木质纤维分解菌群筛选及其对秸秆分解与畜禽粪便除臭能力评价

为获得高效的木质纤维素分解菌群,并研究该菌群的分解能力及对畜禽粪便利用能力。以牛、鸡粪混合储粪池中土样为材料,利用限制性培养技术筛选了一组木质纤维素分解菌群;以未经化学处理的秸秆(小麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆)为材料,利用失重法测定木质纤维素分解菌群的分解能力及抗杂菌污染能力;以自然风干的畜禽粪便为唯一营养源,初步评定了该菌群对畜禽粪便的利用能力和除臭能力。结果表明,筛选的木质纤维素分解菌群48 h将培养基内滤纸崩解成糊状,滤纸分解率达84.55%;灭菌条件下接种木质纤维素分解菌群培养6 d,小麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆总重量分别减少47.00%,48.62%,50.21%,接入杂菌条件下接种木质纤维素分解菌群培养6 d,小麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆总重量分别减少42.14%,44.99%,53.74%;分别以5 g的猪粪、3 g的鸡粪为唯一营养源制作100 mL粪便培养液(添加0.35%滤纸),接入木质纤维素分解菌群后,滤纸分别在第3天和第4.5天被分解成糊状,第8天粪便培养液臭味强度(微弱臭气味)较对照(强烈臭气味)明显减弱。木质纤维素分解菌群能高效降解未经化学处理的玉米秸秆等木质纤维材料,抗外来杂菌能力强,能够利用畜禽粪便快速分解纤维素,并具有一定的除臭能力,在农业废弃资源无害化处理及资源化利用等领域具有研究和开发价值。     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选试验

本试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、羧甲基纤维素酶活(CMC)、滤纸酶活(FPA)和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

东祁连山高寒草地纤维素分解菌的分离和筛选

从东祁连山高寒草地土壤中分离真菌菌株,以CMC-Na培养基,刚果红染色法和滤纸平板培养基为指标对分离的菌株进行纤维素分解菌的初步筛选,然后,通过测定滤纸减重率和CMC酶活力进行复选,获得了3株纤维素分解能力较强的菌株F-3,F-25和F-22,表明高寒草地土壤中具有较强分解能力的纤维素分解菌。     

鹅源高活力纤维素分解菌的分离鉴定

利用纤维素刚果红培养基初筛,滤纸失重和酶活测定试验复筛,从鹅盲肠筛选到1株纤维素分解能力较强的真菌F67。经中国科学院微生物研究所鉴定,F67为草酸青霉,微生物保藏号为CGMCC NO.2260。该菌在以纤维素为唯一碳源的培养液中,28℃振荡培养8 d,滤纸纤维素失重率达28.53%,滤纸酶活力(FPA)可达449.79 U/g。试验结果还表明,真菌分解纤维素的能力最强,放线菌次之,细菌最差。     

纤维素降解细菌的筛选、生物学特性及降解效果

为了从东祁连山高寒草甸土壤中分离筛选纤维素分解细菌,本研究根据在羧甲基纤维素钠培养基和滤纸平板培养基上的生长情况,初步筛选出3株具有较强纤维素分解能力的细菌,并对其生长条件进行了初步研究,结果表明,3株菌的最适生长温度范围为25~30℃;最适生长pH因菌种不同位于5~8之间;最适生长盐浓度位于4%~5%。菌株X1-2具有较好降解特性,根据形态观察、革兰氏染色及16SrRNA系统发育比较,鉴定该菌为芽孢杆菌(Bacillus sp.),是一株十分具有开发生产纤维素酶能力的菌株。     

玉米秸秆降解菌群CDS-10筛选及其特性研究

为筛选出对玉米秸秆等农业固体废弃物能够快速降解的微生物菌群,从不同畜禽粪便和秸秆腐熟物中分离出5类初始菌群并相互组配,通过继代培养筛选出高效稳定的降解菌群CDS-10,测定其不同培养代数的降解能力,酶活性和降解成分变化。结果表明:随着培养代数的增加,CDS-10菌群的降解能力逐步增加并在第30代后趋于稳定,分解率为63.09%;外切葡聚糖酶,内切葡聚糖酶,滤纸酶活性在第30代后趋于稳定,其中,外切葡聚糖酶活性显著升高,达到11.63 U/mL;玉米秸秆中纤维素,半纤维素和木质素均有不同程度减少,半纤维素的降解率最高,达92%。说明在适宜条件下,CDS-10菌群对玉米秸秆具有稳定高效的分解能力,主要降解玉米秸秆成分中的半纤维素,且影响降解效果的酶主要是外切葡聚糖酶。     

不同配比的培养基对纤维素分解菌发酵饲料的影响

利用纤维素分解菌生产发酵饲料是当前饲料业的一个发展方向，它可将纤维素分解为牲畜可利用的糖，同时增加饲料中蛋白质的含量。本试验以康氏木霉和酿酒酵母两株菌混合发酵生产单细胞蛋白饲料，并对加水比、物料比、氮源添加量等因素进行研究，最终通过正交实验对各因素综合分析，确定最佳培养基配方，为玉米秸秆粉与麸皮1：1混合，3．5％（NH4）2SO4，原料：水为1：4，pH5．5，30℃，培养周期5d。发酵终产物粗蛋白含量20．05％，经发酵前提高了60．4％；粗纤维含量为11．01％，降低了61．96％。     

堆肥中高温纤维素降解菌的筛选和应用

选用PCS培养基和定期改变传代的方法,从高温堆肥样品中筛选出4组具有较强纤维素分解能力的混合菌群,从菌群的生长特性、纤维素酶活力和滤纸、水稻秸秆的降解能力等方面复筛出一组纤维素分解能力较强而稳定的混合菌群MixF-3。该混合菌群经72h能将滤纸完全崩解,崩解滤纸后的培养液pH值基本稳定在8.5左右。培养温度为55℃或65℃时有利于MixF-3复合菌群产生的纤维素酶活较快地达到最大值;55℃培养96h左右,培养液中最高酶活为91.05U/mL,培养7d对水稻秸秆的降解率为46.5%。将复合菌群MixF-3接种到猪粪和牛粪自然堆肥中,发现其能促进肥料快速升温,48h内超过65℃,加速了原料的快速腐熟,为进一步研究开发堆肥快速腐熟菌剂奠定了基础。     

免耕及覆盖对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌的影响

在甘肃定西田间定位试验,采用埋片法和平板表面涂抹法测定土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量,研究不同覆盖及耕作制度下对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量的影响。结果表明:轮作次序对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量均影响不大,免耕结合秸秆覆盖的纤维素分解菌数量比传统耕作提高39.7%-95.2%,免耕结合地膜覆盖比传统耕作高出11.9%-79.0%,而纤维素分解强度在个别土层虽然与其他处理有显著差异,但是处理之间效果不显著。纤维素分解菌主要集中在表层,随着土层的加深纤维素分解菌数逐渐减少,纤维素分解强度由于水热条件、气候等因素的限制,在0-5 cm表层土中最小,总体表现出纤维素分解菌多的土壤表层,纤维素分解强度最弱。     

牛粪中高温纤维素降解菌的分离

本文用纤维素筛选培养基和发酵培养基,在50℃条件下对好氧纤维素分解菌群进行了分离研究,共分离3株放线菌。3株菌对纤维素有不同程度的分解能力,其中放线菌SQ3纤维素酶活最高,CMC酶和FPA酶活分别达0．28IU,0．124IU。进而对其进行了形态学和产酶性能研究。3株嗜热放线菌,其中一株为多孢菌,两株为形态相似的单孢菌。生长较慢的SQ3基丝由分枝发达的不断裂菌丝组成,气丝发达;孢子单个长在气丝上,孢子表面光滑;该菌能分解纤维素,液化明胶、水解酪素和淀粉,在35～60℃生长,pH范围为6．0～12．0,按《伯杰氏系统细菌学鉴定手册》初步鉴定为高温单孢菌（Thermomonospora sp．）。     

肉牛粪污中纤维素降解菌的分离筛选

为了获得有效降解肉牛粪污中纤维素的细菌,采用以羧甲基纤维素钠为碳源的方法对牛粪及其自然堆肥样品进行纤维素降解菌的分离,对已分离菌株进行形态学和分子生物学鉴定,再结合纤维素刚果红水解圈测定和滤纸条降解试验做进一步研究。结果表明,以羧甲基纤维素钠为碳源,初步分离得到牛粪样品及堆肥中32株纤维素降解菌,进一步筛选得到有刚果红水解圈菌株4株,分别为XQ-1、XQ-2、XQ-3、XQ-4,其对滤纸条具有一定的降解能力,经16S rDNA鉴定,4株菌株分别为大肠埃希菌（Escherichia coli）、黏质沙雷菌（Serratia marcescens）、雷氏普罗威登斯菌（Providencia rettgeri）和费格森埃希菌（Escherichia fergusonii）。     

解淀粉芽孢杆菌复合菌剂对玉米秸秆的降解作用及表征

为获得能提高秸秆饲草品质的微生物发酵菌剂,本研究在前期获得2株具有木质素和纤维素降解能力的解淀粉芽孢杆菌菌株的基础上,将两者混配成复合菌剂,考察复合菌剂对玉米秸秆的降解作用,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H-NMR)、扫描电镜(SEM)及气质联用色谱(GC/MS)等技术对玉米秸秆的微观结构及降解产物进行表征。研究发现,复合菌剂可以有效降解玉米秸秆中的木质纤维素。在发酵24 d时,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到48.4%,30.5%和41.4%。FTIR和¹H-NMR谱图中能观察到木质纤维素分子结构中主要连接共价键,如木质素单体间的β-O-4和β-β键、木质素与碳水化合物连接键以及碳水化合物中糖环内的价键等明显断裂,木质纤维素被部分降解;SEM扫描电镜图则显示发酵后秸秆的组织结构出现松散和破坏。发酵后秸秆中小分子物质的GC/MS分析结果显示,其中包含苯丙胺和苯丙酸等保留苯丙烷结构单元的木质素单体衍生物以及苄醇和苯甲酸酯类等木质素单体被进一步降解后的芳香族化合物。玉米秸秆中碳水化合物的GC/MS分析结果表明:复合菌剂可将玉米秸秆中的结构性多糖等大分子碳水化合物降解成葡萄糖、木糖、甘露糖及乳糖等还原性单糖。并利用这些还原性单糖生长代谢,进一步产生乙二醇、丙三醇及短链脂肪酸类等代谢产物。以上研究结果表明,解淀粉芽孢杆菌复合菌剂可有效降解玉米秸秆中的木质纤维素,在玉米秸秆饲草化利用中极具应用前景。     

Screening and Identification of the Cellulase-producing Fungus

In order to isolate the strains which could degrade fiber from the straw,the straw samples were inoculated on the potato agar medium and cultured at room temperature.The isolating strains were inoculated on the cellulose-congo red agar medium,the strains were screened that could produce bigger cellulose-decomposing zone.It was identified by morphological characteristics and molecular biological methods,and characterization of cellulase was analyzed preliminarily.The results showed that the fungus was Aspergillus niger,it could grow at room temperature,and the H/C was 7.64.The highest cellulase activity reached 42.18 U/mL when cultivated at 20 ℃ for 5 days.The optimum pH was 7.0 and the optimum reaction temperature was 20 ℃,the relative cellulase activity still retained above 90% at 20 to 40 ℃ or pH 6.0 to 8.0 for 1 h.The Aspergillus niger was a cold-adapted cellulaseproducing strain,it had strongger producing cellulase ability,and was tremendous potential valuable for microbial development.     

产纤维素酶真菌的筛选与鉴定

为从秸秆中分离出能够降解纤维的菌株,试验采取秸秆样品接种马铃薯琼脂培养基,在室温环境下培养,取分离菌接种纤维素刚果红琼脂培养基,筛选能形成较大降解圈的细菌,并进行形态学和分子生物学鉴定,测定其纤维素酶性质。结果表明,经分子生物学鉴定,筛选菌为黑曲霉菌,该菌在室温环境能够生长,菌株降解圈直径(H)与菌落直径(C)的比值(H/C)为7.64。筛选菌在20 ℃环境下培养5 d酶活达到最高值,为42.18 U/mL。纤维素酶最适pH为7.0,最适反应温度为20 ℃,在20~40 ℃或pH 6.0~8.0环境下作用1 h,相对酶活力仍保持在90%以上。综上所述,本试验分离的黑曲霉菌株是低温产纤维素酶菌株,产酶能力较强,具有潜在的开发价值。     

西藏地区牦牛瘤胃中兼性厌氧纤维素降解菌的分离鉴定

本研究旨在从西藏地区牦牛瘤胃中分离出具有分解纤维素能力的兼性厌氧菌,为青贮饲料微生物添加剂的研制提供支持。试验采集了西藏那曲地区成年牦牛的新鲜瘤胃液,经刚果红染色初筛,滤纸降解复筛,获得分解纤维素能力强的菌株,对菌株生长速率及酶活力进行测定,经形态学、生理生化特性和16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定,并分析了菌株对水稻秸秆的降解效果。试验分离出一株兼性厌氧纤维素降解菌,属于肠球菌属,即粪肠球菌(Enterococcus faecalis) JF85。菌株JF85在15~55 ℃,pH 3.0~7.0及3.0%和6.5% NaCl培养基中生长良好。接种JF85,36 h后可获得最大内切葡聚糖酶活力(0.41 U/mL)和滤纸酶活力(0.13 U/mL)。在模拟发酵试验中,接种菌株JF85,14 d后水稻秸秆干物质、纤维素和半纤维素含量与对照组相比显著降低(P<0.05);在发酵第7天,JF85处理组显示最高的可溶性碳水化合物含量,整个发酵过程中木质素含量变化不显著(P>0.05)。菌株JF85具有分解纤维素、耐酸、耐盐特性,在青贮饲料生产中具有较好的应用前景。     

不同加工与处理的玉米秸秆饲喂肉牛增重效果观察

将玉米秸秆揉切加工经氨化、微贮、青贮处理后进行饲喂肉牛增重肥育试验。对照组牛喂自然风干揉碎秸秆。40头供试牛随机分为4组，分别进行对比，其结果为：喂青贮秸秆组头日均增重1073g，喂微贮秸秆组头日均增重986g，喂氨化秸秆组头日均增重931g，对照级夹 日均增重684g。青贮组与微贮组、氨化且差异显著（P＜0．05），与对照组差异极显著（P＜0．01）。微贮组与氨化组差异不显著（P＞0．05）。微贮组、氨化组与对照组差异极显著（P＜0．01）。将各组所耗精料、粗料及增重按当时市场价格进行分析。60天试验期结束，青贮组、微贮组、氨化组、对照组平均每头获利分别为124．86元、92．21元、90．52元和23．54元。玉米秸秆青贮处理后饲喂肉牛，优于秸秆微贮和氨化，更好于干秸秆，且操作简单，适口性强，饲喂效果明显，在广大农区值得大力推广。     

蒸汽爆破技术在玉米秸秆饲料化利用中的研究进展

玉米秸秆是作物残余物中最丰富的木质纤维素生物质之一,主要由纤维素、半纤维素和木质素通过氢键及其他化学键、分子键结合而成,是具有复杂聚合结构的高分子化合物,作为动物饲料的可利用率较低。蒸汽爆破即汽爆,是应用蒸汽弹射原理实现爆炸过程中对生物质预处理的技术。将蒸汽爆破技术应用于玉米秸秆处理,可高效分离纤维素,对玉米秸秆具有明显的解聚作用,有利于提高玉米秸秆的饲料化利用程度。作者介绍了蒸汽爆破工艺原理与参数,综述了蒸汽爆破处理对玉米秸秆纤维结构、化学成分和酶解产糖的影响,以及对玉米秸秆的营养成分消化率和瘤胃微生物附着的影响。已有研究表明,蒸汽爆破可使蒸汽分子渗入植物组织,经过瞬时释放将内能转化为机械能,作用于生物质组织细胞层间,达到原料分解的目的;蒸汽爆破可改变玉米秸秆的纤维结构,降低半纤维素和木质素含量,提高纤维素含量(随着蒸汽爆破的压强和维压时间的增加,半纤维素含量显著降低,而物料含水率的增加会导致纤维素含量升高);蒸汽爆破可提高玉米秸秆体外发酵酶解产糖率,随着蒸汽爆破压强和维压时间的增加,玉米秸秆体外培养酶解还原糖产量增加;蒸汽爆破可使玉米秸秆的体外发酵产气量、产气速率、干物质和酸性洗涤纤维含量显著提高,可提高反刍动物对玉米秸秆的消化利用率,充分利用玉米秸秆的纤维素,提高玉米秸秆的营养价值;蒸汽爆破通过破坏玉米秸秆的表面结构,可促进瘤胃微生物在玉米秸秆上的附着,从而促进玉米秸秆的降解。综上,蒸汽爆破技术处理玉米秸秆可提高其作为饲料的利用率。     

氨化、微贮秸秆饲喂鲁西黄牛不同增重效果的比较研究

将小麦秸、玉米秸经氨化、微贮处理后进行饲喂鲁西黄牛增重肥育试验。30头供试牛随机分成6组,分别与饲喂未处理秸秆牛进行对比,其结果为:氨化小麦秸组、氨化玉米秸组每头日均增重分别为0.931kg、1.012kg;饲喂微贮小麦秸组、微贮玉米秸组每头日均增重分别为0.985kg1、.064kg;小麦秸对照组、玉米秸对照组每头日均增重分别为0.684kg0、.708kg。小麦秸和玉米秸经氨化或微贮处理后增重效果都优于对照组,差异极显著(P<0.01),而氨化处理组与微贮处理组差异不显著(P>0.05)。将所耗精料、粗料及增重按当时市价进行分析,60d试验期结束,期内每头每日获利:小麦秸氨化组、微贮组、对照组分别为:2.103元、2.665元、0.806元;玉米秸氨化组、微贮组、对照组分别为:2.279元、2.960元、0.819元。玉米秸秆微贮后饲喂鲁西黄牛经济效果优于小麦秸秆的氨化、微贮,更优于未处理秸秆,且操作简单,值得在农区进行推广。