枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解特征及调控机理研究

For the current major horticultural peat resources are on the verge of depletion.How to take advantage of local conditions to develop local agricultural waste horticultural substrate to achieve recycling of natural resources is the main direction of horticultural substrate selection,but also the research focus of scientists.In this study, the typical local wolfberry shoots as the research unit,using biochemical techniques,BIOLOG biotechnology and PCR-DGGE modern molecular techniques as the processing and analysis tools,Systematic study the lignocellulose degradation characteristics of the wolfberry shoots matrix under fermentation process in temperature,moisture,nitrogen and exogenous microbial response,study the lignocellulose degradation matrix variation of the key activity,microbial community types,quantity,diversity of the wolfberry shoots matrix under fermentation process,analysis of microbial community diversity,activity and the components of lignocellulose and temperature,moisture,nitrogen and exogenous microbes,reveals the key features of microbial communities of lignocellulose degradation,proposed the wolfberry shoots matrix standardized fermentation process,clarify the wolfberry shoots matrix degradation of lignocellulose fermentation characteristics,and propose appropriate control measures.The research project has a certain value and practical significance to agricultural waste recycling,reduce the cost of cultivation substrates,wolfberry industry cycle and sustainable development.

针对当前主要园艺基质-草炭资源已濒临枯竭的问题。如何因地制宜利用农业废弃物开发园艺基质、实现资源循环利用是园艺基质的主要选材方向，也是科研工作者的研究热点。本项目以西北典型地方枸杞产业每年修剪后焚烧（废弃）的枝条为研究单元，采用堆制生物化学技术、BIOLOG生化技术和PCR-DGGE现代分子技术作为处理和分析手段，研究枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解对温度、水分、氮源和外源微生物的变化响应规律，研究枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解关键酶、微生物群落种类、数量、多样性等变化特征，分析微生物群落多样性、酶活性与木质纤维素各组分及发酵因子间的关系，揭示木质纤维素降解的关键微生物群落特征，提出枸杞枝条基质的标准化发酵工艺，探明枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解特征，并提出相应的调控措施。项目对农业废弃物的循环利用、降低基质栽培成本、枸杞产业循环和可持续发展具有一定的研究价值和现实意义。

基于当前主要园艺基质-草炭资源已濒临枯竭的现状，遵循因地制宜利用农业废弃物开发园艺基质方向，针对枸杞枝条基质化发酵过程中质地较硬、木质纤维程度较高问题。本项目以西北典型地方枸杞产业每年修剪后焚烧（废弃）的枝条为研究单元，采用堆制生物化学技术和BIOLOG生化技术相结合处理手段，开展温度、含水率、氮源和外源微生物对枸杞枝条基质发酵过程中木质纤维素降解、相关酶活性、微生物群落多样性等的影响，明确温度、含水率、氮源和外源微生物发酵因子对枸杞枝条基质发酵中木质纤维素各组分、酶活性、微生物群落代谢及多样性的响应机理，分析木质纤维素各组分与理化因子、酶活性及微生物群落多样性间的关系，探明了枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解特征与调控措施，并通过再次发酵试验加以验证，提出枸杞枝条基质化发酵工艺。项目执行期间发表研究论文6篇，其中EI收录1篇，培养本科生1人，正在培养宁夏农林科学院青年科技骨干1 名，正在培养宁夏回族自治区青年拔尖人才优秀青年后备骨干1 名。研究成果不仅为解决枸杞产业废弃物的循环利用的问题，而且还为降低基质栽培的成本，具有一定的研究价值和现实意义。