在农业土壤与有机残留物的放线菌的生态研究:II。放线菌菌株酶活性的评估
土壤学课后习题答案
土壤学1-1土壤在农林牧、人类及生态系统中有何意义?(1)土壤是农业最基本的生产资料。
土壤是地球的皮肤,在植物生长中起到营养库的作用、养分转化和循环作用、雨水涵养作用、生物的支撑作用以及稳定和缓冲环境变化的作用;(2)土壤是陆地生态系统的重要组成部分。
保持生物活性,多样性和生产性;对水体和溶质流动起调节作用;对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解和解毒作用;具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能。
(3)土壤是最珍贵的自然资源。
土壤资源具有再生性,质量具有可变性,资源数量具有有限性;(4)土壤资源是可持续农业的基础。
可持续发展的条件之一就是资源破坏的零或负增长。
1-2什么是土壤、土壤圈?土壤有什么功能?何谓土壤肥力?土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。
1-3土壤与地球各圈层之间有何关系?2-1 常见的成土母质有那些?什么叫残积母质、洪积母质、冲积母质、风积母质?(1)残积母质:岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留原地的风化物;(2)洪积母质:山洪搬运的碎屑物质在山前平原的沉积物。
(3)冲击母质:风化的碎屑物质,经河流常年性流水的侵蚀、搬运、沉积在河流两岸的沉积物。
沉积物具有成层性。
(4)风积母质:风积母质是风力搬运的堆积物,也是风蚀作用的产物,没有风蚀作用也就没有风积作用。
2-2岩石风化作用分那几个阶段?各阶段有何特点?(1)碎屑阶段:1) 岩石风化的最初阶段,以机械破碎为主的物理风化占优势,只有最易淋失的Cl、S发生移动;2) 风化壳中主要是粗大碎屑,产生碎屑风化壳,释放易溶于水的简单盐类,粘土矿物以水化度低的水云母为主;3)土壤类型为石质幼年土。
(2)钙沉积或饱和硅铝阶段:1) Cl、S已流失,Ca、Mg、K、Na等仍大部分保留,部分Ca游离出来,以CaCO3的形式,淀积在岩石碎屑孔隙中;2)产生碳酸盐风化壳,粘土矿物以蒙脱石最多,还含有水云母、绿泥石等;3)土壤类型为各类型钙积土。
土壤农药污染的生物监测研究综述
监 测做 一 综述 。
【 关键词 】 农 药污染; 微 生物监测 ; 微生物 多 样性
土壤微生物是农 田生态系统的重要组成部分对 土壤功能 、 生态 系 统的稳定和 自然界元素循环等具有重要 的意义 ’ 保持微生物 的多样性 对于人类农业生产具有重要意义 我 国是一个农业大 国 更是 一个农 药生产和使用大 国. 因此农药对土壤 的污染是一个严重 问题 据有关 资料表 明。 我 国受农药污染 的土壤 面积可达 1 6 0 O h m 2 主要农产 品的农 药残 留量超标率高达 1 6 % 一 1 8 % Ⅲ 。农 药污染 会破坏土壤功 能影响土 壤生态 系统 的稳定进 而威胁 到微生物多样性并 可最终通过食物链 影 响人体健康
4域的新兴技术 .主要是利用生物个体 、 种 群或群 落对环境污染或变化所产生的反应 . 从生 物学 的角度对环境 污 染状况进行监测和评价 生物监测技术的发展最早 可追 溯到 2 O 世 纪 初. K o i k w i t z 和M a r s s o n 提出的“ 污水生物系统 ” . 5 0 年代 后 . 该技术逐 渐被 少数 国家用于水质和大气环境污染监测 生物监测技术依 靠区别 于传 统物理化学监测方法 的独特优势 , 如监测 的敏感性 、 长期性 、 连续 2 农药污染对土壤微生物多样性的影 响 性、 经济性 、 非破坏性 、 综合性等特点 , 近年来发展迅速 。 而我国在这方 农药污染通过改变微生物群落结构 、 影响微生物在农 田生 态系统 面的研究起步 晚. 上世纪 8 0 年代才开始将该 技术应用 于环境监测 . 迄 物质循环 、 破坏 生态 系统稳定等方面最终影响微 生物生态 多样性 微 今为止 . 相关体系仍不标准 、 不健全 , 尤其在土壤环境质量 的评价 和监 生物群落是指 由一定种类 的微 生物在一定 的生 境条件下所构成 的有 测中的应用 . 更是少之又少 利用土壤微生物的种群数量 和群 落结 构 机整体 , 土壤中包含有 四种 比较重要 的微生 物类 群: 细菌 、 真菌 、 放 线 的动态变化 为主要 的观察指标 . 明确生物多样 性与土壤 环境磺 量之间 菌和藻类 土壤受到农药污染后 . 会扰乱微生物类群 的正常秩序. 主要 的响应关系 . 达到环境监测 的 目的 . 将为环境 污染监测和环境污染 物 表现在微生物生物量 、 群落结构 、 群落的物种多样性 等方 面的影响 微 的 有效治 理提供理论基础。 ● 生物群落结构是指群落内各种微生物在时间和空间上的配置状况 . 优 化 的配置能增加群落的稳定性 表现为 良性发展 但是由于农 药污染. 【 参考文献】 就会影 响这种 良性发 展, 对群落 的结构 产生破 坏影响 微生物是土壤 [ 1 ] 周肩 星, 宋玉芳 . 污染土壤修复原理与方法f M 1 . 北京: 科学 出版社 , 2 0 0 4 . 2 ] 曹慧, 崔 中利, 周育, 等. 甲基对硫磷对红壤地区土壤微生物数量的影响土壤 酶 的形成与积累的主要动力 , 在微生物 的生命活动过程中, 向土壤分泌 [ 0 0 4 , 3 6 ( 6 ) : 6 5 4 — 6 5 7 大量 的胞外酶。 在其死亡后 ’ 由于细胞 的 自 溶作用把胞内酶也释放到土 2 [ 3 ] 汪海珍, 徐建 民, 谢正苗. 甲磺 隆结合 残留对土壤微生物的影, 6 3 [ J 1 . 农药学学报, 壤 中, 因而在 土壤生 态系统 中发 挥至关 重要的中一 l f , 作用 土壤微生物 2 0 0 3 , 5 ( 2 ) : 6 9 - 7 8 . 的组成 和土壤酶活性可以作为污染 的重要指标, 土壤受到污染后, 土壤 『 4 ] 吕镇梅, 闵航, 叶央芳. 除草剂二氯喹啉酸对水 稻田土壤 中微生物种群的影 响 微生 物组成 发生变化, 土壤酶活性受到抑 制 进而影响微生物在物质循 l J 1 . 应用生态学报, 2 0 0 4 , 1 5 ( 4 ) : 6 0 5 — 6 0 9 . 环中的功能 。 农 药污染影 响土壤微生物物种多样性 其影响常常表现有直接 的 [ 责任编辑 : 刘帅】 或间接的、 抑制 的或促进 的、 暂时的或持久的等 多种类型 低量施用杀
土壤生物多样性评价与保护研究
土壤生物多样性评价与保护研究土壤生物多样性评价与保护研究一、引言土壤是地球生态系统中最重要和最丰富的生物栖息地之一,拥有丰富的生物多样性。
土壤生物多样性是指在特定土壤环境中存在的各种微生物、真菌、细菌、蚯蚓、线虫、昆虫等的种类和数量的多样性。
土壤生物多样性对实现农业可持续发展、维持生态系统功能以及保护全球生物多样性至关重要。
因此,评价和保护土壤生物多样性成为当今环境科学研究领域的一个重要课题。
二、土壤生物多样性评价方法评价土壤生物多样性的方法多种多样,常用的方法包括直接观察法、DNA技术法、生物标志物方法等。
直接观察法是通过野外调查和实验室观察来记录不同物种在土壤中的分布情况和数量。
DNA技术法利用特定的基因序列来鉴定和定量分析土壤中的微生物和其他生物种类,这种方法可以高效且准确地评价土壤生物多样性。
生物标志物方法则是通过研究特定生物类群及其数量来评价土壤的生物多样性情况。
三、土壤生物多样性保护策略保护土壤生物多样性需要综合多种策略,包括合理利用土地资源、保持土壤健康、减少污染物排放等。
首先,合理利用土地资源是保护土壤生物多样性的基础。
通过科学的耕作方式、合理的施肥措施,可以降低土壤质量退化的风险,保护土壤生物的多样性。
其次,保持土壤健康对于维护土壤生物多样性至关重要。
保持土壤的物理、化学和生物学性质平衡,增加土壤有机质含量,可以提供良好的生境条件,维持土壤生物多样性的稳定。
此外,减少污染物排放也是保护土壤生物多样性的一个重要方面。
土壤受到化学、生物和物理性污染的威胁,这些污染物会破坏土壤的生物多样性,因此减少污染物的排放是保护土壤生物多样性的一种有效途径。
四、国际土壤生物多样性保护研究进展目前,国际上已经开展了大量的土壤生物多样性保护研究。
这些研究主要包括土壤生物多样性的评价、影响土壤生物多样性的因素、土壤生物多样性对生态系统功能的影响等方面。
同时还关注土壤有机质的积累、土壤质量的改善等关键问题。
放线菌资源及其活性物质研究概述
放线菌资源及其活性物质研究概述杨勇;李昆太【摘要】放线菌是一类(G+C)含量高的革兰氏阳性细菌,以丰富的次级代谢产物出名,在医药、农林业等方面具有重要利用价值.简要概述了放线菌的资源分布、分类方法及其代谢产物生物学功能,讨论了目前放线菌开发领域存在的问题及解决办法,以期为放线菌的开发应用研究提供参考.【期刊名称】《生物灾害科学》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】8页(P7-14)【关键词】放线菌;次级代谢产物;资源分布;分类方法;生物学功能【作者】杨勇;李昆太【作者单位】江西农业大学生物科学与工程学院/江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室,江西南昌 330045;江西农业大学生物科学与工程学院/江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室,江西南昌 330045【正文语种】中文【中图分类】S476.1我国是一个人口资源众多的农业大国,农业发展具有十分重要的经济基础地位,关系着国计民生与社会稳定[1]。
然而,随着植物病害的频发,农作物生长受阻、产量和品质降低,再加上人口资源不断增加,可耕地面积急剧减少,导致全世界粮食的供给问题日益突出。
植物病害主要包括细菌、真菌和病毒性病害3种,其中真菌性病害占主导地位[2],是影响世界农作物产量的重要因素。
随着工业科学的进步,化学农药对农业生产带来巨大经济效益的同时,却也导致了诸多问题,如:环境污染、人类健康日益恶化、病虫耐药性增强和破坏生态平衡等。
这些危害的恶性循环,不仅增加了农业生产成本,破坏环境生态系统,还给病虫害防治带来了极大的困难。
微生物农药是指利用微生物及其代谢物和基因产物作为防治病虫草等有害生物、促进植物生长的生物制剂,利用其进行植物病害生防具有高效、无污染、无残留等优点,且不易产生抗性,是生物防治的重要手段[3]。
放线菌是一类(G+C)含量高的生防菌,广泛分布于自然界中,具有复杂的次级代谢系统,能产生诸多结构新颖、生物活性显著的代谢产物,是新医药和新农药研制的源头,在植物病害生防中具有重要意义。
2株具抗菌活性的稀有放线菌的筛选和鉴定
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图2基于16S rRNA基因N—J系统进化树,显示了菌株 45725,06_2230在类诺卡氏菌科中的系统进化关系
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第26卷第5期 2009年10月
生物学杂志
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VoL 26 No.5 Oct,2009
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有机氮分解菌的驯化筛选及其特性研究的开题报告
有机氮分解菌的驯化筛选及其特性研究的开题报告一、研究背景氮素作为生命活动所必需的元素之一,在土壤生态系统中起着至关重要的作用。
有机氮分解是土壤中一个重要的氮素循环过程,其主要作用是将有机氮转化为无机氮并释放出来,以供植物吸收利用。
其中,有机氮分解菌是参与这一过程的重要微生物群体之一,在土壤环境中的生物转化过程中起到了至关重要的作用。
然而,有机氮分解菌的驯化筛选及其特性研究却是目前国内外研究的重要课题之一。
目前尚无较完整的有机氮分解菌驯化筛选体系,也没有对于有机氮分解菌的种类和特性进行深入的研究。
因此,本研究旨在为有机氮分解菌的驯化筛选及特性研究提供一定的理论与实践基础。
二、研究内容及方法1.研究内容本研究将着重从以下三个方面展开:(1)有机氮分解菌的筛选与驯化优化通过土壤样品的采集、处理和分离培养等方法,利用琼脂平板法、液体培养基发酵法等技术筛选出有机氮分解菌,并通过改变不同环境条件进行驯化与优化,如pH值、温度、碳源、氮源等。
(2)有机氮分解菌的种类鉴定与分类通过分子生物学技术,如16S rDNA序列测定等,鉴定已筛选出的有机氮分解菌的分类属及系统发育地位。
(3)有机氮分解菌的生理生化特性研究对已鉴定到的有机氮分解菌进行生理生化特性的研究,如生长速率、代谢途径、酶活性以及代谢产物等研究。
2.研究方法本研究采用如下方法:(1)土壤样品的采集、处理和分离培养;(2)琼脂平板法、液体培养基发酵法等技术进行有机氮分解菌的筛选与驯化优化;(3)16S rDNA序列测定等分子生物学技术对已筛选出的有机氮分解菌进行分类鉴定;(4)生理生化特性的研究,如生长速率、代谢途径、酶活性以及代谢产物等。
三、研究意义本研究的意义主要体现在以下几个方面:(1)对有机氮分解菌的种类及特性的研究可为土壤中氮素循环过程的进一步研究提供基础,有利于了解土壤的生物地球化学循环机制。
(2)有机氮分解菌的驯化及优化技术可为生产上有机废弃物的处理及再利用提供技术支撑,有利于环境保护与可持续发展。
1农业废弃物指什么?如何分类?
1.农业废弃物指什么?如何分类?答:农业废弃物也称农业垃圾,按其成分,主要包括植物纤维性废弃物(农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物)和畜禽粪便两大类,是农业生产和再生产链环中资源投入与产出在物质和能量上的差额,是资源利用过程中产生的物质能量流失份额。
一般意义上的农业废弃物,主要是指农业生产和农村居民生活中不可避免的一种非产品产出。
从资源经济学的角度上看,农业废弃物是某种物质和能量的载体,是一种特殊形态的农业资源。
农业废弃物按其来源不同可分为以下几种类型:(1) 第一性生产废弃物,主要是指农田和果园残留物,如作物秸秆、果树枝条、杂草、落叶、果实外壳等。
(2)第二性生产废弃物,主要是指畜禽粪便和栏圈垫物等。
(3)农副产品加工后的剩余物。
(4)农村居民生活废弃物,包括人粪尿及生活垃圾。
2.利用农村废弃物有什么意义?答:人类在开发利用自然资源进行社会化大生产的同时,必然产生许多废弃物。
农业生产中的废弃物种类繁多,数量巨大,但仅有很少部分农业废弃物被利用,农业资源被严重破坏和浪费。
此外,种植业和养殖业只注币粮、肉、蛋、奶等产品的利用,对大量的副产品弃之不顾。
这些废弃物既是宝贵资源,又是严重污染源,若不经妥善处理排入环境,将会严重污染环境。
如如果这一状况进一步恶化,必将会制约农业生产的发展。
另一方面,农村乡镇工业迅速发展对商品能源的需求也会日益增加。
因此,如何充分有效地利用农业废弃物,将其加工转化,制成再生能源及其系列产品,不仅对合理利用农业生产与生活资源,减少环境污染,改善农村生态环境具有十分重要的意义,而且在能源日益枯竭的情况下,农业固体废弃物作为一种能源,它的利用也将产生重大的影响。
农业固体废弃物的资源化利用正在进入科学化的新阶段,合理利用和推广这些技术,必将产生良好的经济效益、生态效益和社会效益。
3.植物纤维废弃物有什么特点?答:植物纤维性废弃物主要由植物细胞壁组成,它含有大量的粗纤维和无氮浸出物,也含有粗蛋白、粗脂肪、灰分和少量其他的成分。
新疆极端环境放线菌多相分类及抑菌活性物质研究
新疆极端环境放线菌多相分类及抑菌活性物质研究新疆东部的吐鲁番盆地和南部的塔里木盆地由于长期干旱少雨,形成了戈壁、沙漠、盐湖等极端环境。
前期微生物多样性研究发现这些极端环境中分布着丰富而独特的放线菌。
本研究以分离自吐鲁番盆地和塔里木盆地极端环境中的放线菌为研究对象,对其中的放线菌新物种进行多相分类鉴定。
以对新疆棉花生产具有严重威胁的棉花黄萎病菌(大丽轮枝菌)为指示菌,筛选获得了高抑菌活性的放线菌。
对抑菌活性好的放线菌进行了代谢产物的分离鉴定和活性追踪,获得了高抑菌活性的单体化合物和新结构类型的化合物。
通过优化发酵工艺大幅提高了活性化合物的产量,并开展了活性化合物对大丽轮枝菌抑菌机理的初步研究。
具体研究结果包括:1.通过形态、系统发育、生理生化和化学分类特征的描述和比较,对3株分离自新疆极端环境中的放线菌进行了多相分类。
放线菌TRM 46004为假诺卡氏菌科的新物种,命名为吐鲁番长丝菌(Longimycelium tulufanense),并建立了长丝菌属;嗜盐放线菌TRM 46074为假诺卡氏菌科的新物种,命名为艾丁湖链多孢菌(Streptopolyspora aydingkolensis),与近源菌株一起建立了链多孢菌属;放线菌TRM 155-22为链霉菌属的新物种,命名为阿拉尔链霉菌(Streptomyces alarensis)。
2.以对新疆棉花生产具有严重威胁的棉花黄萎病菌(大丽轮枝菌)为指示菌,对分离自吐鲁番盆地和塔里木盆地的86株放线菌进行了抑菌活性筛选,获得了11株对大丽轮枝菌具有较强抑制活性的放线菌。
在抑菌活性指导下对链霉菌新物种TRM 155-22进行了代谢产物的分离和鉴定,获得了对大丽轮枝菌有强抑菌活性的蒽酮类化合物氧蒽酮霉素和2个新结构化合物。
经活性检测,氧蒽酮霉素还对尖孢镰刀菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等多种动、植物病原菌具有强抑制作用。
3.通过单因素实验、Plackett-Burman实验和响应面实验设计,对放线菌TRM155-22产氧蒽酮霉素的发酵工艺进行了优化。
《放线菌分类》课件
表面,主要功能为吸收营养物。 · 显微镜下,基内菌丝比气生菌丝细,多分枝,透明,颜色较浅。直径一般
为0.4-1.2微米,大多数类群不形成横隔也不断裂。少数类群(如诺卡氏菌) 基内菌丝剧烈弯曲成树根状,生长到一定阶段形成横隔,并断裂成不同形
· 5、放线菌次生代谢药物的设计和改造
三、放 线 菌 生 物 技 术 的 发 展
2023/10/14
· (一)分离培养和纯化技术 · 近年来,国内外科学家正在开展一种从自然生态环境中选择性分离放线
菌的分离技术。 · 非链霉菌或稀有放线菌作为新的生理活性物质的重要来源成为关注的热
点。
· Colwell 实验室在1982年提出活的但不可培养微生物的概念,他们发现 将霍乱弧菌和大肠埃希菌(简称大肠杆菌)转到不含营养物质的盐水中, 经常长时间的低温保存,细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在 正常试验室培养条件下不能生长产生菌落的状态,称为活的但不能培养 (viable but nonculturable, VBNC)
现在
· 一、 国外概况
· 1、历史及著名研究单位 · 最早描述放线菌的学者——Cohn, 他自人泪腺感染病灶中分离到一株丝状病
原菌——链丝菌。而后Harz建立了放线菌属。 · 美国新泽西农业试验站, Rutgers大学微生物研究所 · 1942年发现链霉素。 · 《放线菌的属和种分类鉴定和描述》,放线菌分类学开始形成。 · 整个70年代是放线菌化学分类时代 · 构建放线菌系统发育树,进入分子分类时代
放线菌分类
第一部分总论
2023/10/11
第一节概论
· 一、放线菌在微生物系统学中的地位 · 19世纪前曾将放线菌归入真菌,后将其列于细菌中 · 克拉西里尼科夫首先将放线菌放在植物界,原生植物门,裂殖菌纲,后有人
深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响
Effects of subsoiling and the return of straw on soil bacterial diversity and community structure in anirrigated sierozem farmlandWEN Meijuan,YANG Sicun *,WANG Chengbao,HUO Lin(Institute of Soil Fertilizer and Water-saving Agriculture,Gansu Academy of Agriculture Sciences,Lanzhou 730070,China )Abstract :A field experiment was conducted to study the effect of 35cm subsoiling with the return of maize straw (STS ),35cm subsoiling (ST ),and conventional rotary tillage (RT )on the soil properties,soil bacterial diversity,and the community structure at a depth of 0–20cm on irrigated sierozem in the Gansu Yellow River irrigated area in 2015—2020.Results showed that,compared with RT and ST,STS could promote soil fertility,increase bacterial OTU numbers and the bacterial Alpha diversity.The distribution characteristics of the soil bacterialcommunities were significantly different.The soil pH,organic carbon (SOC ),water content (SWC ),cation exchange capacity (CEC ),total nitrogen (TN ),and alkali-hydrolyzable nitrogen (AHN )had significant or extremely significant correlations with bacterial α-diversity.Proteobacteria,Acidobacteria,Bacteroidetes,Actinobacteria and Chloroflexi were the dominant bacterial abundant in soil under different treatments at the phyla level,compared with ST and RT.STS could significantly increase the relative abundance of Proteobacteria and深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响温美娟,杨思存*,王成宝,霍琳(甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所,兰州730070)收稿日期:2022-04-18录用日期:2022-06-01作者简介:温美娟(1988—),女,甘肃天水人,助理研究员,主要从事土壤耕作与土壤环境的研究。
几株拮抗水稻纹枯病菌东乡野生稻内生真菌的鉴定及活性分析
几株拮抗水稻纹枯病菌东乡野生稻内生真菌的鉴定及活性分析刘德;高波良;朱开明;邹宇炬;张志斌【摘要】为探究东乡野生稻内生真菌中生物活性菌株的种群分布和拮抗潜力,本文采用菌落形态观察及ITS-rDNA序列分析法分别对5株前期获得的具有抑制水稻纹枯病菌的内生真菌进行种属鉴定,菌株DX-THL3、DX-SER3、DX-THL2、DX-SES3和DX-THS2分属于帚枝霉(Sarocladium oryzae)、正青霉(Eupenicillium sp.)、黑孢霉(Nigrospora sphaerica)、小球壳孢属(Microsphaeropsis arundinis)和Saccharicola sp..菌丝生长抑制法测定结果显示,有4株菌株发酵浓缩液对水稻纹枯病菌有抑制活性,其中菌株DX-THL3和DX-SES3发酵培养8d对水稻纹枯病菌的抑制率最高,显示了良好的生物防治水稻纹枯病菌的潜力,该研究为东乡野生稻内生真菌资源在水稻病害防治中的应用奠定了基础.【期刊名称】《宜春学院学报》【年(卷),期】2015(037)009【总页数】5页(P6-10)【关键词】东乡野生稻;内生真菌;ITS序列;抑菌活性【作者】刘德;高波良;朱开明;邹宇炬;张志斌【作者单位】江西师范大学生命科学学院,江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室,南昌330022;江西师范大学生命科学学院,江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室,南昌330022;江西师范大学生命科学学院,江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室,南昌330022;江西省鄱阳县第一中学,江西鄱阳333100;东乡县农业技术推广中心,江西东乡 331800;江西师范大学生命科学学院,江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室,南昌330022【正文语种】中文【中图分类】S476.1水稻纹枯病是由立枯丝核菌 (Rhizotonia solani)引起的水稻重要病害之一,通过侵染水稻叶鞘和叶片引起枯斑,使水稻结实率降低,瘪谷率增加,减产最高可超过30%。
放线菌有效成分分析
放线菌有效成分分析研究进展摘要:植物内生放线菌是一类具有巨大开发潜力的新微生物资源,且是数量众多,都分布于没有外部感染症状的健康植物体内,并与植物协同进化,具有促进植物生长,增强植物抗逆性的作用。
目前从许多活体植物组织内分离到的植物内生放线菌中,已有的研究表明,植物内生放线菌在植物病害生物防治中具拮抗机制及其生防作用。
因此,研究放线菌已成为一个十分活跃并具有巨大应用前景的领域。
关键词:放线菌;有效成分;拮抗机制;研究现状Actinobacteria effective composition analysis and research progress Abstract: plant endogenous actinomycetes is a kind of great development potential new microorganism resources, and is numerous, are distributed in no external infection symptoms plant body health, and cooperative coevolution with plant, have promote plant growth, and strengthen the function of plant resistance. At present many living plants from within the organization to plant endogenous actinomyces separation, the existing research shows that endophytic actinomyces can produce antibiotic material, plant growth promoters, plant growth inhibitors, and with new features of the enzymes physiological activity such as material. Therefore, the actinobacteria has become a very active and has great application fields. (plant endogenous actinomyces and physiological activity material research progress)Keywords: actinomycosis; active ingredient; antagonistic mechanism;Research前言:放线菌(Actinomycete)是一类重要的微生物资源,广泛地分布于土壤、湖泊、河流、海洋等不同的自然生态环境中,有的也共生或寄生于动植物宿主上。
农业废弃物好氧堆肥技术的研究与应用
堆肥工艺参数 ( 如温度、 氧浓度、 含水率等) 以及其
他因素 ( pH 值和微生物菌剂的添加等) [8] ꎬ 这些影响
因素的作用原理见表 1ꎮ
表 1 好氧堆肥的影响因素及其作用原理
影响因素
碳氮比 ( C / N)
秸秆颗粒
分类
作用原理
堆肥物料的
介导的基本生化过程ꎬ 主要包括氨化作用、 氨同化作
术ꎬ 成本低ꎬ 价格低廉且不污染环境ꎬ 以堆肥来替代
ꎮ 通常在堆肥结束
泥炭基质已经逐步成为育苗基质生产中关注的热点ꎮ
后ꎬ 氮素损失途径主要是有机氮的矿化ꎬ 持续性氨的
在育苗基质生产中不同堆肥比例添加会对植物产生不
挥发以及硝态氮的反硝化 3 方面
ꎮ 通常当堆肥温度
( 吉林省农业科学院 / 中国农业科技东北创新中心ꎬ 吉林 长春 130033)
摘 要: 农业废弃物堆肥技术是实现农业废弃物循环利用和农业可持续发展的有效措施之一ꎮ 本文在明确农业废
弃物资源化意义的基础上ꎬ 系统介绍了好氧堆肥过程中各阶段特征、 影响因素、 参与堆肥的微生物群落组成和功
能以及碳氮转化过程ꎮ 此外ꎬ 重点阐释了堆肥在改善作物生长中的应用ꎬ 包括修复土壤环境ꎬ 调节土壤和基质养
3 1 1 修复重金属污染土壤
够抑制多种作物的真菌病害ꎬ 如枯萎病、 黄萎病、 腐
富集于土壤中的重金属具有不可降解性ꎬ 易进入
生物链中ꎬ 导致饮用水污染和食品污染ꎬ 对人类、 动
植物的健康构成严重威胁 [28] ꎮ 堆肥是一种有机质腐
殖化过程ꎬ 而腐殖质作为有机质主要成分ꎬ 对污染物
具有较好的吸附和氧化还原的作用
利于微生物分解 [12]
云南微生物研究所
云南微生物研究所云南省微生物所成果汇编发布者:发布时间:2009-11-1 0:01:08 阅读:561 次云南省微生物研究所成果汇编●竹红菌素治疗外阴白色病变和瘢痕疙瘩的研究(1981年度云南省科研成果二等奖)主要完成单位:中国科学院昆明植物所,云南省微生物研究所,云南省人民医院,云南省药品检验所等主要完成人员:万象义,陈远腾,刘学系组织鉴定单位:云南省科学技术委员会、中国科学院昆明分院、云南省卫生厅鉴定时间:1980年12月14日奖励等级:云南省科研成果二等奖奖励时间:1981年4月内容简介:竹红菌是一种资源丰富的野生药用真菌。
通过野生资源调查和生药研究,分离到竹红菌的主要光敏有效成分为竹红菌甲素,是一种新的苝醌衍生物,含药量为生药干重的2.5%。
根据民间用药经验和光敏作用的研究结果,首次提出将它作为光化疗药物应用。
经动物毒性试验证明,毒性和副作用较小,外用比较安全。
云南省第一人民医院等13个医院,用10%竹红菌提取物配制度外用剂用于临床,治疗外阴白色病变和瘢痕疙瘩,疗效显著。
治疗外阴白色病变500例,总有效率97.4%,其中治愈99例,占19.8%;显效244例,占48.8%;好转144例,占28.8%,经随访临床治愈病例停药后均未见复发。
治疗瘢痕疙瘩299例,总有效率为95.2%,其中显效106例,占46.3%;有效112例,占48.9%。
该成果达到国内先进水平,为竹红菌野生资源的开发利用提供了科学依据、资源和应用范例。
●普洱茶发酵工艺原理研究(1984年度云南省科技成果四等奖)研究单位及人员云南省微生物研究所盛玲玲江东福杜仲文苏任昆明茶厂主持鉴定单位云南省经贸厅鉴定时间1984年12月获1984年度云南省科技进步四等奖内容摘要:早期的普洱茶靠长期贮存。
1974年我省“湿水发酵普洱茶”成功,使生产量大为增加,但缺乏科学的系统认识更不知道微生物作用规律,往往因管理和发酵条件控制不好而影响质量的稳定。
渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征
第31卷第1期2024年2月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .31,N o .1F e b .,2024收稿日期:2023-03-02 修回日期:2023-05-07资助项目:国家自然科学基金(41701606);陕西省自然科学基础研究计划(2021J M -093);中央高校基本科研业务费(2452020009)资助 第一作者:雷跻初(1998 ),女,陕西大荔人,硕士研究生,研究方向为草地生态学㊂E -m a i l :j c l j c 1998@163.c o m 通信作者:郭梁(1984 ),男,山东泰安人,博士,研究员,主要从事气候变化与林草生态响应㊂E -m a i l :g u o l i a n g2014@n w s u a f .e d u .c n h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j.c n k i .r s w c .2024.01.041.雷跻初,刘小伟,邓军,等.渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征[J ].水土保持研究,2024,31(1):44-52.L e i J i c h u ,L i uX i a o w e i ,D e n g J u n ,e t a l .C h a r a c t e r i s t i c s o f C h a n g e s i nS o i l E n z ym eA c t i v i t i e s a n d S t o i c h i o m e t r i cU n d e rD i f f e r e n tA b a n d o n e dY e a r s i n t h eD r y Ar e ao fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n [J ].R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,31(1):44-52.渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征雷跻初1,2,刘小伟3,邓军4,程杰5,程积民6,郭梁1,6,7(1.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,陕西杨凌712100;2.中国科学院大学,北京100049;3.西北农林科技大学草业与草原学院,陕西杨凌712100;4.宁夏云雾山国家级自然保护区管理局,宁夏固原756000;5.国家林业和草原局西北调查规划设计院,陕西西安710048;6.西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;7.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100)摘 要:[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分㊁胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素,以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据㊂[方法]以渭北旱塬不同年限(5a ,10a ,20a ,25a 和33a )的撂荒地为研究对象,测定了土壤养分和参与土壤碳(C )㊁氮(N )和磷(P )循环的5种胞外酶活性,随后利用单因素方差分析㊁土壤胞外酶化学计量学模型和主坐标分析(P C o A )研究不同撂荒年限下土壤养分和胞外酶活性及其生态化学计量的变化规律及影响因子㊂[结果]随着撂荒年限的增加,土壤C 和N 获取酶活性显著减小,而P 获取酶活性显著增加;土壤C ㊁N 和P 含量变化与酶活性变化趋势相反㊂随撂荒年限延长,土壤微生物的C 限制得到缓解,P 限制逐渐加强㊂P C o A 拟合环境因子分析结果显示:土壤可溶性有机碳(D O C )㊁总磷(T P )㊁速效氮(A N )和速效磷(A P )含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子㊂[结论]撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用,但随撂荒时间延长(20a 以上)会加剧微生物P 限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以改善其土壤状况㊂关键词:渭北旱塬;不同撂荒年限;土壤酶活性;生态化学计量中图分类号:X 144 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2024)01-0044-09C h a r a c t e r i s t i c s o fC h a n g e s i nS o i l E n z y m eA c t i v i t i e s a n dS t o i c h i o m e t r i cU n d e rD i f f e r e n tA b a n d o n e dY e a r s i n t h eD r y Ar e a o fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n L e i J i c h u 1,2,L i uX i a o w e i 3,D e n g J u n 4,C h e n g J i e 5,C h e n g J i m i n 6,G u oL i a n g1,6,7(1.R e s e a r c hC e n t e r f o rS o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o na n dE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n t ,C h i n e s eA c a d e m y o fS c i e n c e s a n d M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;2.U n i v e r s i t y o f C h i n e s eA c a d e m y o fS c i e n c e s ,B e i j i n g 100049,C h i n a ;3.C o l l e g e o f G r a s s l a n dA g r i c u l t u r e ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;4.A d m i n i s t r a t i o nB u r e a uo f N i n g x i aY u n w u s h a nN a t i o n a lN a t u r eR e s e r v e ,G u y u a n ,N i n g x i a 756000,C h i n a ;5.N o r t h w e s t S u r v e y i n g P l a n n i n g a n dD e s i g n i n g I n s t i t u t e o f N a t i o n a lF o r e s t r y an d G r a s s l a n dA d m i n i s t r a t i o n ,X i 'a n 710048,C h i n a ;6.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g o n t h eL o e s sP l a t e a u ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;7.I n s t i t u t e o f So i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s&M i n i s t r y o f W a t e rR e s o u r c e s ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h i s s t u d y a i m s t oe x p l o r e t h ev a r i a t i o n s a n dd r i v e r so f s o i l n u t r i e n t a n de x t r a c e l l u l a r e n z y m e a c t i v i t i e s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c c h a r a c t e r i s t i c s u n d e r t h e a b a n d o n e d l a n d i n t h e d r y ar e a o fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n i no r d e r t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e i m p r o v e m e n t a n dm a n a ge m e n t of a b a n d o n e dl a n d i nt h i sr e g i o n.[M e t h o d s]S o i ln u t r i e n t sa n de n z y m ea c t i v i t i e sa s s o c i a t e d w i t hc a r b o n(C),n i t r o g e n (N),a n d p h o s p h o r u s(P)c y c l e s i n t h e l a n d sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s(5y e a r s,10y e a r s,20y e a r s,25 y e a r s a n d33y e a r s)i nd r y a r e ao fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i nw e r em e a s u r e d.S u b s e q u e n t l y,T h e c h a n g e s a n dd r i v e r f a c t o r s o f t h e ma n d t h e i r s t o i c h i o m e t r y w e r ed e t e r m i n e db y O n e-w a y A N O V A,e n z y m e s t o i c h i o-m e t r i cm o d e l,a n d p r i n c i p a l c o o r d i n a t ea n a l y s i s(P C o A).[R e s u l t s]W i t ht h e i n c r e a s eo f a b a n d o n e d y e a r s, t h e a c t i v i t i e so fC-a c q u i r i n g e n z y m e sa n d N-a c q u i r i n g e n z y m e sd e c r e a s e d,b u tt h ea c t i v i t y o fP-a c q u i r i n g e n z y m e s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d.T h e c h a n g e s o f s o i l C,Na n dP c o n t e n t s s h o w e d t h e o p p o s i t e t r e n d c o m p a r e d w i t h e n z y m e a c t i v i t i e s.M o r e o v e r,t h e C-l i m i t a t i o n o fs o i l m i c r o o r g a n i s m s a l l e v i a t e d b u t P-l i m i t a t i o n i n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo fa b a n d o n e d y e a r s.F u r t h e r,t h er e s u l t so fP C o Af i t t i n g e n v i r o n m e n t a l f a c t o r a n a l y s i s s h o w e d t h a t s o i l d i s s o l v e do r g a n i c c a r b o n,t o t a l p h o s p h o r u s,a v a i l a b l en i t r o g e na n da v a i l a b l e p h o s-p h o r u sw e r e t h ek e y f a c t o r sd r i v i n g t h ec h a n g eo f e n z y m ea c t i v i t y a n d i t se c o n o m e t r i c r a t i o.[C o n c l u s i o n] A b a n d o n m e n t h a s a s i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t o n s o i l n u t r i e n t,b u tP-l i m i t e dw i l l b e a g g r a v a t e dw i t h i n c r e a s-i n g o f a b a n d o n e d y e a r s(m o r e t h a n20y e a r s).T h e r e f o r e,a p p r o p r i a t e p h o s p h a t e f e r t i l i z e r s h o u l d b e a p p l i e d t o a l o n g-t e r ma b a n d o n e d l a n d t o i m p r o v e i t s s o i l c o n d i t i o n.K e y w o r d s:a r i d a r e a o f n o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n;d i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s;s o i l e n z y m a t i c a c t i v i t y;e c o-l o g i c a l s t o i c h i o m e t r y黄土高原气候干旱㊁降水稀少㊁植被贫乏,加之不合理的土地利用加剧了土壤侵蚀,以致黄土高原成为我国乃至世界上水土流失最严重的地区之一,严重影响了当地的生态环境与社会经济㊂因此,我国于20世纪90年代在黄土高原开展了大量生态修复措施㊂其中,渭北旱塬坡耕地撂荒是该地区改善土壤条件和恢复退化环境的重要措施[1]㊂研究表明,耕地在撂荒后,地上植被盖度得到改善[2],水土流失情况有所缓解[3],土壤养分含量显著提高[4]㊂然而,长期撂荒在改变地上和地下生物群落的同时也会影响生态系统的养分平衡,加之植物与微生物对养分的竞争所导致的土壤微生物养分限制,又会对植被恢复造成负面影响[5],不利于土壤质量的改善和生态系统的稳定性维持㊂因此,监测撂荒地演替过程中土壤微生物养分限制,辨析其关键影响因素,具有重要研究价值㊂土壤胞外酶活性较土壤基本理化性质指标能够更灵敏地反映土壤环境变化,参与碳(C)㊁氮(N)和磷(P)循环的胞外酶活性的相对比例能体现微生物的养分需求,表征微生物的养分限制情况[6]㊂土壤微生物主要通过分泌胞外酶转化分解土壤有机质中的C㊁N和P等元素,这一过程对土壤养分循环和能量流动具有重要调控作用[7]㊂土壤胞外酶作为土壤养分循环的关键驱动力[8],其中,与C循环相关的酶主要有:β-葡萄糖苷酶(β-1,4-g l u c o s i d a s e,B G)㊁纤维二糖水解酶(C e l l o b i o h y d r o l a s e,C B H);与N循环相关的酶有:β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-a c e t y l-g l u c o s a m i n i d a s e,N A G)和亮氨酸氨基肽酶(L e u c i n e a m i n o p e p t i d a s e,L A P);碱性磷酸酶(A a l k a l i n e p h o s p h a t a s e,A K P)是与P循环相关的关键酶,它们的活性及化学计量特征能有效反映土壤微生物的能量和养分代谢情况[9]㊂土壤理化性质和养分分布在不同撂荒年限和不同土层间均具有差异[10],这些因素会对土壤酶活性及酶计量比造成直接或间接的影响[11],进而导致不同撂荒年限的土壤微生物养分限制状况有所不同,但具体影响因子及作用途径和机制尚不明确㊂为了探究渭北旱塬区不同撂荒年限土壤酶活性及其化学计量变化特征,本研究选取5个不同年限撂荒地为研究对象,通过分析土壤养分和胞外酶活性及生态化学计量随撂荒年限的变化,探究不同撂荒年限下土壤养分的变化及微生物养分限制情况及其驱动因素,旨在为渭北旱塬及黄土高原植被恢复和土地资源科学管理提供一定的理论依据㊂1材料与方法1.1研究区概况研究区位于陕西省彬州市永乐镇高辉村(108ʎ06'18ᵡE,35ʎ15'01ᵡN),地处黄土高原中部,属典型渭北旱塬残塬沟壑区㊂该地区平均海拔为1040m,在气候划分上属于温带半干旱气候,年平均温度约9.7ħ,平均无霜期180d,年均降水量561mm㊂土壤类型主要为黄绵土,极易受到侵蚀而造成水土流失㊂当地政府针对水土流失与生态退化进行了长期综合治理,自20世纪90年代开始实施退耕还林还草生态工程以来,大量坡耕地退耕后形成撂荒地,为本研究54第1期雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征提供了良好的试验平台㊂1.2样地选择与样品采集本研究通过空间代替时间的方法来探究撂荒年限对土壤酶活性及其化学计量比的影响㊂在研究区内选择坡向一致㊁地形相似㊁位置相邻的已撂荒5a, 10a,20a,25a和33a的5个不同年限的撂荒地作为试验样地,每块样地大小为30mˑ30m,各样地之间间距超过50m,各样地的坡度坡向等情况见表1㊂样地植被类型多为以蒿类㊁禾草类为主的草本植物,主要优势种有:铁杆蒿(L e s p e d e z ac u n e a t a)㊁本氏针茅(S t i p ab u n g e a n a)㊁阿尔泰狗娃花(H e t e r o p a p p u s a l t a i c u s)㊁达乌里胡枝子(L e s p e d e z a d a u r i c a)等㊂2021年9月在所选样地内进行土壤样品的采集,每个样地随机选取3个间距超过10m的1mˑ1m的样方作为重复,用内径3.5c m的土钻分层采集土壤样品,取样深度分别为0 10c m,10 20c m和20 40c m共三层㊂去除土样中的石块㊁植物残体㊁根系和可见的土壤动物后过2mm筛,将过筛后的土样混合均匀后分为两份,一份储藏于4ħ冰箱内用于土壤微生物生物量及酶活性测定,另一份自然风干用于土壤理化性质的测定㊂表1样地概况T a b l e1G e n e r a l s i t u a t i o no f t h e s a m p l e p l o t s撂荒年限/a 样地类型坡向坡度/(ʎ)盖度/%5撂荒农田阳坡3438 10撂荒农田阳坡3545 20撂荒农田阳坡3255 25撂荒农田阳坡3070 33撂荒农田阳坡3160 1.3测定指标及方法用重铬酸钾外加热法测定样品中土壤有机碳(S o i lo r g a n i cc a r b o n,S O C)含量,可溶性有机碳(D i s s o l v e do r g a n i cc a r b o n,D O C)采用T O C法测定[12],采用凯式定氮仪测定总氮(T o t a ln i t r o g e n, T N)含量,总磷(T o t a l p h o s p h o r u s,T P)含量用浓硫酸 高氯酸钼锑抗比色法测定,用碱解扩散法和N a H C O3浸提 钼锑抗比色法分别测量土壤速效氮(A v a i l a b l e n i t r o g e n s,A N)和速效磷(A v a i l a b l e p h o s p h o r u s,A P),以上土壤指标测定具体过程参考‘土壤农化分析“[13]㊂4ħ保存的新鲜土样用于测定土壤中5种参与C㊁N和P循环的酶活性㊂其中β-葡萄糖苷酶(B G)和纤维二糖水解酶(C B H)是与C循环相关的酶;β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(N A G)和亮氨酸氨基肽酶(L A P)是与N循环相关的酶,碱性磷酸酶(A K P)是与P循环相关的酶;所有酶活性采用微孔板荧光法测定[14],详细的酶活性测定方法见参考文献[15]㊂1.4数据处理与分析通过酶计量矢量模型计算酶化学计量的向量长度(V e c t o r l e n g t h,V L)和向量角度(V e c t o r a n g l e,V A),量化土壤微生物C㊁N和P限制,计算公式如下:x=(B G+C B H)/(B G+C B H+A K P)(1) y=(B G+C B H)/(B G+C B H+L A P+N A G)(2)V L=x2+y2(3) V A=D E G R E E S A T A N2(x,y) (4)式中:x表示参与C和P循环酶的相对活性比;y表示参与C和N循环酶的相对活性比㊂向量长度(V L)越长,表明微生物受到的C限制越大;向量角度(V A)小于45ʎ表示微生物受土壤N限制,角度大于45ʎ表示微生物受到土壤P限制,微生物N限制随着角度减小而增大,P限制随着角度增大而增大[16]㊂采用R4.1.0软件对试验数据进行统计分析㊂运用单因素方差分析法(O n e-w a y A N O V A)分析不同撂荒年限土壤理化性质㊁胞外酶活性及其化学计量比差异,采用L S D法多重比较同一土层下各变量在不同撂荒年限间的差异㊂对酶活性㊁酶化学计量比与土壤理化性质进行主坐标(P C o A)分析,并利用v e g a n包中 e n v f i t 函数将土壤理化因子与P C o A轴得分做相关分析以探究影响微生物养分限制的关键土壤因子㊂2结果与分析2.1不同撂荒年限土壤养分含量及化学计量比特征不同撂荒年限下土壤养分含量及化学计量比的结果见表2,撂荒年限对土壤S O C,T N,T P,A N和A P等指标均有显著影响㊂在0 10c m土层间,土壤S O C和T N含量随撂荒年限的增加而显著增加,撂荒10a,20a,25a和33a土壤S O C含量分别较撂荒5a时增加了17.62%,32.47%,25.55%,2.90%;土壤T N含量分别增加了24.45%,40.42%,31.91%,5.32%㊂土壤S O C与T N含量均在撂荒20a达到峰值后有所下降,但总体仍呈现增加的趋势㊂T P含量则随撂荒年限的增加而显著减少(p<0.05)㊂土壤A N与A P 含量随撂荒年限的增加呈先增后减趋势,总量上仍较撂荒5a时有所增加㊂在10 20c m及20 40c m 土层间,土壤S O C,T N含量均随撂荒年限的增加呈不显著的下降趋势,T P则显著减少(p<0.05)㊂整体而言,撂荒显著增加了土壤S O C与T N含量,但T P含量会随撂荒年限的增加而减小㊂64水土保持研究第31卷随着撂荒年限的增加,土壤C ʒN 在各土层中未发生显著改变㊂土壤C ʒP 在0 10c m 土层间随撂荒年限的增加而显著增大,在10 20c m 土层间随撂荒年限的增加呈不显著的增加趋势,在20 40c m 土层中随年限的增加而显著降低㊂土壤NʒP 变化随撂荒年限变化并不显著㊂表2 不同撂荒年限下土壤养分及其化学计量比在不同土层间的变化特征T a b l e 2 C h a n g e s o f s o i l n u t r i e n t s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s i nd i f f e r e n t s o i l l a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s 土壤理化性质土层深度/c m 撂荒年限/a 510202533S O C /(g ㊃k g -1)0 1016.91ʃ2.92B a19.89ʃ0.75A B a 22.40ʃ1.4A a21.23ʃ1.43A B a 17.4ʃ0.05B a10 2012.73ʃ0.59A a 11.69ʃ1.24A b 11.62ʃ1.7A b12.07ʃ1.78A b 10.21ʃ0.08A b 20 4011.74ʃ1.61A a 9.56ʃ0.7A B b 9.00ʃ0.72B b6.21ʃ0.57B C c 8.77ʃ0.88C c T N /(g ㊃k g -1)0 100.94ʃ0.17C a 1.17ʃ0.07A B C a 1.32ʃ0.12A a1.24ʃ0.07A B a0.99ʃ0.01B C a 10 200.70ʃ0.04A a 0.67ʃ0.05A a 0.66ʃ0.05A b 0.69ʃ0.11A b 0.58ʃ0.05A b 20 400.64ʃ0.09A a 0.55ʃ0.03A B b 0.49ʃ0.04A B c 0.34ʃ0.04C c 0.48ʃ0.07B C c T P /(g ㊃k g -1)0 100.71ʃ0.05A a 0.68ʃ0.01A a0.67ʃ0.01A a 0.60ʃ0.01B a0.52ʃ0.02C a 10 200.70ʃ0.03A a 0.66ʃ0.02A B a 0.61ʃ0.03B C b 0.58ʃ0.01C a0.50ʃ0.02D a 20 400.64ʃ0.02A a0.56ʃ0.01B C b0.59ʃ0.01B b0.52ʃ0.04C D b0.50ʃ0.01D aD O C /(m g ㊃k g -1)0 1031.68ʃ4.27A a 29.08ʃ1.36A B a 28.38ʃ0.62A B a 26.75ʃ4.48A B a 23.54ʃ0.98B a 10 2017.57ʃ1.29A B b 19.67ʃ1.13A b 19.69ʃ2.37A b 14.75ʃ0.85B b 17.38ʃ0.35A B b 20 4016.42ʃ1.43A b 12.00ʃ0.15B C c 12.72ʃ0.16B C c12.06ʃ0.65C b 15.01ʃ1.64A B c A N /(m g ㊃k g -1)0 108.98ʃ0.85A a 9.57ʃ0.17A a 7.66ʃ0.20A a 5.42ʃ0.30A B a 9.73ʃ1.98B a 10 207.09ʃ0.37B b 5.47ʃ0.04A a 4.87ʃ0.11B b 3.38ʃ0.16B b5.50ʃ0.47C b20 404.44ʃ0.88A b 4.20ʃ0.02A b3.61ʃ0.78A c 2.87ʃ0.027A b 3.88ʃ0.21A bA P /(m g ㊃k g -1)0 107.43ʃ0.59B a8.27ʃ0.48A B a 9.90ʃ0.3A a 10.10ʃ1.82A a8.97ʃ0.81A B a 10 206.73ʃ0.54D a 7.30ʃ0.46C D a b 8.93ʃ0.15A b 8.47ʃ0.06A B a 7.77ʃ0.06B C b 20 406.43ʃ0.38C a 6.63ʃ0.38C b8.67ʃ0.32A b 8.43ʃ0.15A B a 7.67ʃ0.15B b p H 0 108.23ʃ0.08A a 8.26ʃ0.05A a 8.24ʃ0.03A a 8.25ʃ0.07A a 8.26ʃ0.03A b 10 208.31ʃ0.07A a 8.28ʃ0.02A a 8.28ʃ0.06A a 8.32ʃ0.06A a 8.31ʃ0.04A a b 20 408.34ʃ0.01A a8.35ʃ0.01A a8.30ʃ0.04A a 8.35ʃ0.07A a8.35ʃ0.04A aC ʒN0 1017.97ʃ0.22A a 17.11ʃ0.47A a 16.97ʃ1.16A a 17.14ʃ0.17A a 17.43ʃ0.08A a 10 2018.12ʃ0.39A a 17.48ʃ0.94A a 17.48ʃ1.27A a 17.60ʃ1.5A a 17.57ʃ1.61A a 20 4018.31ʃ0.24A a 17.51ʃ0.41A a 18.25ʃ0.25A a 18.43ʃ0.8A a18.27ʃ1.04A a C ʒP0 1023.56ʃ2.83C a 29.43ʃ1.41B a 33.65ʃ2.09A B a 35.57ʃ2.48A a33.24ʃ1.41A B a 10 2018.28ʃ1.26A a 17.7ʃ1.28A b 18.97ʃ3.19A b 20.97ʃ3.34A b 20.51ʃ1.06A b 20 4018.15ʃ2.01A a 17.03ʃ1.01A b 15.16ʃ1.48A B b 12.00ʃ1.62B c 17.47ʃ1.72A c NʒP0 101.31ʃ0.17B a 1.73ʃ0.12A a 1.99ʃ0.19A a 2.07ʃ0.13A a 1.91ʃ0.09A a10 201.01ʃ0.09A a 1.01ʃ0.04A b 1.08ʃ0.13A b1.19ʃ0.19A b 1.17ʃ0.09A b 20 400.99ʃ0.1A a 0.97ʃ0.05A b0.83ʃ0.09A B b0.65ʃ0.1B c0.96ʃ0.13A b注:不同大写字母表示变量在相同土层不同撂荒年限间差异显著,不同小写字母表示变量在相同撂荒年限不同土层间差异显著(p <0.05),下同㊂2.2 不同撂荒年限的土壤酶活性变化撂荒年限和土层深度对C ㊁N 和P 获取的胞外酶活性均具有显著影响(图1)㊂对0 10c m 土层而言,表征C 循环的酶(B G+C B H )和N 循环的酶(N A G+L A P )活性在撂荒前期逐年增加,在撂荒20a 达到最大值后开始显著下降,总体呈现出显著的下降趋势㊂随着撂荒年限的增加,表征P 循环的酶(A K P )的活性则呈现升高趋势㊂在10 20c m 土层,随着撂荒年限的增加,土壤B G+C B H ,N A G+L A P 酶呈现出先增后减的变化趋势,与浅层(0 10c m )土壤酶活性变化趋势具有一致性,A K P 酶活性随着撂荒年限的增加而显著降低㊂在更深层土壤(20 40c m )间,各类土壤胞外酶活性均随着撂荒年限的增加而显著降低,相较于表层,深层土壤酶活性普遍偏低㊂2.3 不同撂荒年限土壤酶化学计量比变化对不同撂荒年限下的酶化学计量比进行分析,结果表明:撂荒年限对酶化学计量具有显著影响㊂整74第1期 雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征体上,C和N酶活性比(CʒN E E A)㊁C和P酶活性比(CʒP E E A)和N和P酶活性比(NʒP E E A)在不同撂荒年限土壤中的变化范围分别为0.25~0.87,0.20~0.67,0.69~0.80(图2),且均随着撂荒年限的增加呈显著的降低趋势(p<0.05),这与土壤各类胞外酶活性变化趋势基本一致㊂注:不同大写字母表示变量在相同土层不同撂荒年限间差异显著,不同小写字母表示变量在相同撂荒年限不同土层间差异显著(p<0.05),下同㊂图1不同撂荒年限土壤酶活性在不同土层中的变化F i g.1C h a n g e s o f s o i l e n z y m e a c t i v i t i e s i nd i f f e r e n t s o i ll a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s图2不同撂荒年限土壤酶计量在不同土层中的变化F i g.2C h a n g e s o f s o i l e n z y m e s t o i c h i o m e t r y i nd i f f e r e n ts o i l l a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s撂荒年限显著影响土壤微生物养分限制特征(图3)㊂其中,向量长度(变化范围0.114~0.427)和夹角(变化范围63.27ʎ~75.23ʎ)在不同撂荒年限间差异显著(p<0.05),表明撂荒年限影响了土壤微生物养分限制㊂在不同土层间,随撂荒年限的增加,向量长度总体呈减小趋势(图3A),表明微生物受到C限制的程度随撂荒年限的增加而减弱㊂不同撂荒年限下的土壤酶化学计量在不同土层间的向量角度均大于45ʎ,且随撂荒年限的增加而增加,这表明微生物受到强烈的P限制,且其限制程度随撂荒年限增加呈现出增加趋势(图3B,C)㊂2.4不同撂荒年限土壤理化因子对土壤酶活性及其化学计量比的影响分别以土壤酶活性及酶计量比为响应变量,以土壤理化性质为解释变量进行主坐标(P C o A)分析后,将土壤理化因子与P C o A轴得分做相关分析,得到各土层间影响不同撂荒年限土壤微生物养分限制的关键因子,结果如图4所示㊂在0 10c m土层间,影响土壤酶活性及其化学计量比的土壤理化因子为D O C㊁A N和T P(图4A,D);在10 20c m土层间,影响土壤酶活性的主要土壤理化因子为T P㊁A N和A P(图4B),影响土壤酶化学计量比的主要土壤理化84水土保持研究第31卷因子为D O C和A N;在20 40c m土层间,影响土壤酶活性的主要土壤理化因子为T P,影响土壤酶化学计量比的主要土壤理化因子为A P ㊂图3不同撂荒年限土壤酶化学计量的向量长度(V L)和角度(V A)及其计量关系F i g.3V e c t o r l e n g t h(V L),a n g l e(V A)o f s o i l e n z y m es t o i c h i o m e t r y a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p i nd i f f e r e n t s o i l l a y e r sd i f fe r e n tw i t hd if f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s3讨论3.1不同撂荒年限对土壤养分的影响本研究选取了土壤S O C㊁T N和T P等指标来反映渭北旱塬地区不同年限撂荒地土壤养分的演变规律(表2),发现土壤养分含量在不同退耕年限之间存在显著差异(p<0.05)㊂在撂荒前期(5~20a),土壤S O C和T N含量显著增加,与前人研究结果基本一致[17]㊂这可能是由于撂荒前期,耕地刚刚停止施肥,土壤有机质及其他养分含量高,增加了地上植物物种多样性和植被覆盖度㊂同时地上植物凋落物的腐烂分解增加了土壤养分含量,故而土壤C和N含量呈上升趋势㊂但S O C和T N含量在撂荒20a达到峰值后又呈现下降趋势,这种动态变化可能是由地上群落在植被演替过程中的变化引起的,有研究表明地上物种多样性和地上生物量在撂荒中期时达到最高,而后下降[18],这与本研究中土壤S O C和T N的变化趋势一致,说明在撂荒后期地上生物量减少,导致土壤有机质输入量降低,造成土壤S O C和T N含量在撂荒20a后下降,但仍高于撂荒初期的土壤养分含量㊂土壤T P含量随着撂荒年限的增加而逐年降低,这可能是由于恢复过程植物的生长繁殖造成了土壤P含量的大量消耗,但凋落物分解过程中向土壤输入的P 含量较低,导致土壤T P含量下降㊂撂荒地土壤S O C㊁T N和T P等由表层到下层呈现逐层递减的趋势,且表层土壤养分含量显著高于下层,这与前人研究结果一致[19]㊂这是因为表层土壤受植被枯落物养分归还的影响,因此这些养分在土壤中存在表聚现象㊂综合来看,渭北旱塬坡耕地撂荒至33a,土壤C 和N含量随着撂荒年限的增加呈现先增后减但总体增加的趋势,而土壤P含量则显著减少㊂撂荒年限影响土壤养分变化,不同撂荒年限的土壤C㊁N和P化学计量比也反映了这种变化㊂但在本研究中,不同土层间的土壤CʒN变化并不显著,这与现有的研究结果基本一致[20-21]㊂结果表明,土壤C和N含量间存在内稳态[22],因此土壤CʒN在不同撂荒年限间的变化相对稳定㊂而土壤CʒP和NʒP总体上呈现增加趋势,意味着土壤P随着撂荒年限的增加而愈发匮乏,从侧面反映出土壤微生物受到了强烈的P限制㊂3.2不同撂荒年限对土壤酶活性及化学计量变化的影响与关键驱动因子胞外酶在有机质分解和养分循环中起着重要的作用,能在一定程度上反映微生物的生长和代谢过程中的能量(C)和养分限制(N和P)情况[7]㊂本研究中,在撂荒前期(前20a),随着撂荒年限的增加,参与土壤C㊁N和P循环的胞外酶活性显著增加,这与王兴等[23]对黄土高原农田撂荒过程中酶活性变化特征的研究结果一致㊂有研究表明,胞外酶活性与有机质的分解有关[24],因此耕地撂荒后进入自然恢复阶段转化为草地后,植物凋落物等有机质输入量增加,土壤有机质逐年累积,增加了土壤微生物的养分来源,进而刺激微生物分泌大量的胞外酶[25]㊂在撂荒20a 以后,群落演替至稳定阶段,地面植被及物种多样性开始降低,且随着撂荒年限的增加土壤养分含量下降,限制了土壤微生物的生长代谢,因此土壤胞外酶活性也随之降低㊂94第1期雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征图4不同撂荒年限土壤酶活性及其化学计量比与土壤养分及其计量比的主坐标分析F i g.4P r i n c i p a l c o o r d i n a t e a n a l y s i s(P C o A)d i s p l a y i n g t h e r e l a t i o n s h i p s a m o n g t h e s o i l e n z y m e s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s,a n d s o i l n u t r i e n t s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s i nd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s土地利用的转变会改变植被盖度和土壤理化性质,微生物代谢受到生物和非生物因子的调节,进而对土壤酶活性及其化学计量比产生影响[26]㊂本研究发现T P㊁A N㊁A P和D O C显著影响土壤酶活性及其化学计量比,说明在不同撂荒年限间这4个因素在调节黄土丘陵区撂荒地土壤酶活性及酶计量比的变化中发挥了主要的驱动作用(图4)㊂在本研究中,酶化学计量的向量长度随撂荒年限的变化说明微生物受到C限制的程度随着撂荒年限的增加得到了一定程度的缓解,这说明表明耕地撂荒会显著提高土壤S O C含量,进而缓解了微生物C限制㊂酶化学计量的向量角度变化表明,随撂荒年限的增加,微生物受P限制的程度也随之增加㊂这是由于黄土高原生物生长对P元素吸收利用率不高[27],同时随撂荒年限的增加而增加的土壤CʒP和NʒP也说明了土壤P 含量较之C和N含量的相对不足,进一步加剧了微生物受到P限制的情况㊂X i a o等[28]的研究表明,在黄土高原次生演替过程中,土壤养分含量与微生物C 和P限制显著相关,这与本研究结果一致㊂研究发现,随着土层深度的加深,影响土壤酶活性的因子逐层减少㊂这主要与凋落物和细根残体在土壤中的垂直分布密切关联[29],因为表层土壤较深层土壤含有更多的微生物,会加速植物枯落物的分解,导致土壤中的D O C含量较高,故而D O C成为表层土壤(0 10c m,10 20c m土层)酶活性随撂荒年限变化的关键驱动因子,这与D O C在不同土层间的分布情况(表2)相符㊂同时,土壤D O C的含量会影响土壤微生物可利用C的供给情况[30],本研究中土壤D O C含量随着撂荒年限的增加而逐年减少(表2),促使微生物需要分泌更多的C获取酶来维持自身养分平衡,从而使C循环酶即(B G+C B H)活性在撂荒前期随着撂荒年限的增加而增加(图1A)㊂撂荒后土壤NʒP在各土层均随撂荒年限的增加而显著增加(表2),这表明在植被恢复期间P是该生态系统的主要限制因素[31],且土壤酶矢量模型结果也表明微生物受到了较为强烈的P限制,这也与土壤T P含量是限制酶活性和酶计量比的主要因子这一结果吻合㊂这可能是由于自然演替过程中,随着植被多样性的提高,植物群落对土壤养分的需求量变得更大,导致微生物可利用的养分不足[32],进而促使微生物分泌更多的胞外酶来缓解由于植物竞争引起的养分限制情况㊂P元素之所以会成为限制酶活性的关键因子,是因为在生态系统中,C和N都可以通过生物途径来进行外源补充,但P元素的含量主要05水土保持研究第31卷与成土母质有关[1],且其扩散到土壤中的速率较低,随撂荒年限的变化并不显著㊂但长时间的植被生长会消耗更多的P,这就导致微生物P限制随着撂荒年限的增加而不断加剧㊂4结论(1)撂荒能够显著提高土壤C和N含量,随撂荒年限增加土壤S O C和T N含量呈现先增后减的趋势,且二者均在撂荒20a时达到峰值后下降,但总体上仍显著增加;土壤P含量随撂荒年限的增加显著降低㊂(2)撂荒显著改变了土壤酶活性:随着撂荒年限的增加,土壤C获取(B G+C B H)㊁N获取酶(N A G+ L A P)活性显著降低,P获取酶(A K P)活性在0 10c m土层间显著增加,但在更深土层(10 20c m,20 40c m)间显著降低㊂(3)撂荒可以缓解土壤微生物受C限制的程度,但随着撂荒年限的增加,微生物受到P限制的程度反而加剧㊂土壤D O C㊁T P和A N含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子㊂综上,本研究通过探究胞外酶活性及其化学计量比与撂荒年限的关系,揭示了自然撂荒条件下植被恢复过程中的微生物养分限制特征㊂研究表明,撂荒对土壤状况具有改善作用,且浅层土壤中的表现更为显著,但撂荒时间过久(20a以上)就会加剧微生物P 限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以期改善其土壤状况㊂参考文献:[1] C u iY,F a n g L,G u oX,e t a l.N a t u r a l g r a s s l a n da s t h eo p t i m a l p a t t e r n o fv e g e t a t i o n r e s t o r a t i o ni n a r i d a n ds e m i-a r i dr e g i o n s:E v i d e n c ef r o m n u t r i e n t l i m i t a t i o no fs o i lm i c r o b e s[J].S c i e n c eo ft h e T o t a lE n v i r o n m e n t, 2018,648:388-397.[2]乔文静,戴银月,张伟,等.黄土丘陵区撂荒恢复过程中植物群落组成与土壤养分及酶活性变化的关系[J].环境科学,2018,39(12):5687-5698.Q i a oWJ,D a iY Y,Z h a n g W,e t a l.R e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e v e g e t a t i o nc o mm u n i t y a n ds o i l n u t r i e n t a n de n z y m ea c t i v i t y d u r i n g t h er e s t o r a t i o no f ab a n d o n e dl a n d i nt h eL o e s sH i l l y R e g i o n[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e,2018,39(12):5687-5698.[3]崔晓临,雷刚,王涛,等.退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响[J].水土保持研究,2016,23(5): 68-73.C u iX L,L e iG,W a n g T,e ta l.I m p a c t so f g r a i nf o rg r e e n p r o j e c to n s o i le r o s i o ni nl u o h er i v e r b a s i n o fn o r t h e r nS h a a n x iP r o v i n c e,C h i n a[J].R e s e a r c ho fS o i la n d W a t e rC o n s e r v a t i o n,2016,23(5):68-73.[4]邓景成,高鹏,穆兴民,等.黄土高原退耕还林工程对生态环境的影响及对策建议[J].水土保持研究,2017,24(5):63-68.D e n g JC,G a oP,M uX M,e t a l.I m p a c t s a n d a d v i c e o ft h e g r a i n f o r g r e e n p r o j e c t t oe c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t o n t h e L o e s s P l a t e a u[J].R e s e a r c h o f S o i la n d W a t e rC o n s e r v a t i o n,2017,24(5):63-68.[5]赵晓单,曾全超,安韶山,等.黄土高原不同封育年限草地土壤与植物根系的生态化学计量特征[J].土壤学报, 2016,53(6):1541-1551.Z h a oXD,Z e n g QC,A nSS,e t a l.E c o l o g i c a l s t o i c h i o-m e t r i c c h a r a c t e r i s t i c so f g r a s s l a n ds o i l sa n d p l a n t r o o t s r e l a t i v e t oe n c l o s u r eh i s t o r y o nt h eL o e s sP l a t e a u[J].A c t aP e d o l o g i c aS i n i c a,2016,53(6):1541-1551.[6] G u oZ,Z h a n g X,G r e e nSM,e t a l.S o i l e n z y m e a c t i v i t ya n d s t o i c h i o m e t r y a l o n g a g r a d i e n t o f v e g e t a t i o n r e s t o r a-t i o n a t t h eK a r s t C r i t i c a l Z o n eO b s e r v a t o r y i nS o u t h w e s tC h i n a[J].L a n dD e g r a d a t i o n&D e v e l o p m e n t,2019,30(16):1916-1927.[7] S i n s a b a u g hRL,H i l l B H,F o l l s t a dS h a h J J.E c o e n z y-m a t i c s t o i c h i o m e t r y o fm i c r o b i a l o r g a n i cn u t r i e n t a c q u i-s i t i o ni n s o i la n d s e d i m e n t[J].N a t u r e,2009,462(7274):795-798.[8] S i n s a b a u g hR L,L a u b e rC L,W e i n t r a u b M N,e ta l.S t o i c h i o m e t r y o f s o i l e n z y m e a c t i v i t y a t g l o b a l s c a l e[J].E c o l o g y L e t t e r s,2008,11(11):1252-1264.[9]钟泽坤,杨改河,任成杰,等.黄土丘陵区撂荒农田土壤酶活性及酶化学计量变化特征[J].环境科学,2021,42(1):411-421.Z h o n g ZK,Y a n g G H,R e nCJ,e t a l.E f f e c t s o f f a r m-l a n da b a n d o n m e n to ns o i le n z y m a t i ca c t i v i t y a n de n z y-m a t i cs t o i c h i o m e t r y i nt h eL o e s s H i l l y R e g i o n,C h i n a[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e,2021,42(1):411-421.[10] Z h o n g Z,Z h a n g X,W a n g X,e t a l.S o i lb a c t e r i aa n df u ng i r e s p o n dd i f f e r e n t l y t o p l a n td i v e r s i t y a n d p l a n tf a m i l y c o m p o s i t i o nd u r i ng th e s e c o n d a r y s u c c e s si o no fa b a n d o n e d f a r m l a n do nt h eL o e s sP l a t e a u,C h i n a[J].P l a n t a n dS o i l,2020,448:183-200.[11] Y u a nX,N i uD,G h e r a r d i LA,e t a l.L i n k a g e s o f s t o i-c h i o m e t r i c i m b a l a n c e s t o s o i lm i c r o b i a l r e s p i r a t i o nw i t hi n c r e a s i n g n i t r o g e n a d d i t i o n:E v i d e n c e f r o ma l o n g-t e r mg r a s s l a n de x p e r i m e n t[J].S o i lB i o l o g y a n d B i o c h e m i s t r y,2019,138:107580-107591.[12] M o o r eS,E v a n sCD,P a g e SE,e t a l.D e e p i n s t a b i l i t yo f d e f o r e s t e dt r o p i c a l p e a t l a n d sr e v e a l e db y f l u v i a l o r g a n i cc a r b o n f l u x e s[J].N a t u r e,2013,493(7434):660-663.[13]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2000:200-495.15第1期雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征B a oSD.A g r o c h e m i c a l a n a l y s i so f s o i l[M].B e i j i n g:C h i n aA g r i c u l t u r eP r e s s,2000:200-495.[14] S a i y a-C o r kKR,S i n s a b a u g hRL,Z a kDR.T h e e f f e c t so f l o n g t e r m n i t r o g e nd e p o s i t i o no ne x t r a c e l l u l a re n z y m ea c t i v i t y i na n A c e rs a c c h a r u mf o r e s ts o i l[J].S o i lB i o l o g ya n dB i o c h e m i s t r y,2002,34(9):1309-1315.[15] D e F o r e s t JL.T h e i n f l u e n c eo f t i m e,s t o r a g e t e m p e r a-t u r e,a n d s u b s t r a t e a g e o n p o t e n t i a l s o i l e n z y m ea c t i v i t yi na c i d i c f o r e s t s o i l su s i n g MU B-l i n k e ds u b s t r a t e sa n dL-D O P A[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2009,41(6):1180-1186.[16] M o o r h e a dDL,S i n s a b a u g hRL,H i l l BH,e t a l.V e c-t o r a n a l y s i so fe c o e n z y m ea c t i v i t i e sr e v e a lc o n s t r a i n t so n c o u p l e dC,Na n dPd y n a m i c s[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2016,93:1-7.[17] D e n g L,K i mDG,L iM,e t a l.L a n d-u s e c h a n g e s d r i v e n b yG r a i n f o rG r e e n p r o g r a mr e d u c e d c a r b o n l o s s i n d u c e db ys o i l e r o s i o n o nt h eL o e s sP l a t e a uo fC h i n a[J].G l o b a l a n dP l a n e t a r y C h a n g e,2019,177:101-115.[18] Z h a n g C,L i u G,S o n g Z,e ta l.I n t e r a c t i o n so fs o i lb ac t e r i a a nd f u n g i w i t h p l a n t s d u r i n g l o n g-te r m g r a z i n ge x c l u s i o n i ns e m i a r i d g r a s s l a n d s[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2018,124:47-58.[19]魏孝荣,邵明安.黄土高原沟壑区小流域坡地土壤养分分布特征[J].生态学报,2007,27(2):603-612.W e iXR,S h a oM A.T h e d i s t r i b u t i o no f s o i l n u t r i e n t s o ns l o p i n g l a n di nt h e g u l l y r e g i o n w a t e r s h e d o f t h eL o e s sP l a t e a u[J].A c t aE c o l o g i c aS i n i c a,2007,27(2):603-612.[20] C l e v e l a n dCC,L i p t z i nD.CʒNʒPs t o i c h i o m e t r y i ns o i l:i s t h e r e a"R e d f i e l d r a t i o"f o r t h e m i c r o b i a lb i o m a s s[J].B i o g e oc h e m i s t r y,2007,85(3):235-252.[21] L i D,N i uS,L u oY.G l o b a l p a t t e r n so f t h ed y n a m i c so f s o i l c a r b o na n dn i t r o g e ns t o c k s f o l l o w i n g a f f o r e s t a-t i o n:a m e t a-a n a l y s i s[J].N e w P h y t o l o g i s t,2012,195(1):172-181.[22] Y a n g Y,L u oY.C a r b o n:n i t r o g e n s t o i c h i o m e t r y i n f o r-e s t e c o s y s t e m sd u r i n g s t a n dd e v e l o p m e n t[J].G l o b a lE c o l o g y&B i o g e o g r a p h y,2011,20(2):354-361.[23]王兴,钟泽坤,简俊楠,等.模拟增温和降雨增加对撂荒草地土壤胞外酶活性及计量特征的影响[J].环境科学,2022,43(5):2812-2821.W a n g X,Z h o n g ZK,J i a n JN,e t a l.E f f e c t s o f s i m u-l a t e dw a r m i n g a n d i n c r e a s e d p r e c i p i t a t i o n o n s o i l e x t r a-c e l l u l a r e n z y m e a c t i v i t y a nde n z y m a t i c s t o i c h i o m e t r y o fa b a n d o n e d g r a s s l a n d[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e,2022,43(5):2812-2821.[24] C u iY,F a n g L,G u oX,e t a l.E c o e n z y m a t i c s t o i c h i o m e t r ya n d m i c r ob i a l n u t r i e n t l i m i t a t i o n i nr h i z o s p h e r es o i l i nt h ea r i da r e ao ft h en o r t h e r n L o e s sP l a t e a u,C h i n a[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2018,116:11-21.[25]薛悦,康海斌,杨航,等.秦岭中段撂荒地植被恢复过程中土壤微生物代谢特征[J].环境科学,2022,43(1):550-559.X u eY,K a n g H B,Y a n g H,e t a l.E x t r a c e l l u l a re n-z y m es t o i c h i o m e t r y a n d m i c r o b i a lm e t a b o l i s ml i m i t a-t i o nd u r i n g v e g e t a t i o n r e s t o r a t i o n p r o c e s s i n t h em i d d l eo f t h e Q i n l i n g M o u n t a i n s,C h i n a[J].E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e,2022,43(1):550-559.[26] S o a r e s M,R o u s kJ.M i c r o b i a l g r o w t ha n dc a r b o nu s ee f f i c i e n c y i ns o i l:l i n k st of u n g a l-b a c t e r i a ld o m i n a n c e,S O C-q u a l i t y a n ds t o i c h i o m e t r y[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2019,131:195-205.[27]邓健,张丹,张伟,等.黄土丘陵区刺槐叶片 土壤 微生物碳氮磷化学计量学及其稳态性特征[J].生态学报,2019,39(15):5527-5535.D e n g J,Z h a n g D,Z h a n g W,e t a l.C a r b o n,n i t r o g e n,a n dp h o s p h o r u s s t o i c h i o m e t r y a n d h o m e o s t a s i s c h a r a c t e r i s t i c s o fl e a v e s,s o i l,a n dm i c r o b i a l b i o m a s so f r o b i n i a p s e u d o a c a c i af o r e s t s i n t h e L o e s sH i l l y R eg i o n o f Chi n a[J].A c t aE c o l o g-i c a S i n i c a,2019,39(15):5527-5535.[28] X i a oL,L i P,S h i P,e t a l.S o i l n u t r i e n t s t o i c h i o m e t r i e sa n de n z y m a t i c a c t i v i t i e s a l o n g a n e l e v a t i o n a l g r a d i e n t i nt h ed r y-h o tv a l l e y r e g i o no fs o u t h w e s t e r n C h i n a[J].A r c h i v e s o fA g r o n o m y a n dS o i l S c i e n c e,2019,65(3):322-333.[29] X uZ,Y uG,Z h a n g X,e t a l.S o i l e n z y m e a c t i v i t y a n ds t o i c h i o m e t r y i nf o r e s te c o s y s t e m sa l o n g t h e N o r t h-S o u t hT r a n s e c t i ne a s t e r nC h i n a(N S T E C)[J].S o i l B i-o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2017,104:152-163. [30]黄懿梅,闫浩,安韶山,等.黄土丘陵区不同坡向对土壤微生物生物量和可溶性有机碳的影响[J].环境科学,2013,34(8):3223-3230.H u a n g Y M,Y a nH,A nSS,e t a l.E f f e c t so f d i f f e r-e n ta s p e c t so ns o i l m i c r o b i a lb i o m a s sa n d d i s s o l v e do r g a n i c c a r b o no f t h eL o e s s H i l l y A r e a[J].E n v i r o n-m e n t a l S c i e n c e,2013,34(8):3223-3230. [31]肖好燕,刘宝,余再鹏,等.亚热带典型林分对表层和深层土壤可溶性有机碳㊁氮的影响[J].应用生态学报,2016,27(4):1031-1038.X i a oH Y,L i uB,Y uZP,e t a l.E f f e c t s o f f o r e s t t y p e s o n s o i l d i s s o l v e do r g a n i cc a r b o na n dn i t r o g e ni ns u r f a c ea n dd e e p l a y e r s i n s u b t r o p i c a l r e g i o n,C h i n a[J].C h i n e s e J o u r n a lo fA p p l i e dE c o l o g y,2016,27(4):1031-1038.[32]J i a oF,W e nZ M,A nSS,e t a l.S u c c e s s i o n a l c h a n g e si n s o i l s t o i c h i o m e t r y a f t e r l a n da b a n d o n m e n t i nL o e s sP l a t e a u,C h i n a[J].E c o l o g i c a lE n g i n e e r i n g,2013,58:249-254.25水土保持研究第31卷。
基于微生物生态学的土壤健康评估与修复技术研究
基于微生物生态学的土壤健康评估与修复技术研究随着人类社会的发展,土壤问题日益引起人们的关注。
土壤健康是维持生态系统平衡和促进农业可持续发展的基础。
然而,由于人类活动的不当干预以及自然因素的影响,土壤健康受到了严重威胁。
为了实现土壤修复和保护的目标,基于微生物生态学的评估与修复技术应运而生。
一、土壤健康评估技术基于微生物生态学的土壤健康评估技术通过分析土壤中微生物群落的组成和功能,评估土壤的健康状况。
其评估方法主要包括土壤微生物多样性分析、功能基因测序和微生物活性检测等。
1. 土壤微生物多样性分析土壤微生物多样性反映了土壤生态系统的健康程度。
通过采集土壤样品,提取其中的微生物DNA,并使用高通量测序技术对其进行分析,可以获得丰富的微生物群落信息。
比如,通过16S rRNA基因测序可以了解土壤中不同菌群的丰度分布,从而评估土壤健康状况。
2. 功能基因测序功能基因是微生物参与生态过程的核心基因,它们的存在和表达可以揭示土壤生态功能的变化。
应用新一代测序技术对土壤中的功能基因进行测序,可以评估土壤微生物的代谢和生态功能。
比如,amoA基因可以用来评估土壤中氨氧化细菌的功能活性,从而判断土壤的氮循环状况。
3. 微生物活性检测土壤中的微生物活性状况直接反映了土壤生态系统的功能状态。
通过测定土壤中微生物的呼吸、脱氢酶活性等指标,可以评估土壤微生物的活力和代谢水平。
比如,土壤酶活性检测可以评估土壤中的酶活性,进而判断土壤的有机质分解和养分循环能力。
二、土壤修复技术基于微生物生态学的土壤修复技术是指利用微生物及其代谢产物来修复受污染的土壤。
这种修复技术具有针对性强、无副作用和可持续性等优势。
主要包括生物修复、生物激活和生物固化等方法。
1. 生物修复生物修复是利用土壤中的微生物代谢能力来降解和转化有害物质,恢复土壤的生态功能和稳定性。
比如,通过加入能够降解有机污染物的微生物菌种,如石油降解菌、重金属还原菌等,来加速有机物和重金属的降解过程。
农业固体废弃物的特点和利用技术
农业固体废弃物的特点和利用技术在农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活活动排出的废物,如植物秸秆,人和家畜的粪便等。
农业废弃物的特点是:除碳、氧、氢三元素的含量高达65%~90%外,还含有丰富的氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种元素。
它的化学组成,一类是天然高分子聚合物及混合物,如纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木质素等,另一类是天然小分子化合物,如生物碱、氨基酸、单糖、抗生素、脂肪、脂肪酸、激素、黄酮素、酮类甾体化合物,稀类和各种碳氢化合物。
尽管天然小分子化合物在植物体内含量甚微,但大多具有生理活性,因而具有重要的经济价值。
一、植物类废弃物利用植物类废弃物干燥后对热、电的绝缘性和声音的吸收能力较好,且具有较好的可燃性,并能产生一定的热量,热值一般在12~16MJ/公斤,虽比煤的热值低,但含硫量极少,燃烧清洁,且燃烧后产生的灰分有较大的用途。
它含有大量的粗纤维和无氮浸出物,也含有粗蛋白、粗脂肪、灰分和少量其他的成分。
其产量巨大,分布广泛而不均匀,利用规模小而分散,利用技术传统低效等特点,同时从作物秸秆的营养特点分析,其蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素的含量低,而纤维含量高,因而其适口性不好,家畜采食量小,消化率低。
不同作物秸秆的有机质成分基本相似,但化学组成和营养成分有所不同。
用作饲料和食用菌基料的秸秆,要求其粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物的含量高,而纤维素、木质素和灰分的含量低;用作建筑材料和能源材料的秸秆要求其纤维素和木质素的含量和热值要高,而蛋白质、脂肪无氮浸出物的含量关系不大;玉米秸秆外皮中所含纤维素强度极高,韧性好,可用来制造纸、制人造板和一次性植纤餐具,而其内容物的营养成分较高,可用来加工饲料。
秸秆是可利用的资源,并且具有可再生性。
秸秆中含有丰富的有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等肥料养分,是可利用的有机肥料资源,秸秆还田作肥料是一种简便易行的方法,不同地区都可使用。
秸秆还田可增加土壤有机质和速效养分含量,培养地力,缓解氮、磷、钾比例失调的矛盾,并可改良土壤结构,使土壤容重下降、孔隙度增加,更有利于涵养水分,同时秸秆还田还为土壤微生物提高了充足的碳源,促进微生物的生长、繁殖,提高土壤的生物活性,秸秆还田降低病虫害的发病率,减轻土壤盐碱度,增加作物的产量提高作物的品质,优化农田生态环境。
基于OSMAC策略的两株特境放线菌及其活性次级代谢产物研究
基于OSMAC策略的两株特境放线菌及其活性次级代谢产物研究基于OSMAC策略的两株特境放线菌及其活性次级代谢产物研究摘要:本文对两株特境放线菌进行了研究,通过应用OSMAC策略,以不同的培养基和培养条件,得到了各自特有的次级代谢产物。
通过对产物的分离纯化和结构鉴定,发现这些次级代谢产物具备多种生物活性。
本研究结果为特境放线菌的资源开发和药物研发提供了重要的参考。
1. 引言特境放线菌(Terrificactinomycetes)是一类广泛存在于特殊生境中的放线菌,通过不同的培养条件能够产生丰富的次级代谢产物。
随着近年来对微生物资源的深入研究,特境放线菌成为了具有重要药用价值的微生物资源。
2. 实验材料与方法2.1 选材从特境生境中分离得到两株特境放线菌,分别命名为StrainA和Strain B。
2.2 培养基和培养条件使用不同的培养基和培养条件进行培养,包括改变碳源、氮源、pH值和培养温度等因素。
2.3 次级代谢产物提取和分离纯化利用适当的溶剂提取发酵液中的次级代谢产物,并通过柱色谱等手段进行分离纯化。
2.4 结构鉴定通过核磁共振(NMR)、质谱(MS)等方法对纯化后的化合物进行结构鉴定。
3. 结果与讨论3.1 培养基和培养条件对次级代谢产物的影响通过对两株特境放线菌在不同培养基和培养条件下的培养观察,发现不同的培养条件可以显著影响到产物的类型和产量。
其中,碳源和氮源的变化对产物的影响较大。
3.2 次级代谢产物的分离纯化和结构鉴定根据产物的理化性质和生物活性,我们选择了几个主要的产物进行了分离纯化和结构鉴定。
3.3 次级代谢产物的生物活性通过生物活性测试,发现部分分离得到的次级代谢产物具有抗菌、抗肿瘤和抗氧化等多种生物活性。
这些发现为特境放线菌的资源开发和药物研发提供了有力的依据。
4. 结论通过应用OSMAC策略,本研究成功地得到了两株特境放线菌的次级代谢产物,并发现了具有重要生物活性的化合物。
放线菌JK-1的鉴定及其对稻瘟病菌的抑菌活性
放线菌JK-1的鉴定及其对稻瘟病菌的抑菌活性曾凡松;李素芹;王运凤;刘启梅;向礼波;杨立军;龚双军;史文琦【摘要】对放线菌菌株JK-1的形态学、生理生化特征和16S rRNA基因序列进行了分析.结果表明,菌株JK-1为微白黄链霉菌变种(Streptomyces albidoflavus var.).为明确JK-1对4种植物病原真菌,稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、棉花黄萎病菌(Verticillium alboatrum)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)和水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)的抑制活性,采用菌丝生长速率法进行了抑菌活性测定.该菌株粗发酵液对4种真菌的菌丝生长均有显著抑制作用,尤其是对稻瘟病菌,抑制率达到91.14%±0.04%.进一步对粗发酵液进行了冻干浓缩和甲醇提取.提取液在稀释2000倍后对稻瘟病菌菌丝生长抑制率为53.42%±1.29%,表现出优良的抑菌活性.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2018(057)024【总页数】5页(P96-99,103)【关键词】链霉菌(Streptomyces);分类鉴定;稻瘟病菌(Magnaporthe orgzae);抑菌活性【作者】曾凡松;李素芹;王运凤;刘启梅;向礼波;杨立军;龚双军;史文琦【作者单位】农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉 430064;宜都市农业局,湖北宜都 443300;宜都市农业局,湖北宜都 443300;宜都市农业局,湖北宜都 443300;农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉 430064;农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉430064;农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉 430064;农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉 430064【正文语种】中文【中图分类】S435.111.4+1由稻梨孢(Magnaporthe orgzae)引起的水稻稻瘟病是水稻生产上的重要病害之一[1]。
【农业】活土增效这个品种的上市,启动了玉米肥的新时代“菌肥”为啥价格贵里面的菌到底有啥用真相来了
活土增效!这个品种的上市,启动了玉米肥的新时代!“菌肥”为啥价格贵?里面的菌到底有啥用?真相来了!活土增效!这个品种的上市,启动了玉米肥的新时代!热烈祝贺住商肥料活土增效玉米肥新品25-6-9上市!在平度电视台《田园风》栏目李飞的专业主持,和近千名住商经销商的见证下,在住商肥料公司的直播间,住商玉米肥新品——活土增效25-6-9,揭开了令人期待已久的面纱。
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当前新型肥料中,唯含活性有益菌的肥料价格最高,话说回来价格最高就必须得效果最好!这样才合理,今天给大家揭秘3个问题,看完你就知道为啥含菌的肥料价格贵!请输入标题 abc第一讲概念:含菌的肥料统称为微生物肥料:那么什么是微生物肥料:笼统的来讲微生物肥料就是添加活性有益菌的肥料,具体标准参数这里就不详解了!目前市场中常见的生物肥含量包括:大量元素氮磷钾+有机质+活性有益菌。
相比有机肥生物肥与其对比不仅多了活性有益菌同时在生产过程中由于菌种的添加也增加了生产成本!活性有益菌是什么东东?自然界中的微生物是“无处不在,无时不有”的,无论是空气、河流、地面、几千米深的深海、动植物机体都有大量微生物存在。
由于各种微生物的性质及代谢方式不同,而分为有益微生物与有害微生物,有害的微生物对有机物质发生氧化作用,造成食品变质、发霉、器具腐烂、中毒现象,这一过程,是病原微生物和腐败菌活化生长的结果;而微生物活菌剂是有益的有效的微生物群,能合成抗氧化物质,能抑制和杀死病原微生物和腐败菌。
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ORIGINAL PAPERStudies on the ecology of actinomycetes in an agricultural soil amended with organic residues:II.Assessment of enzymatic activities of Actinomycetales isolatesMokni-Tlili Sonia •Belguith Hafedh •Hassen Abdennaceur •Gargouri AliReceived:27February 2010/Accepted:10November 2010/Published online:17March 2011ÓSpringer Science+Business Media B.V.2011Abstract The main objective of this investigation was to study the enzymatic activities of Actinomycetales strains isolated from an agricultural soil amended with different amounts of municipal solid waste compost (MSWC)or farmyard manure (FM).For this purpose,the hydrolytic activities of carboxymethyl cellulase,xylanase,pectinase,amylase,chitinase and protease were tested for 75isolates of Sterptomyces ,Amycolatopsis and Nocardioides from dif-ferent sources (unamended soil,amended soil with FM or MSWC,FM and MSWC)at temperature ranging between 30and 50°C.It was shown that the highest rate of enzymes producer’s strains was registered at 30°C,and decreased gradually to annul at 50°C,with the exception of the MSWC strains origin.It was also shown that the percentage of strains producers of enzymes isolated from soil amended with MSWC appeared higher than the one registered for those isolated from control and amended with FM soils.Applica-tion of MSWC increases the number of enzymes producer-actinomycetes in the soil and then it improves its fertility.Keywords Actinomycetales ÁSoil amendment ÁMSW compost ÁFarmyard manure ÁHydrolytic activitiesIntroductionBecause are foremost producers of a large number of anti-biotics,enzymes and several other bioactive compounds,Actinomycetales ,Gram positive filamentous soil bacteria were commonly used in several industrial applications (Ben Ameur et al.2006;Goshev et al.2005;He et al.2010;Kumar and Kannabiran 2010;Qiu et al.2010).Streptomy-ces ,major members of the bacterial order Actinomycetales (see Part I of this paper)which play an important role in soil ecology (Xu et al.1996),are heterotrophic feeders.They utilize both simple and complex molecules as nutriment by the secretion of a hydrolytic enzymes variety.Among them,proteases (EC 3.4.21.19),a -amylases (EC 3.2.1.1),CMCase (EC 3.2.1.4),xylanases (EC 3.2.1.8),pectinases (EC 3.2.1.15)and chitinases (EC 3.2.1.14)have been widely studied over the past few years (Deng et al.2010;Feng et al.2010;Kolcuoglu et al.2010;Lee et al.2010;Li et al.2010;Poosarla et al.2010).These enzymes degrade plant polysaccharides such as cellulose,hemicellulose,starch,and animal com-pounds such as chitin.Enzymes with high thermal capacity were particularly attracted the attention of most researchers because of their considerable potential for numerous industrial applications.One extremely valuable advantage of conducting biotechno-logical processes at elevated temperatures is reducing the risk of contamination by common mesophiles.It can also increase the efficiency of the degradation process of substrate.Indeed,the substrates and products solubility increased and the med-ium viscosity decreased allowing an increase of the diffusion coefficients of substrates and therefore the reaction rate (Krahe et al.1996;Kumar and Swati 2001).For example,in the paper industry the wood used for the production of the pulp is treated at high temperature and basic pH,which implies that the enzymatic procedures require proteins exhibiting a highM.-T.Sonia (&)ÁH.AbdennaceurLaboratoire de Traitement et Recyclage des Eaux Use´es,Centre des Recherches et des Technologies des Eaux,Technopole de Borj Cedria,BP 273,8020Soliman,Tunisie e-mail:mt_sonia@yahoo.frB.Hafedh ÁG.AliLaboratoire de Ge´ne ´tique Mole ´culaire des Eucaryotes,Centre de Biotechnologie de Sfax,BP ‘‘K’’,3038Sfax,TunisiaWorld J Microbiol Biotechnol (2011)27:2251–2259DOI 10.1007/s11274-011-0688-4thermostability and activity in a broad pH range(Jacques et al. 2000).Treatment with xylanase at elevated temperatures disrupts the cell wall structure.This,as a result,facilitates lignin removal in the various stages of bleaching(Haki and Rakshit2003).Such enzymes are widely employed in food(Van der Maarel et al.2002),detergent(Abidi et al.2008),animal feed(Silva and Smithard2002),agriculture(Lorito et al. 1993),medicine(Emami and Diamandis2007),biotech-nology(Gupta et al.2002),textile(Milagres and Prade 1994),pulp and paper(Chen et al.1997)and waste man-agement(Aloise et al.1996)applications.Considering the importance of these enzymes and knowing that cellular components of thermophilic organ-isms(enzymes,proteins and nucleic acids)are also ther-mostable(Haki and Rakshit2003),there is ongoing interest in the isolation of new bacterial strains producing hydrolases suitable at high temperature for new industrial applications.In this study and at light of our previous work concerning the identification of the Actinomycetales dominant groups in soil(Part I of this paper),the present study aims atfirst to determine and to understand the effect of bacteria origin(soil, municipal solid waste compost(MSWC)or farmyard manure (FM))on their enzyme activities,and secondly to evaluate the capacity of Actinomycetales isolates to the decomposition of substrate that can be found in soil and organic amendments. This study was started by a screening of75Actinomycetale s isolates,originated of control or amended agricultural soil, producers of proteases,of amylases,of CMCase,of xylanases, of pectinase and of chitinases activities.Materials and methodsSoil and organic amendmentsThe soil samples were collected from an openfield in the experimental farm of the Agronomic National Institute of Tunis(see Fig.1—Part I of this paper).We recall here briefly that soil was treated with MSWC applied at40t ha-1(C40), 80t ha-1(C80)and120t ha-1(C120)and FM at40t ha-1 (F40)and120t ha-1(F120).Samples were collected from each plot,thoroughly and aseptically mixed to give homogenous samples,and stored directly at4°C prior to use.Isolation of actinomycetesA total of24soil,MSWC and FM samples were suspended in sterile water(10%)and agitated for30min at420rpm. The supernatant were serially diluted and plated on the glycerol–arginine–agar which contained(g l-1)glycerol—20,Arginine—2.5,NaCl—1,CaCO3—0.1,FeSO4Á7H2O—0.1,MgSO4Á7H2O—0.1,Agar—20.All colonies showing distinctive morphological characters were selected,purified and cryopreserved at-80°C in the appropriate liquid medium supplemented with20%of glycerol.The morphological characterization of isolates was investi-gated basing to Bergey’s ManualofDeterminativeBacteriology information(Lechevalier1989).The molecular characteriza-tion was done on the basis of PCR–RFLP-sequencing of16S rDNA gene methods(see part I of this paper).Revelation of hydrolytic enzymes on agar platesAmong281actinomycete strains isolated from agricultural soil,FM and MSWC,a collection of75strains were ran-domly isolated:15isolates from each treatment:soil T (untreated soil),soil C,soil F,MSWC and FM.Selected strains were spotted onto agar plates(20g l-1,pH7)con-taining:soluble starch(Sigma S2630),chitin(Fluka22719), xylan from oat spelts(Fluka95590),CMC(Sigma C4146) pectin(Sigma P9135)or gelatin(Sigma G9391)(all1%)and yeast extract(5g l-1).Enzymes activities were revealed, after5days of incubation,by the appearance of clear zones using iodine for amylase activity,Congo red for CMCase and xylanase activities and1%CTAB for pectinase activity. Chitinase and protease activities were revealed directly by the appearance of a clear zone by producer colonies.Different activities were tested at temperature ranging between30and50°C.Then,thermophilic Actinomycetales producers of enzymes were selected.Fermentation conditionsCultures which were able to produce clear zones for different enzymes in the agar plates at different temperature were sub-jected to submerged fermentation.Selected cells were culti-vated for9days(pH7,30°C)in250-ml Erlenmeyerflasks, maintained under agitation(150rpm),containing50ml of the growth medium composed of:carbon source(starch,chitin, xylan,gelatin,manure or compost),1%;K2HPO4,5g l-1; KH2PO4,1g l-1;(NH4)2SO4,1.4g l-1;Tween80,2ml; MnSO4ÁH2O,0.161g l-1;ZnSO4ÁH2O,0.21g l-1; CuSO4Á5H2O,0.051g l-1;CoSO4Á7H2O,5910-4g l-1 and FeSO4Á7H2O,0.051g l-1.The pH was adjusted to7 before autoclaving.After sterilization,the medium was completed by the addition of6ml of5%MgSO4Á7H2O and 10ml of3%CaCl2ÁH2O(Nisole et al.2006). Preparation of crude enzyme extracts and enzymatic assaysCulture media(1ml)were harvested every24h during 9days and centrifuged at7,000g for10min.Supernatants were than used as crude enzyme preparation.Amylase, chitinase and xylanase activities were determined using astandard assay at50°C for30min by measuring released reducing sugars from1%appropriate substrate(w/v)in 100mM phosphate buffer,pH7.The amount of released reducing sugars was determined by the dinitrosalicylic acid (DNS,Sigma D0550)method(Miller1959).D-Glucose, N-acetyl-D-glucosamine and xylose were used as standards. The absorbance at540nm(A540)was measured using a spectrophotometer(UV–VIS Dualbeam Model2700). One unit of enzyme activity was defined as the amount of enzyme that released1l mol of reducing sugars, expressed in glucose(for amylase),in N-acetyl-D-gluco-samine(for chitinase)and in xylose(for xylanase) equivalents per minute under the specified conditions. Protease assay with azocasein(Sigma A2765-56)hydro-lysis was performed according to the protocol described by Lee et al.(1995)with the modifications made by Abidi et al.(2007).The commercial azocasein(Sigma Chemical Co.,St.Louis,USA)was dissolved at5%(w/ v)solution in100mM phosphate buffer,pH7.Aliquots (150l l)of suitably diluted enzyme solution were added to50l l of5%(w/v)azocasein in reaction buffer (100mM phosphate,pH7)and the mixture was incu-bated at50°C for30min.The reaction was stopped by adding600l l of10%(w/v)trichloroacetic acid(TCA) and left for15min on ice,followed by centrifugation at 13,000rpm for5min to remove the precipitated protein. Supernatant(600l l)was neutralized by adding700l l of NaOH(1M)and the absorbance at440nm(A440)was measured.One unit of protease activity(UP)was defined as the amount of enzyme leading to an increase in absorbance(A440)of0.1per hour under the assay conditions.Results and discussionIsolation of actinomycetesIt was shown in the part I of this paper that the Actinomycetales isolates collection is composed by three families:Streptomycetaceae(72%),Pseudonocardiaceae (23%)and Nocardioidaceae(5%).A number of62 isolates from the above identified families and13 Actinomycetales isolates unidentified by sequencing method were selected to perform the enzymatic activi-ties tests(Table1).Some of these isolates,especially those belonging to Streptomycetaceae family were known by their important metabolic activities(Strepto-myces coelicolor,Streptomyces longisporoflavus)and can be involved in the degradation of several polymers present in the organic matter composition(antibiotic and enzymes;Bielen et al.2009;Usuki et al.2009).Revelation of hydrolytic enzymes on agar plates Enzymatic activity tests on agar plates were made for the 75selected strains.i.e.Fig.1showed the test result for some isolates originated from compost.A good zone of clearance,appeared within5days of incubation at pH7 and30°C,indicated that these strains can produce the following hydrolytic enzymes:CMCase,xylanase,amy-lase,pectinase,chitinase and protease.The ratio of the zone of CMC,starch,pectin and gelatin hydrolysis to the colonies diameter is high,indicating a good diffusibility of the enzymes.Figure2showed the enzyme-producers-strains rates versus the tested incubation temperatures(30,37,45and 50°C)for different strains origin(soil,MSWC or FM)and tested enzyme.It was clearly deduced that the enzymes production was strongly dependent on the work tempera-ture and on the isolates origin.Then,some either the tested enzyme:•The highest enzymes-producers-strains rate was recorded at30°C whatever the substrate and the origin of strains.It varied between20%,in the case of soil F-strains producer of pectinase(Fig.2d)and100%for the soil T and C-strains producer of CMCase(Fig.2a).For this same temperature of30°C,tested Strepromyces strains were rather producer of CMCase(strains rate[70%)and xylanase(strains rate[50%)than the other enzymes(strains rate\60%),except for those obtained from FM and MSWC.•A slight increase of temperature from30to37°C reduces the enzyme-producers-strains.As function of the origin,this decrease of the producer-strains ratio can be more or less important.Activities of FM-Strains were sharply decreased and almost totally inhibited whereas they were maintained(Fig.2a,b)or increased (Fig.2c–f)in the case of MSWC-isolates.For strains isolated from T,C and F soils,their activities were slightly decreased.•Beyond37°C,only some strains isolated from MSWC continued to produce enzymes.For45°C,the strain rate production decreased to reach nearly50%.This rate does not exceed15%for50°C.•The ratio of producer strains originated from amended soils(C and F)was more important than the one registered for soil T-strains.•Whatever the work temperature,the enzyme-producer-strains ratio is almost the highest for the one isolated from MSWC than those isolated from FM and soils T,C and M.The effect of temperature on reducing the strains pro-ducer enzymes number can be explained by the inhibitionof strains growth and/or activities(Fig.2).Indeed,the data illustrated in the9th edition of Bergey’s Manual(Cross 1989)showed that the majority of Actinomycetales are mesophilic.They grow for temperature ranging between25 and30°C.If temperature increases,only MSWC-strains maintain their activities(Fig.2).Indeed,the MSW composting process occurred in a temperature ranging from25to60°C. According to Albrecht(2007)the bacteria isolated from mature compost showed a large spectrum of growth and of activity in a wide range of pH and of temperature.Since,the actinomycetes appeared during the thermophilic phase as well as the cooling and maturation phase of composting process,these bacteria having a larger spectrum of tem-perature for the conversion of a wide range of natural substrates(cellulose,lignin)as compared to those from FM and soil(Chroni et al.2009;Huang et al.2010;Ryckeboer et al.2003;Tuomela2000).On the other hand,the effect of the isolate source on the enzymatic production can be attributed to its chemical composition.Since the studied amendments contained a high proportion of organic matter with respect to soilTable1Presentation of the species most related to tested isolates References of tested isolates Most related species Phylogenetic groupT1S.venezuelaeT2S.globisporus-subsp.globisporusT3,T4,T6,C5S.albidochromogenesT5S.flavofuscusT7Actinobacterium RG-51T8S.narbonensisT9,T14,T15,M14S.spiroverticillatusT10S.exfoliatesM1,M15,FM15S.claviferM2S.fradiaeM3S.sp.B267M4S.sp.Nm5M5,M11,FM8S.coelicolorM6S.sp.3004M7S.sp.AHW3M9S.sp.P3562M10,C2,C7S.spectabilis Streptomycetaceae C1,C4,C14,FM12,MSWC15S.longisporoflavusC3,FM2,FM3S.cavourensisC22S.sp.L42FM1,FM10,MSWC3S.collinusFM4S.sp.3004FM5,FM7S.californicusFM11,MSWC8,MSWC10S.sp.CHR28FM14,MSWC5,MSWC6,MSWC7,MSWC14S.sacchariMSWC1S.aureusMSWC2,MSWC4S.sp.A528MSWC9S.sp.AB654MSWC11S.griseoaurantiacusMSWC12S.azureusFM9Amycolatopsis sp.WX001Pseudonocardiaceae M8FM6FM13Nocardioides albus NocardioidaceaeT11,T12,T13,M12,M13,C6,C8,C9,C10,C11,C12,C13,MSWC13Unidentified(724g/kg in manure,404g/kg in compost and 17.5g/kg in soil;as reported by Ben Achiba et al.2009),it is likely that such medium more favored the development of strains able to produce enzymes serving to their mineralization.This fact can explain the highest registered ratios of FM and MSWC originated strains producer enzymes,especially for 30°C (Fig.2).At the same temperature,it appears that the proportion of enzyme-producers strains from MSWC is the higher compared to the one isolated from soil (Fig.2).This agree the results of Chroni et al.2009,Huang et al.2010and Tuomela et al.2000showing that Actinomycetales origi-nated from compost were considered among the bacteria responsible to the efficient degradation of cellulose and lignin.This was also observed for other bacteria originated from organic residues (Garcia-Gil et al.(2000);Madejon et al.(2003);Crecchio et al.(2004)and Benzarti et al.(2007)).In the case of CMCase and xylanase,the behavior of MSWC strains is due to the high content of cellulose,hemicellulose and lignin in the organic residues (Huang et al.2010;Kumar et al.2010;Paredes et al.2002).Indeed,the microbial metabolism must be adapted to the envi-ronmental conditions.In the same way,it was observed that the percentage of enzyme-producing strains originated from soil amended with MSWC is the higher compared to the one of theafedcb13245612345761765432654321 12345211a: MSWC7, 2a: MSWC2, 3a: MSWC1, 4a: MSWC4, 5a: MSWC10, 6a: MSWC81b: MSWC9, 2b: MSWC2, 3b: MSWC1, 4b: MSWC4, 5b: MSWC10, 6b:MSWC12, 7b: MSWC81c: MSWC9, 2c: MSWC2, 3c: MSWC1, 4c: MSWC4, 5c: MSWC10, 6c:MSWC12, 7c: MSWC81d: MSWC1, 2d: MSWC2, 3d: MSWC9, 4d: MSWC12, 5d: MSWC10, 6d: MSWC41e: MSWC9, 2e: MSWC2, 3e: MSWC1, 4e: MSWC4, 5e: MSWC101f: MSWC9, 2f: MSWC2Fig.1Enzymatic activities of some Streptomyces isolates shown on agar plates containing CMC,xylan,starch,pectin,chitin or gelatin (all 5g l -1):yeast extract (5g l -1)and agar (20g l -1);pH 7.0,T 30°C.CMCase (a ),xylanase (b ),amylase (c ),pectinase (d ),chitinase (e )and protease(f )MSWC:strains isolated from municipal solid waste compostother soils.Thisfinding was corroborated by several studies indicating that the enzyme activities were stimu-lated by the addition of organic amendments in soils (Crecchio et al.2004;Serra-Wittling et al.1996).More-over,Pascual et al.(1998)showed that the organic amendment sufficiently added to a semi-arid soil increased significantly the enzymatic activity for at least 360days.Therefore,the addition of mature compost to soil improves soil quality,promotes plant development and reduces the number of diseases caused by pathogens in soil(Cotxarrera et al.2002).For enzymatic production point of view,this compara-tive and qualitative investigation was often completed with a quantitative study by using broth culture(Ding et al. 2004;Techapun et al.2002;Yue et al.2008).Basing on the above presented results(Fig.2),the strain MSWC1originated from compost and affiliated to Streptomyces aureus with similarity about99%(see part I),was selected to determine its productive capacity of enzymes.Indeed, MSWC1present the ability to produce enzymes in all tested temperature on agar plates.Production of hydrolases in submerged culturesStreptomyces sp.MSWC1was cultivated on broth liquid medium under the above mentioned conditions and growth conditions yielding highest extracellular hydrolase activi-ties were optimized.It was shown(Mokni-Tlili et al.2010) that Streptomyces sp.MSWC1produced a large amount of extracellular enzymes in growth medium with suitable substrate and reached the maximum level after5days in the case of amylase activity(300IU ml-1)and3days for chitinase(110IU ml-1),xylanase(12,100IU ml-1)and protease(290IU ml-1)activities.The originality of these findings was that the production values for xylanase and chitinase activities were more important compared to those found in other studies using other Streptomyces strains (Ding et al.2004;Techapun et al.2002;Yue et al.2008). The substitution of the appropriate substrates with compost or manure decreases slightly the xylanase and chitinase and sharply the other enzymes production(Table2).This was attributed to the toxic effects exerted by the heavy metals, especially present in compost(Mokni-Tlili et al.2010). Despite this effect on enzyme production,the presence of these microorganism permit to valorize of biological wastes for the production of value-added products. ConclusionThis work investigated the assessment of enzymatic activities of Actinomycetales isolated from an agricultural soil amended with MSWC and FM and amendments.It was clearly shown that the enzymes production was strongly dependent on the incubation temperature and on the iso-lates origin.Then,some either the tested enzyme:•The highest enzymes-producers-strains rate was recorded at30°C whatever the substrate and the origin of strains.The increase of temperature decreases thepercentage of enzyme-producer-strains.For45°C,the active strains rate decreased to reach nearly50%.This rate does not exceed15%for50°C.•The ratio of producer strains originated from amended soils(C and F)was more important than the one registered for soil T.In addition,whatever the work temperature,the enzyme-producer-strains ratio is almost the highest for the one isolated from MSWC than those isolated from FM and soils T,C and M.Therefore,MSWC appeared clearly as a stimulator of enzymatic activities and a potential source of a thermotolerant enzyme-producing Streptomyces havinga wide industrial and biotechnological interest.On the other hand,it was shown that Streptomyces sp. MSWC1is able to produce hydrolases efficiently in the appropriate substrate,in manure and in compost.The high content of toxic heavy metals,especially in the compost, does not affect too much the hydrolase production by Streptomyces MSWC1strain,which is especially efficient in producing xylanase and chitinase activity.These hydrolytic activities produced by Streptomyces are impor-tant in the regulation of the ecosystem.In fact,they cata-lyze several essential reactions for the life processes of micro-organisms in soils.Therefore,they play a key role in the stabilization of soil structure,in the decomposition of organic wastes,organic matter formation and in nutrient cycling.Acknowledgments The present study is a part of the1999–2006 research program‘‘Municipal solid waste treatment and compost agricultural re-use’’which isfinancially by the Tunisian State Sec-retariat of Scientific Research and Technology.ReferencesAbidi F,Limam F,Marzouki MN(2007)Purification and character-ization of an alkaline protease Prot1from Botrytis cinerea.Assay as biodetergent catalyst.Appl Biochem Biotechnol141:361–376 Abidi F,Limam F,Marzouki MN(2008)Production of alkaline proteases by Botrytis cinerea using economic raw materials: assay as biodetergent.Process Biochem43:1202–1208 Albrecht R(2007)Co-Compostage de boues de station d’e´puration et de de´chets verts:Nouvelle me´thodologie du suivi des transfor-mations de la matie`re organique.The`se de Doctorat,Universite´Paul Cezanne AIX-Marseille III,p20Aloise PA,Lumme M,Aynes CA(1996)N-Acetyl-D-glucosamine production from chitin-waste using chitinases from Serratia marcescens.In:Muzzarelli RAA(ed)Chitin enzymology.Grottammare Edizioni,Ancona,Italy,pp581–594Ben Achiba W,Gabteni N,Lakhdar A,Du Laing G,Verloo M,Jedidi N,Gallali T(2009)Effects of5-year application of municipal solid waste compost on the distribution and mobility of heavy metals in a Tunisian calcareous soil.Agric Ecosyst Environ 130:156–163Ben Ameur Mehdi R,Sioud S,Fourati Ben Fguira L,Bejar S, Mellouli L(2006)Purification and structure determination ofTable2The maximum yield for tested enzymesMaximal enzymatic activity(IU/ml)Adequate substrat FM MSWCChitinase11010555 Prote´ase2904440 Amylase30012560 Xylanase12,10010,0009,400four bioactive molecules from a newly isolated Streptomyces sp.TN97strain.Process Biochem41:1506–1513Benzarti S,Hamdi H,Aoyama I,Jedidi N,Hassen A,Dahmane A (2007)Assessment of the effect of repetitive municipal solid waste compost application on soil using physico-chemical analyses,solid-phase bioassays and microbial activity charac-terisation.Jpn J Environ Toxicol10:19–30Bielen A,Cetkovic H,Long PF,Schwab H,Abramic M,Vujaklija D (2009)The SGNH-hydrolase of Streptomyces coelicolor has (aryl)esterase and a true lipase activity.Biochem91:390–400 Chen C,Adolphson R,Dean F,Eriksson K,Adamas M,Westpheling J(1997)Release of lignin from kraft pulp by a hyperthermo-philic xylanase from Thermotoga maritema.Enzyme Microb Tech20:39–45Chroni C,Kyriacou A,Georgaki I,Manios T,Kotsou M,Lasaridi K (2009)Microbial characterization during composting of bio-waste.Waste Manage29:1520–1525Cotxarrera L,Trillas-Gay MI,Steinberg C,Alabouvette C(2002)Use of sewage sludge compost and Trichoderma asperellum isolates to suppress Fusarium wilt of tomato.Soil Biol Biochem 34:467–476Crecchio C,Curci M,Pizzigallo MDR,Ricciuti P,Ruggiero P(2004) Effects of municipal solid waste compost amendments on soil enzyme activities and bacterial genetic diversity.Soil Biol Biochem36:1595–1605Cross T(1989)Growth and examination of actinomycetes-some guidelines.In:Williams ST,Sharpe ME,Holt JG(eds),Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology,vol.4,Williams&Wilkins, Baltimore,pp2340–2343Deng A,Wu J,Zhang Y,Zhang G,Wen T(2010)Purification and characterization of a surfactant-stable high-alkaline protease from Bacillus sp.B001.Bioresour Technol101:7100–7106 Ding CH,Jiang ZQ,Li XT,Li LT,Kusakabe I(2004)High activity xylanase production by Streptomyces olivaceoviridis E-86.World J Microb Biot20:7–10Emami N,Diamandis EP(2007)New insights into the functional mechanisms and clinical applications of the kallikrein-related peptidase family.Mol Oncol1:269–287Feng B,Huang HZ,Zhou WB,Kang LP,Zou P,Liu YX,Yu HS,Han BQ,Li YY,Zhang LL,Zhang T,Ma BP(2010)Substrate specificity,purification and identification of a novel pectinase with the specificity of hydrolyzing the a-1,4-glycosyl residue in steroidal saponin.Process Biochem45:1383–1392Garcia-Gil JC,Plaza C,Soler-Rovira P,Polo A(2000)Long-term effects of municipal solid waste compost application on soil enzyme activities and microbial biomass.Soil Biol Biochem 32:1907–1913Goshev I,Gousterova A,Vasileva-Tonkova E,Nedkov P(2005) Characterization of the enzyme complexes produced by two newly isolated thermophylic actinomycete strains during growth on collagen-rich materials.Process Biochem40:1627–1631 Gupta R,Beg QK,Lorenz P(2002)Bacterial alkaline proteases: molecular approaches and industrial applications.Appl Micro-biol Biotechnol59:15–32Haki GD,Rakshit SK(2003)Developments in industrially important thermostable enzymes(rev).Bioresour Technol89:17–34He F,Yang Y,Yang G,Yu L(2010)Studies on antibacterial activity and antibacterial mechanism of a novel polysaccharide from Streptomyces virginia H03.Food Control21:1257–1262 Huang DL,Zeng GM,Feng CL,Hu S,Lai C,Zhao MH,Su FF,Tang L,Liu HL(2010)Changes of microbial population structure related to lignin degradation during lignocellulosic waste composting.Bioresour Technol101:4062–4067Jacques G,Frederic DL,Joste LB,Viviane B,Bart D,Fabrizio G, Benoit G,Jean-marie F(2000)An additional aromatic interac-tion improves the thermostability and thermophilicity of amesophilic family11xylanase:structural basis and molecular study.Protein Sci9:466–475Kolcuoglu Y,Colak A,Faiz O,Belduz AO(2010)Cloning, expression and characterization of highly thermo-and pH-stable maltogenic amylase from a thermophilic bacterium Geobacillus caldoxylosilyticus TK4.Process Biochem45:821–828Krahe M,Antranikian G,Markel H(1996)Fermentation of extrem-ophilic microorganisms.FEMS Microbiol18:271–285Kumar S,Kannabiran K(2010)Antifungal activity of Streptomyces VITSVK5spp.against drug resistant Aspergillus clinical isolates from pulmonary tuberculosis patients.J Med Mycol20:101–107 Kumar HD,Swati S(2001)Modern concepts of microbiology.Vikas Publishing House Pvt Ltd,New DelhiKumar M,Ou YL,Lin JG(2010)Co-composting of green waste and food waste at low C/N ratio.Waste Manage30:602–609 Lechevalier HA(1989)Nocardioform actinomycetes.In:Williams ST, Sharpe ME,Holt JG(eds),Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology.vol.4,Williams&Wilkins,Baltimore,pp2348–2404 Lee CH,Kim HS,Kwon GS(1995)Purification and characterization of an alkaline protease produced by a Xanthomonas sp.YL-37.J Microbiol33:115–119Lee BH,Kim BK,Lee YJ,Chung CH,Lee JW(2010)Industrial scale of optimization for the production of carboxymethylcellulase from rice bran by a marine bacterium,Bacillus subtilis subsp.subtilis A-53.Enzyme Microbial Technol46:38–42Li AN,Yu K,Liu HQ,Zhang J,Li H,Li DC(2010)Two novel thermostable chitinase genes from thermophilic fungi:cloning, expression and characterization.Bioresour Technol101:5546–5551 Lorito M,diPietro A,Hayes CK,Woo SL,Harman GE(1993) Antifungal,synergistic interaction between chitinolytic enzymes from Trichoderma harzianum and Enterobacter cloacae.Phyto-pathol83:721–728Madejon E,Burgos P,Lopez R,Cabrera F(2003)Agricultural use of three organic residues:effect on orange production and on properties of a soil of the‘‘Comarca Costa de Huelva’’(SW spain).Nutr Cycle Agroecosyst65:281–288Milagres AMF,Prade RA(1994)Production of xylanases from Penicillium janthinellum and its use in the recovery of cellulosic textilefibers.Enzyme Microb Tech16:627–632Miller GL(1959)Use of dinitrosalicylic acid reagent for determina-tion of reducing sugars.Anal Chem31:426–428Mokni-Tlili S,Ben Abdelmalek I,Jedidi N,Belghith H,Gargouri A, Abdennaceur H,Marzouki MN(2010)Exploitation of biological wastes for the production of value-added hydrolases by Strep-tomyces sp.MSWC1isolated from municipal solid waste compost.Waste Manage Res28:828–837Nisole A,Lussier FX,Morley KL(2006)Extracellular production of Streptomyces lividans acetyl xylan esterase A in Escherichia coli for rapid detection of activity.Protein Expres Purif46:274–284 Paredes C,Bernal MP,Cegarra J,Roig A(2002)Bio-degradation of olive mill waste water sludge by its co-composting with agricultural wastes.Bioresour Technol85:1–8Pascual JA,Hernandez T,Garcia C,Ayuso M(1998)Enzymatic activities in an arid soil amended with urban organic wastes: laboratory experiment.Bioresour Technol64:131–138 Poosarla V,Giridhar T,Chandra S(2010)Production of novel halo-alkali-thermo-stable xylanase by a newly isolated moderately halophilic and alkali-tolerant Gracilibacillus sp.TSCPVG.Process Biochem45:1730–1737Qiu Z,Shi P,Luo H,Bai Y,Yuan T,Yang P,Liu S,Yao B(2010)A xylanase with broad pH and temperature adaptability from Streptomyces megasporus DSM41476,and its potential applica-tion in brewing industry.Enzyme Microbial Technol46:506–512 Ryckeboer J,Mergaert J,Coosemans J,Deprins K,Swings J(2003) Microbiological aspects of biowaste during composting in a monitored compost bin.J Appl Microbiol94:127–137。