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1、安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，JournalofAnhuiAgri．Sci．2013，41(23):9728－9731，9740責(zé)任編輯宋平責(zé)任校對李巖秸稈微生物降解機(jī)理研究123陳昕，姜成浩，羅安程(1．環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京210042;2．河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210098;3．浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江杭州310058)摘要針對微生物降解秸稈的機(jī)理研究，系統(tǒng)性綜述了秸稈微生物降解機(jī)理研究的一些進(jìn)展。秸稈堆肥要經(jīng)歷礦質(zhì)化和腐殖化兩個階段，研究了在秸稈堆肥各個階段秸稈降解情況。論述了秸稈纖維素結(jié)構(gòu)
2、和纖維素酶降解機(jī)理，簡要闡述了纖維素降解菌的種類。簡要介紹了秸稈堆肥過程中微生物群落變化，研究了影響農(nóng)作物秸稈微生物降解的因素，探討了降解過程中溫度、C/N、含水量、氧含量、有機(jī)質(zhì)含量合適的范圍。關(guān)鍵詞秸稈;機(jī)理;微生物降解;纖維素中圖分類號S216．2;Q939．96文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號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我國是農(nóng)業(yè)大國，統(tǒng)計(jì)資料表明，2011年我國農(nóng)作物總糖單元的數(shù)目，n范圍是8000～10000，或者更大。這種結(jié)2［1］播種面積為162283千hm。隨著我國農(nóng)作物生產(chǎn)專業(yè)化晶分子先由基本單元構(gòu)成直鏈的分子，經(jīng)折疊形成具有高結(jié)規(guī)?；目焖侔l(fā)展，我國農(nóng)作物秸稈資源總量總體呈不斷增晶度的纖維素基本單位，再由這種基本單位集中構(gòu)成微小的長趨勢。研究表明，至2015年，我國主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將結(jié)
7、構(gòu)單位，最后由很多的微小結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成不同類型、長度、［2］［5－7］達(dá)到9億t左右。秸稈微生物降解堆肥還田作為農(nóng)作物秸大小的纖維素。天然的纖維素由排列整齊而規(guī)則的結(jié)稈綜合利用方式之一，受到越來越廣泛的研究。堆肥還田有晶區(qū)和相對不規(guī)則、松散的無定形區(qū)構(gòu)成，其結(jié)晶度一般在［8］利于增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、減少化肥用量、改善土壤物化性30%～80%之間。兩鏈晶胞模型和八鏈晶胞模型是目前［9］質(zhì)，有利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。筆者根據(jù)國內(nèi)外研究數(shù)據(jù)，得到較廣泛認(rèn)可的天然纖維素結(jié)構(gòu)。結(jié)合生物物理化學(xué)知識，系統(tǒng)性闡述秸稈微生物
8、降解機(jī)理以由于纖維素的葡萄糖亞基排列緊密有序，形成高度晶體及降解效果影響因素，以期為秸稈降解機(jī)理提供理論依據(jù)。的不透水剛性結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，常溫下不溶于水，不溶于1纖維素微生物降解機(jī)理研究［10］［11］乙醚、稀酸和稀堿，而溶于濃酸。但能夠在產(chǎn)纖維素酶纖維素是作物秸稈最重要的組成成分之一，是細(xì)胞壁的的微生物的作用下，分解成容易被有機(jī)體利用的、結(jié)構(gòu)較為［12］主要組成成分，約占秸稈干重的30%～40%。在細(xì)胞壁的
