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微生物发酵煤炭腐植酸

 深海之星ccpsl0 2022-09-28 发表于江苏
腐植酸与微生物之间的相互关系涉及到腐植酸肥料生产和应用的全过程。对于化学法提取煤炭腐植酸(泥炭、褐煤和风化煤),微生物的效应主要体现在腐植酸肥料施用于土壤之后的表现,集中体现在腐植酸对土壤中土著微生物和发酵型微生物的影响;对于利用微生物发酵转化的腐植酸,微生物的效应则体现在煤炭腐植酸的发酵全过程以及腐植酸肥料应用之后,不仅要考虑发酵功能微生物转化黄腐酸、棕腐酸的效能,而且要研究该外源微生物与土壤微生物的拮抗、融合情况,还要观测该微生物群与土壤微生物之间是否建立了相对稳定可靠的微生态平衡。
我国煤炭腐植酸资源丰富。近年来,腐植酸产业决速发展,许多地方的高中品位风化煤、褐煤通过化学提取转化生产出水溶性腐植酸后,剩余的不溶性残渣(主要是黑腐酸)被大量丢弃,既浪费资源,又污染环境。与此同时,许多煤炭腐植酸产地的中低品位煤炭腐植酸,尤其是腐植酸含量15%以下的风化煤被弃用。
国际上利用微生物转化褐煤、风化煤的研究正在广泛地进行,CohenGabriele发现两株担子菌采革绒盖菌〔Polyporusversicolor)和山地卧孔菌(Poriamonticola)Faoussa等人研究发现卧孔菌(Poriamoticola)能够生长在褐煤上,并将固体褐煤转化成黑色液体。
以后陆续发现许多微生物都具有转化煤的能力。
当褐煤和微生物接触后,微生物液化褐煤成黑色液体,表明微生物有分解褐煤的作用。微生物发酵和化学法处理褐煤存在显著差异。经微生物降解的腐植酸与未降解的腐植酸相比,其氢、氧、氮均明显增加,而碳下降,说明产物分子中含氧、含氮官能团增加。腐植酸中甲基被氧化成羧基和羟基,从而使含氧量增加。经微生物降解后分子量减少,絮凝极限明显增大,腐植酸抗絮凝能力显著提高。利用微生物发酵煤炭腐植酸是一种经济有效的转化方式,其中,褐煤经微生物发酵处理后其生物活性显著提高。微生物降解褐煤生成的腐植酸对土壤微生物区系具有明显的刺激作用。对萝卜枯萎病具有显著的抑制作用;促进大豆根瘤菌根瘤重增加;促进苜蓿根瘤重和根瘤数量的作用;促进豌豆种子发芽和幼苗生长。
降解褐煤的微生物有细菌(主要是芽饱菌)、放线菌(链霉菌)、真菌(担子菌、霉菌)。降解褐煤的微生物大部分是木质素分解菌,此外微生物产生的碱性物质可以加速褐煤的分解,而分解褐煤的微生物不一定能分解木质素。褐煤在pH10时,其降解量是pH8~9的10;微生物降解褐煤的过程,既有微生物褐煤之间的作用,又有促进pH升高间接促进化学作用的过程,因此,微生物分解褐煤可能是个间接的化学过程。褐煤和木质素的结构相似,微生物分解褐煤主要的生物酶是木质素分解酶,如木素过氧化物酶(Lip),锰过氧化物酶Mnp)、漆酶(Lactase)。除了木质素分解酶类外,一些水解酶(如酯酶)也能分解或液化褐煤。暴露在外的褐煤更容易被白腐菌等微生物分解或液化,同风化煤相似。而刚从煤矿中挖出来的褐煤则难以被微生物分解。褐煤在培养过程中,微生物也发生变化从放线菌、细菌,逐渐向真菌转化。

参考文献

【1】农资头条.解析煤炭腐植酸与微生物之间的辩证关系[J].特肥观察.2020,春季.

转载于老燕说农

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