微生物生物量碳的变化情况为:PDA培养下,当加入腐植酸溶液的pH=5时,溶液中微生物生物量碳增长到5182mg/kg,高氏一号培养下,当加入腐植酸溶液的pH=7时,微生物生物量碳增长到5623mg/kg;牛肉膏蛋白胨培养下,当加入腐植酸溶液的pH=7.5时,微生物生物量碳增长到3560mg/kg。说明昭通褐煤腐植酸对高氏一号培养下的土壤微生物的影响效果较为显著,腐植酸对不同培养基下土壤微生物生长的影响顺序为:高氏一号>PDA>牛肉膏蛋白胨。(3)在蒙脱石、铝土矿、高岭土和三种矿物的混合矿以及昆明土壤存在的环境下,三种培养基中微生物生物量碳的变化情况为:PDA培养下,微生物生物量碳分别增长到2194、1992、2198、1801、1776、1308mg/kg,高氏一号培养下,微生物生物量碳分别增长到1329、1673、691、984、1148、554mg/kg,牛肉膏蛋白胨培养下,微生物生物量碳分别增长到1149、1042、1670、1312、931、753mg/kg。不同土壤、矿物存在下,微生物的成长繁殖情况也会不同,腐植酸对不同培养基下微生物的影响顺序是:PDA>高氏一号>牛肉膏蛋白胨。(4)在土壤、矿物存在的环境下,腐植酸虽可以促进微生物的生长繁殖,但其微生物数量增长的效果没有游离态腐植酸的效果显著,主要是由于土壤、矿物等粘土矿物能吸附腐植酸,对腐植酸起到保护的作用。(5)通过对培养前后及培养过程中的腐植酸进行FTIR、GPC表征,发现腐植酸在官能团结构、分子量分布均会有较大的变化。