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溶磷菌的筛选及产酸溶磷特性研究

作　者: 廖康
导　师: 张乃明；杨双兰
学　校: 云南农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 中低品位磷矿溶磷菌产酸溶磷
分类号: S144.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 57次
引　用: 1次
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内容摘要

随着国民经济的快速发展,对磷资源的需求量也在不断扩大,磷矿作为不可再生资源,随着可直接利用的富矿以及具有开采价值的磷矿不断地减少,对磷矿的需求及资源短缺的矛盾日益突出,2000年国土资源部已将磷矿列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一,磷资源不足将严重制约我国磷肥行业的发展,直接牵扯到我国农业的发展。我国磷矿资源相对匾乏,富矿较少,中低品位磷矿占总资源量的80%以上。利用溶磷微生物活化中低品位磷矿具有节约能源、降低成本、保护环境、提高资源利用率等深远意义。本文从溶磷菌的筛选入手,主要研究了菌株J4以木薯粉为碳源的产酸特性,在了解其产酸特性的基础上,进一步研究了菌株J4溶磷特性。研究结果表明:(1)对荒地、梨园和桃园三种不同土地利用方式的土壤可培养微生物区系存在一定差异,其差异和程度因微生物类型有一定的不同,土壤可培养细菌和真菌总体数量大小关系为梨园>桃园>荒地,土壤可培养放线菌数量大小关系为梨园>荒地>桃园。从土壤和果皮共分离筛选12株具有一定解磷能力的菌株,其HD/CD值在1.18~2.79之间,有效溶磷量在29.29~199.11mg·L-1之间,均具有较强溶磷作用。综合固体培养条件和液体培养条件下各菌株的产酸溶磷情况发现,JP-3-4的产酸溶磷能力高于其它菌株。(2)以木薯粉为碳源,菌株J4的最适氮源为硝酸铵,最适初始pH值为5.0左右,最适发酵温度为35℃左右,250ml三角瓶中最佳装液量为50ml,最佳起始糖浓度为14%,最佳发酵时间为120h。液体发酵过程中,金属离子对发酵产酸影响的大小顺序为锌>镁>钾>铜>铁>锰。在最适的发酵条件下,总酸达到9.21%,转化率为65.79%。(3)通过扫描电镜可以观察出菌株J4对磷矿具有解磷作用。菌株J4在以木薯粉为碳源,以硫酸铵为氮源,5%~10%的固液比时其发酵溶磷能力最强,溶磷率最高。通过溶磷量与磷矿成份相关分析表明:溶磷量与P2O5和SiO2达到了显著正相关(n=4),与MgO和CO2达到了显著负相关(n=4)。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
1 引言  9-22
  1.1 研究目的与意义  9
  1.2 磷矿粉的研究进展  9-15
    1.2.1 磷矿石的矿物学特征  9-11
      1.2.1.1 磷矿石的化学组成  9-10
      1.2.1.2 磷灰石矿物的结晶性质  10-11
    1.2.2 磷矿的资源和磷肥的生产消费  11-13
      1.2.2.1 世界磷矿资源及生产消费情况  11-12
      1.2.2.2 我国磷矿资源特点及分布  12-13
    1.2.3 磷矿的加工技术  13-15
      1.2.3.1 磷肥的生产  13
      1.2.3.2 磷矿粉的活化技术  13-15
  1.3 溶磷微生物研究进展  15-22
    1.3.1 溶磷微生物的分离筛选  16
    1.3.2 土壤溶磷微生物的种类和数量  16-17
    1.3.3 溶磷微生物的溶磷能力  17-18
    1.3.4 溶磷机制  18-22
2 材料与方法  22-30
  2.1 产酸溶磷黑曲霉菌的筛选  22-25
    2.1.1 材料  22-23
      2.1.1.1 采样地自然概况  22
      2.1.1.2 样品的采集与处理  22-23
        (1) 土样的采集与处理  22
        (2) 果皮的采集与处理  22-23
      2.1.1.3 培养基  23
    2.1.2 方法  23-25
      2.1.2.1 土壤基本理化性质的测定  23-24
      2.1.2.2 土壤细菌、真菌、放线菌的培养与计数  24
      2.1.2.3 溶磷菌培养、分离与菌落形态特征观察  24
      2.1.2.4 菌株溶磷能力测定  24-25
        (1) 固体培养条件下溶磷能力测定  24-25
        (2) 液体培养条件下溶磷能力测定  25
      2.1.2.5 数据处理及图表绘制  25
  2.2 黑曲霉液体发酵柠檬酸特性的研究  25-27
    2.2.1 材料  25-26
      2.2.1.1 发酵产酸菌株  25
      2.2.1.2 原料的预处理  25
      2.2.1.3 培养基  25-26
    2.2.2 方法  26-27
      2.2.2.1 测定项目与分析方法  26
      2.2.2.2 试验方法  26-27
        (1) 不同初始pH 值对菌株J4 发酵产酸的影响  26
        (2) 不同装液量对菌株J4 发酵产酸的影响  26
        (3) 不同温度对菌株J4 发酵产酸的影响  26
        (4) 不同初糖浓度对菌株J4 发酵产酸的影响  26-27
        (5) 不同氮源对菌株J4 发酵产酸的影响  27
        (6) 不同金属离子对菌株J4 发酵产酸的影响  27
        (7) 菌株J4 发酵产柠檬酸特性的动态研究  27
      2.2.2.3 数据处理及图表绘制  27
  2.3 菌株溶磷特性的研究  27-30
    2.3.1 材料  27-28
      2.3.1.1 菌种  27-28
      2.3.1.2 培养基  28
      2.3.1.3 磷矿  28
    2.3.2 方法  28-30
      2.3.2.1 测定项目与分析方法  28
      2.3.2.2 试验方法  28-29
        (1) 磷矿溶磷后的电镜扫描  28-29
        (2) 不同氮源对菌株J4 溶磷效果的影响  29
        (3) 不同离子对菌株J4 溶磷效果的影响  29
        (4) 不同固液比对菌株J4 溶磷效果的影响  29
        (5) 不同磷矿对菌株J4 溶磷效果的影响  29
      2.3.2.3 数据处理与图表绘制  29-30
3 结果与分析  30-53
  3.1 产酸溶磷黑曲霉菌的筛选  30-39
    3.1.1 红壤微生物区系  30-32
    3.1.2 土壤溶磷菌的初步筛选  32-35
    3.1.3 固体培养条件下菌株产酸溶磷能力测定  35-38
      3.1.3.1 固体培养条件下产酸能力测定  35-36
      3.1.3.2 固体培养条件下溶磷能力测定  36-38
    3.1.4 液体培养条件下菌株溶磷能力测定  38-39
  3.2 菌株J4 发酵产酸的特性研究  39-44
    3.2.1 不同pH 对菌株J4 发酵产酸的影响  39-40
    3.2.2 不同装液量对菌株J4 发酵产酸的影响  40-41
    3.2.3 不同温度对菌株J4 发酵产酸的影响  41-42
    3.2.4 不同初糖浓度对菌株J4 发酵产酸的影响  42
    3.2.5 不同氮源对菌株J4 发酵产酸的影响  42-43
    3.2.6 不同金属离子对菌株J4 发酵产酸的影响  43-44
    3.2.7 菌株J4 发酵产酸特性的动态  44
  3.3 菌株J4 活化中低品位磷矿的特性研究  44-53
    3.3.1 磷矿经菌株J4 活化后的电镜扫描  45
    3.3.2 不同氮源对菌株J4 溶磷效果的影响  45-46
    3.3.3 不同离子对菌株J4 溶磷效果的影响  46-47
    3.3.4 不同固液比对菌株J4 溶磷效果的影响  47-50
    3.3.5 不同磷矿对菌株J4 溶磷效果的影响  50-53
4 讨论  53-58
  4.1 溶磷菌的筛选及解磷能力  53
  4.2 菌株J4 发酵产酸特征  53-56
  4.3 菌株J4 溶磷特征  56-58
5 结论  58-59
  5.1 溶磷菌株的筛选  58
  5.2 菌株J4 的产酸特性  58
  5.3 菌株J4 溶磷特性  58-59
参考文献  59-67
致谢  67

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