混菌固态发酵产纤维素酶条件的优化

以羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力为考察指标,探讨绿色木霉（Trichoderma viride ）化L4C 和黑曲霉（Aspergillus niger ）混合固态发酵产纤维素酶的最佳培养时间;并以降解率为考察指标,通过单因素和正交试验对混菌固态发酵产纤维素酶条件进行优化,以促进秸秆资源的饲料化利用、缓解粮食危机,降低环境污染。结果表明,绿色木霉化 L4C 和黑曲霉混合固态发酵最佳时间为3 d,最佳总接种量为10％,绿色木霉化 L4C 与黑曲霉的最佳接种比例为1∶1,培养基最佳氮源为硫酸铵,麸皮与稻草秸秆粉最佳质量比为3∶7,最适宜培养基含水量为50％。在该条件下稻草秸秆半纤维素降解率可达34·83％,纤维素降解率可达39·75％,木质素降解率可达27·41％。     

木霉菌和白腐菌对水稻秸秆降解的影响

通过差重法进行定量测定,研究了康宁木霉和白腐菌株黄孢原毛平革菌对水稻秸秆降解的影响及其降解规律。结果表明:秸秆发酵过程中纤维素、半纤维素、本质素在前28 d降解的很快,之后降解减缓。木霉菌和白腐菌配合使用降解效果最好,在70 d内纤维素被降解38.18%,半纤维素被降解53.99%,木质素被降解33.91%。     

玉米秸秆好氧水解特性研究

秸秆木质纤维素水解过程,影响秸秆沼气制备速度。提高水解效率关键是破坏木质素对纤维素和半纤维素屏蔽作用,而木质素降解需有分子氧存在。因此,在秸秆厌氧发酵前好氧水解发酵秸秆有利于提高秸秆生物可降解性。为揭示玉米秸秆湿法好氧水解特性,在总固体浓度(TS)为10%,好氧水解温度为35、38、41、44、47℃,好氧水解时间为8、16、24、32、40 h条件下湿法水解发酵试验。结果表明,湿法好氧水解能有效破坏玉米秸秆木质素结构,获得较高木质素降解率,温度44℃,时间经历8 h时木质素即降解15.79%,是好氧水解40 h时总降解率49.5%。在此条件下,总有机物损失率仅为4%,经过湿法好氧水解玉米秸秆TS产气量和产甲烷量与未经处理玉米秸秆相比分别提高28.4%和29%。     

高效玉米秸秆降解复合菌系的筛选

为了促进玉米秸秆快速腐解还田,使秸秆资源能够在田间得到高效利用,减少环境污染,对实验室保藏的纤维素降解菌和木质素降解菌进行组合,以筛选高效降解玉米秸秆的微生物菌系,并通过玉米秸秆失重率、木质纤维素降解率评价该微生物菌系对玉米秸秆的降解效果。结果表明:由蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、少孢根霉(Rhizopus microsporus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiers)组成的复合菌系对玉米秸秆的降解效果最好,秸秆失重率为29.83%,纤维素降解率为56.14%、半纤维素降解率为47.98%、木质素降解率为42.18%。高效降解玉米秸秆复合菌系的筛选对解决秸秆还田,提高土壤肥力和作物产量具有重要的现实意义和经济意义,同时,也可解决环境污染,具有一定的社会和生态效益。     

耐低温降解玉米秸秆复合菌剂的构建及其降解效果评价

为解决严寒地区低温条件下农业废弃物自然处理效率下降的问题,从长白山典型静水水底污泥筛选优势低温降解纤维素菌并进行26S rRNA PCR测定菌种,明确其分类地位。通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系,分别检测复合菌系的秸秆相对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性,利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。结果表明,筛选得到5株可在15℃时纤维素水解能力强且可降解玉米秸秆的菌株。经26S rRNA序列鉴定和系统发育分析,5株降解菌分别为链霉菌(Streptomyces)、棘孢木霉(T.asperellum)、钩状木霉(T.asperellum)、曲霉(Aspergillus)和青霉(Penicillium),与NCBI数据库的序列相似度均超过99.95%。抽样效应分析发现,不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同。全组合复配结果表明,以编号为AX1、AX3和AM4的组合对玉米秸秆降解效果最佳、酶活性最高,复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于单一菌株,且随着菌株多样性水平的增加而提高。...     

秸秆粗饲料中粗纤维结构层次的研究

通过酶解实验提出秸秆粗饲料中的粗纤维成分分为两个结构层次,即粗纤维中易被酶水解的是游离型半纤维素和纤维素,难以被酶水解的是与木质素键合的结合型半纤维素和纤维素。试验结果表明,棉花秸秆中半纤维素酶降解部分占半纤维素总量的80.98%,被纤维素酶降解部分占纤维素总量的19.31%;玉米秸秆中被半纤维素酶降解部分占半纤维素总量的60.23%,被纤维素酶降解部分占纤维素总量的44.36%;小麦秸秆中被半纤维素酶降解部分占半纤维素总量的46.20%,被纤维素酶降解部分占纤维素总量的43.04%;水稻秸秆中被半纤维素酶降解部分占半纤维素总量的47.60%,被纤维素酶降解部分占纤维素总量的51.80%。这可能是造成粗饲料消化代谢率低的主要原因。     

微生物促腐剂配施固氮蓝藻对水稻秸秆腐解的影响

【目的】对比6种市售促腐剂降解水稻秸秆的效果,并探究在不同促腐剂中添加固氮蓝藻是否有利于水稻秸秆腐解,为加快还田过程中秸秆腐解速率及推动秸秆的合理化利用提供理论参考。【方法】利用平板培养法,设14组处理,分别为不加菌剂(CK0)、添加固氮蓝藻(CK1)、6种促腐剂及与其对应的添加固氮蓝藻处理,在培养箱中连续培养35 d,每7 d测定一次秸秆失重率、纤维素酶活性、纤维素和半纤维素降解率,并记录秸秆颜色的变化情况。【结果】随着培养时间的延长,秸秆颜色逐渐加深。6种促腐剂均能促进水稻秸秆的腐解,培养至第35 d时,配施豫启富秸秆发酵菌并添加固氮蓝藻(QF+L)处理的秸秆失重率最高,达30.09%,较单独配施豫启富秸秆发酵菌(QF)处理提高13.23%(绝对值),其次为配施周天秸秆腐熟剂并添加固氮蓝藻(ZT+L)和配施益加益粪便除臭发酵菌液并添加固氮蓝藻(YJY+L)处理,失重率分别为29.00%和28.87%,三者间差异不显著(P0.05),但均显著高于其他处理(P0.05)。QF+L处理的纤维素酶活性和半纤维素降解率也在培养第35 d时达最高值,分别为27.41 U和28.99%。培养至第35 d时,YJY+L处理的纤维素降解率达最高,为32.19%,且YJY+L处理的纤维素降解率在整个培养过程中均高于单独配施益加益粪便除臭发酵菌液(YJY)处理。相关性分析结果表明,失重率与纤维素和半纤维素降解率均呈极显著正相关(P0.01),即纤维素和半纤维素降解是导致水稻秸秆失重率上升的重要因素。【结论】在平板培养过程中豫启富秸秆发酵菌和益加益粪便除臭发酵菌液是较好的促腐剂,且添加固氮蓝藻能促进促腐剂腐解水稻秸秆。     

利用多菌种固态发酵降解玉米秸秆

以玉米秸秆和麦麸为原料,利用具有降解纤维素和半纤维素能力的黑曲霉、地衣芽孢杆菌、酵母、植物乳酸杆菌4种菌混合发酵,降低原材料的纤维素含量,提高玉米秸秆的饲料营养价值。由单因素试验确定各种菌接种时间、发酵时间、无机水含量、温度;由正交试验确定秸秆和麦麸的最佳比例。结果表明:发酵温度37℃、发酵时间6 d、秸秆与麦麸比例为2∶1、水的添加量50 mL,粗纤维降解率为26.68%。采用4种菌分批发酵,即先用黑曲霉和芽孢杆菌发酵72 h后,再添加酵母和乳酸杆菌继续发酵,粗纤维下降率为27.95%,蛋白质含量为24.67%。     

不同预处理对猴头菇菌渣及水稻秸秆水解性能的影响

以猴头菇菌渣和水稻秸秆为原料,以纤维素酶和表面活性剂为水解剂,研究了添加水解剂对还原糖含量、CMC酶活性、底物回收率等的影响。结果表明,添加表面活性剂的纤维素酶降解秸秆纤维素产糖的效率高于未添加表面活性剂的降解产糖效率,纤维素酶降解试验底物回收率大小顺序为TU2TU1CKHOU2HOU1;猴头菇菌渣降解率远远高于碱处理水稻秸秆,在酶解试验中产糖量大小顺序为HOU2TU2TU1CKHOU1。菌渣中酶和加入的酶液共同降解底物产糖效率高于其他组,在酶解试验中酶活性大小顺序为HOU1TU2TU1HOU2CK。纤维素酶降解纯菌渣CMC酶活性最高。     

玉米秸秆纤维降解的预处理工艺条件筛选

为解决玉米秸秆在发酵中难降解的问题,以玉米秸秆为试验原料,通过物理-化学、物理-生物和物理-化学-生物3种方法对秸秆进行预处理,考察秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量,探讨各种预处理方法对玉米秸秆的降解效果。结果表明:添加10%NaOH溶液后加入绿秸灵的处理方式秸秆半纤维素的降解效果较好,降解率为32.98%;添加混合菌的处理方式秸秆纤维素的降解效果较好,降解率为51.46%;添加8%NaOH溶液后加入绿秸灵和添加10%NaOH溶液后加入绿色木霉的处理方式秸秆木质素的降解效果较好,降解率为39.28%。3种预处理方法对玉米秸秆中半纤维素、纤维素有显著影响,对木质素的降解影响不显著。3种预处理方法对玉米秸秆中不同组分降解率的影响大小顺序为:纤维素、半纤维素、木质素。     

高效纤维素分解菌的分离及秸秆降解生物效应

秸秆还田可以改善土壤肥力、保护生态环境、促进农业可持续发展,土壤微生物特别是与纤维素降解有关的微生物在秸秆还田过程中起关键性作用。从长期堆放农业秸秆的土壤中采用羧甲基纤维素固体培养基平板稀释法和赫奇逊滤纸条液体培养基富集法分离纤维素分解菌;刚果红染色法和CMC酶活力测定法筛选高效纤维素分解菌;采用培养特性、形态特征和分子生物学方法对菌种进行鉴定;通过测定秸秆失重率和纤维素、半纤维素和木质素的含量及降解率研究其降解玉米秸秆的效果;并测定其处理的玉米秸秆粉末对紫苏和油菜生长的影响。结果在分离到的16种纤维素分解菌中筛选出高效纤维素分解菌菌株HLF4和YDL3。HLF4和YDL3菌株分别鉴定为栗褐链霉菌(Streptomyces badius)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。HLF4和YDL3及混合菌株处理的玉米秸秆分解能力与对照相比均显著提高;其中HLF4+YDL3混合菌株处理效果优于单菌株,其玉米秸秆失重率、半纤维素降解率、纤维素降解率以及木质素降解率分别比对照高52.00%、46.65%、42.11%和31.19%。用纤维素分解菌酵解的秸秆还田处理的紫苏和油菜叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性和叶绿素含量以及生长指标均显著高于对照;特别是用HLF4+YDL3混合菌株处理的各项指标显著高于单菌株处理。筛选的HLF4和YDL3菌株分解纤维素能力较强,且其混合菌株的分解纤维素能力更强,可作为高效纤维素分解菌用于田间种植。     

纤维素高效降解菌群构建及产酶底物优化

为促进堆肥腐熟、缩短堆肥周期,通过平板初筛及酶活测定,从腐烂竹子、玉米秸秆中获得4株酶活性较高纤维素降解菌并混合培养,得到理想组合Cro-2/Bam-Q/Bam-3/Bam-1,其内切葡聚糖酶(CX)、外切葡糖酶(C1)、β-外切葡萄糖苷酶(CB)及纤维素全酶(FPA)活性分别为12.54、14.65、7.71、11.98 U,均高于单一菌株酶活性。对混合菌群产酶底物优化结果表明,当沼渣与水稻秸秆11混合,麸皮为氮源时,可有效提高混合菌群产酶活性。     

菌株XC6的筛选及其对稻草的降解研究

以稻草降解率为指标,以稻草粉为唯一碳源,从霉变的稻草、麦秸、枯枝烂叶等天然纤维素中分离获得一批天然纤维素降解菌,并从中筛选出1株对稻草降解能力较强的真菌.根据对其形态鉴定和18S rDNA序列分析发现,该菌株与烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的同源性为100%, 将该菌株命名为XC6.XC6对稻草纤维素、半纤维素及稻草总降解率分别为72%、93%及84%.     

直接降解稻草秸秆的菌株筛选及其发酵过程研究

研究了降解稻草秸秆的菌株的分离筛选方法,提出了一种全新的筛选方案,即筛选能直接降解稻草秸秆的菌株。以稻草粉琼脂平板进行初筛,以NaOH处理过的稻草粉为发酵培养基进行复筛,得到对稻草降解较为完全的一株菌株。研究表明,该菌株对纤维素、半纤维素及稻草的降解率分别达72%,93%及84%。     

不同腐熟剂对水稻秸秆菌肥的降解效应和对蔬菜生长的影响

利用高产纤维素酶的木霉菌株对水稻秸秆进行生物降解.通过测定菌肥纤维素酶酶活性、葡萄糖含量以及氮、磷、钾含量指标,比较研究了7种不同配比腐熟剂降解水稻秸秆的效廊.结果表明:仅含木霉菌REMI突变株H6菌株腐熟剂(SDTI)制备的秸杆菌肥中羧甲基纤维素酶酶活、葡萄糖含量均最高,分别达3.48U·g~(-1)和17.14mg·g~(-1),与对照差异达极显著水平;滤纸酶酶活高于对照,但差异未达显著水平;秸秆菌肥中氮、磷、钾含量也均高于对照.盆栽试验表明,该秸秆菌肥能显著促进番茄和黄瓜的生长.     

降解水稻秸秆的好氧性丝状真菌菌株的分离筛选与初步鉴定

[目的]对特定生态环境（腐烂的稻草）中的微生物进行分离筛选,并就这些微生物菌株对水稻秸秆的降解能力进行研究和分析.[方法]利用以微晶纤维素粉等只含纤维素成分的原料作唯一碳源的培养基对从稻草秸秆中分离筛选到的7株可降解稻草秸秆的丝状真菌菌株进行分离和筛选,通过形态学观察和生理生化特性2个层次对其进行鉴定.同时,对这些菌株降解水稻秸秆的能力进行了研究.[结果]试验发现,筛选出的7株菌株中有2株属于多轮青霉组,2株属于烟色曲霉组,1株小孢根霉组,1株梨卵形孢组以及1株总状枝毛霉组.其中1株烟色曲霉组和1株卵形孢组降解秸秆纤维素能力较强,另有1株烟色曲霉组和1株卵形孢组降解秸秆半纤维素能力较强.[结论]研究可为微生物菌种降解水稻秸秆的能力研究提供参考.     

玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选

【目的】为加快北方高寒地区玉米秸秆降解速度,筛选低温条件下具有良好降解玉米秸秆的复合菌系。【方法】以富含纤维素的腐烂物为菌源,通过滤纸崩解初筛、酶活和秸秆降解率为指标复筛进行玉米秸秆降解菌系的筛选,并对其成分进行分析。【结果】从腐烂的树叶和高原锯末中筛选到两组玉米秸秆降解复合菌系1号和8号。1号和8号复合菌系在玉米秸秆培养基中,15℃培养15 d,玉米秸秆分解率分别达到30.21%和32.21%;1号复合菌系包含木霉和多种细菌,8号复合菌系含青霉和多种细菌;两组复合菌系优势细菌均为梭菌属和芽孢杆菌属菌种。【结论】筛选到的菌系在低温（15℃）实验室条件下能降解玉米秸秆,菌系主要组成是木霉、青霉、梭菌属（Clostridium sp.）、芽孢杆菌属（Bacillus sp.）和草螺菌属（Herbaspirillum sp.）的细菌。     

真菌及混合菌对玉米秸秆类腐殖质形成和转化的影响

针对3类真菌(木霉、黑曲霉和青霉)及混合菌在液体培养条件下对玉米秸秆类腐殖质形成和转化的影响,重点研究接种后秸秆类腐殖质组成的变化情况,以期为秸秆的生物降解、转化与土壤有机质的形成、更新提供理论参考和依据.结果表明:(1)接种可迅速减少代谢液和增加菌体-秸秆残留物的含碳量,随菌体繁殖,代谢液中含碳量持续降低,随后,降解作用促使小分子进入代谢液使其碳量增加,后期呼吸作用显著,代谢液碳量再度降低.此外,残留物可被黑曲霉和混合菌有效降解,木霉和青霉在培养初期的较强繁殖能力使残留物中碳量先增加,后又被降解.(2)培养初期,木霉、青霉和混合菌对残留物中有机碳组分的降解使小分子物质进入WSS(水溶性物质),随后菌体的繁殖迫使WSS再度降低,而黑曲霉则以利用WSS合成其自身组分为主.(3)起初,FLA(类富里酸)的形成速度大于HLA(类胡敏酸),而后FLA逐渐向HLA转化,木霉处理HLA在类腐植酸中所占比例最大.(4)培养过程中,FLA分子向简单化方向发展,而HLA分子先简单,而后渐变复杂.HLA单位碳芳香环的缩合程度随培养进行先逐渐降低而后增大,总趋势为增大,木霉处理HLA的复杂程度最高.(5)残留物HLu(类胡敏素)的碳含量在整个培养过程中先增高后降低,最终均有“净损失”,损失最大的为木霉处理.     

绿色木霉F6降解玉米秸秆的固体发酵条件优化

[目的]探寻绿色木霉(Trichoderma viride)F6固体发酵降解玉米秸秆的最佳发酵条件。[方法]研究发酵温度、基质含水率、通气状况、接种量及基质初始pH对玉米秸秆降解率的影响,在此基础上采用二次正交旋转组合设计对这5个因素及其交互作用对玉米秸秆降解率的影响进行分析,并对其发酵条件进行了优化。[结果]玉米秸秆固体发酵的最适条件为31.6℃下调节基质含水率61.7%,pH6.0,接种5.0 ml液体菌种,6层纱布封口。经验证,该条件下玉米秸秆的降解率可达46.38%。[结论]绿色木霉F6固体发酵降解玉米秸秆效果良好,操作简单,经济高效,有较高的应用价值。