复合酶降解玉米秸秆工艺条件的研究

[目的]为了寻找玉米秸秆酶解的最佳工艺条件。[方法]采用5因素3水平的正交试验,利用复合酶进行玉米秸秆的酶解,研究降解玉米秸秆的最佳工艺条件,并利用扫描电镜观察秸秆在降解过程的形态结构变化。[结果]影响该复合酶降解玉米秸秆的因素为:pH值>底物浓度>反应时间>酶用量>反应温度。该复合酶降解玉米秸秆的最佳工艺条件为:酶用量0.20%,底物浓度5.0%,反应时间3.0 h,反应温度50℃,pH值5.0。此时,降解率最高(达27.6%)。电镜观察表明:玉米秸秆经酶解作用后表面蜡质结构被降解,内部的致密结构变得松散,出现空洞。[结论]该研究为玉米秸秆的生物利用提供了参考依据。     

木质素酶降解玉米秸秆的工艺研究

通过正交试验对木质素酶降解玉米秸秆的条件进行了优化,结果表明,因素影响大小依次为加酶量>反应温度>反应时间>pH值;最佳降解工艺条件:加酶量372 U/g,反应温度40 ℃,反应时间20 h,pH值4.5,木质素的降解率为44.28%.     

纤维素分解菌的筛选及玉米秸秆降解

从不同来源的土样中分离出降解纤维素能力强的5株霉菌及5株放线菌,测定了这10株菌在玉米秸秆发酵中的CMC酶及木聚糖酶的动态酶活。结果表明,霉菌菌株F6在整个培养过程中CMC酶及木聚糖酶的活性最高,分别为14.57和25.69 U/g,其次为放线菌A4,CMC酶及木聚糖酶酶活分别为8.62、27.07U/g。采用F6,A4处理玉米秸秆15 d,降解率分别达44.80%和41.12%。进一步研究表明,接种不同菌株后的玉米秸秆降解率与降解过程中菌株产CMC酶及木聚糖酶最大酶活呈显著的正相关关系。     

木聚糖降解细菌的鉴定及其木聚糖酶的特性

[目的]探讨木聚糖酶的生理生化特性。[方法]采用平板活性筛选法从不同环境样品中筛选出木聚糖降解能力最强的菌株进行鉴定并对其所产粗木聚糖酶的特性进行研究。[结果]菌株GXM1被鉴定为洋葱假单胞菌,菌株GXM4为类芽孢杆菌。菌株GXMI所产木聚糖酶的最适pH为6．0,最适温度为55℃,菌株GⅫ咐所产木聚糖酶的最适pH为6．0,最适温度为50℃。2株菌株所产的木聚糖酶在40℃以下较为稳定。Mn^2＋、Ca^2＋和Zn^2＋对菌株GXM1所产木聚糖酶有显著的激活作用,而Cu^2＋、Fe^2＋和Fe^2＋对其有显著的抑制作用;Ca^2＋和Fe^3＋对菌株GXM4所产木聚糖酶有显著的激活作用,而Mn^2＋、Zn^2＋和Fe^2＋对其有显著的抑制作用。[结论]为高效木聚糖酶的生产应用奠定了理论基础。     

纤维素降解细菌对玉米秸秆的降解效果

为了寻找高效纤维素降解菌,提高秸秆降解效果并缩短秸秆腐解时间,从腐烂秸秆及附近土壤中,筛选获得高效秸秆纤维素降解细菌,并研究其对秸秆纤维素的降解能力。利用羧甲基纤维素钠培养基分离纤维素降解菌,结合纤维素刚果红测定、滤纸条降解试验和秸秆失重法筛选到2株具有纤维素降解能力的细菌(CMC-red、CMC-I),经16S r DNA序列分析,初步鉴定菌株CMC-red为Massilia arvi菌属,菌株CMC-I为黄杆菌属(Flavobacterium banpakuense)。菌株CMC-red的降解能力强,10 d可将滤纸降解成糊状,10 d内对秸秆的降解率可达24. 14%。通过分析红外光谱和扫描电镜图可以得出,经纤维素降解菌降解的秸秆纤维素、半纤维素的吸收峰减弱,纤维素的结构变得疏松。筛选获得的2株细菌中,菌株CMC-red对秸秆具有显著的降解效果。     

糙皮侧耳降解玉米秸秆木质素的研究

试验研究了影响糙皮侧耳对玉米秸秆中木质素降解的因子。采用单因素试验设计,由正交试验优化组合各个因素,确定氮素的添加量,最后确立发酵时间。结果表明,料液比为1：2．5,pH为5．5,培养温度为28℃时,在原有发酵料的基础上添加尿素1％,接种培养糙皮侧耳10d后,玉米秸秆的处理效果最佳,此时ADL降解率和DM损失率分别为38.64%和14.78%.     

混合菌种对玉米秸秆降解作用的效果研究

为使秸秆更好的降解和利用,提高其生物降解效果,采用菌株S和菌株SN混合发酵处理玉米秸秆,结果表明:菌株S和菌株SN混合在同一个PDA平板上相互融合生长,菌落间无明显对峙状态,说明二者无拮抗现象.通过采用混合菌种对玉米秸秆在最优降解条件下的降解试验表明:混合菌种对玉米秸秆降解效果在25d时,达到53.2％,比出发菌株S木质素的降解率(50.73％)提高了4.87％,比出发菌株SN木质素降解率(47.6％)提高了11.76％,研究结果证明混合菌种的发酵效果要明显优于单一菌种的发酵.     

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。     

复合菌系17N对玉米秸秆的降解作用

秸秆是一类重要的生物质能源,但由于秸秆直接还田后降解速率慢,影响下一茬作物的生长;因此,筛选秸秆降解菌对于农业生产中秸秆还田的高效利用尤为重要。为筛选能够快速高效降解玉米秸秆的菌系资源,将玉米秸秆壳分别浸泡于土浸液、土浸液(10%培养基)、土浸液(20%培养基)和纯净水中。结果表明,14和35 d时的土浸液对玉米秸秆壳的降解率均高于纯净水的降解率,且土浸液与土浸液(10%培养基)、土浸液(20%培养基)的降解率无明显差异。土浸液中进一步分离获得了复合降解菌系17N,用该复合菌系的发酵液浸泡三角瓶中的玉米秸秆壳,14和35 d时土浸液与复合菌系17N发酵液的降解率均高于纯净水。复合降解菌系17N发酵液对埋土玉米秸秆块具有良好的降解效果,优于三角瓶中对玉米秸秆块的降解效果。灭菌花盆土+灭菌网袋秸秆块+600 mL发酵液的降解率为37.0%,未灭菌花盆土+灭菌网袋秸秆块+600 mL发酵液的降解率为24.7%,三角瓶+发酵液+秸秆块的降解率为34.7%,不加发酵液的处理,即灭菌花盆土+灭菌网袋秸秆块处理的降解率仅为18.1%,明显低于3个加发酵液的处理。说明复合菌系17N对埋土玉米秸秆具有良...     

玉米秸秆中粗纤维降解效果的研究

分别采用3种化学物质处理玉米秸秆,对秸秆中粗纤维的含量变化进行了测定,结果表明:在氨水、碳酸铵和尿素3种物质中,氨水对秸秆粗纤维降解的促进效果较好,降解率可达到20.6%。在试验田中,喷洒氨水对提高秸秆的降解率效果显著,经过半年后,粗纤维的最大降解率可以达到48.2%,降解效果明显高于没有喷洒氨水的秸秆。     

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究

[目的]研究玉米秸秆被稀硫酸预处理后,经纤维素酶转化,并利用混合茵发酵生产乙醇的工艺条件。[方法]以唐山丰润当年产玉米秸秆为研究对象,用1．0％的稀硫酸预处理,用里氏木霉生产纤维素酶,在纤维素酶、热带假丝酵母、酿酒酵母共同作用下采用同步糖化共发酵法生产乙醇。[结果]结果表明,纤维素酶生产的最适条件为：玉米秸秆由稀硫酸处理后,滤渣中添加适量营养,接入1．8×10^7～1．9×10^7个／g底物Tr／choderma reesei TJK-108孢子悬浮液,于30℃固态培养7d。最适发酵条件为：发酵温度31℃,发酵周期72h,转速120r／min,纤维素酶用量35IU／g（对底物）,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比2：1,酵母菌接种量为10％。在最适发酵条件下,乙醇产率为0．150g/g（乙醇／玉米秸秆）,比其他试验组产率都高。[结论]玉米秸秆是价廉易得和来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。     

玉米秸秆碎料板制造技术研究

[目的]研究玉米秸秆碎料板的制造技术。[方法]以大豆蛋白-丙烯酸酯复合乳液、单板和玉米秸秆为材料,制作了0.700、.80和0.85 g/cm3 3种密度的板材,探讨不同施胶量对板材性能的影响。[结果]当施胶量为14%,预设密度为0.80 g/cm3时,板材力学性能综合效果最好。[结论]该研究为玉米秸秆的综合利用提供了新的途径。     

日粮制粒对绵羊利用玉米秸秆的影响

[目的]研究颗粒料对绵羊生产性能、经济效益及秸秆消化率的影响。[方法]将玉米秸秆与混合精料混合并添加营养性添加剂,在此基础上制成颗粒料,分别饲喂2组小尾寒羊,测定各营养物质的采食量、消化量和消化率。[结果]结果表明,日粮制粒能明显地提高绵羊对玉米秸秆的利用率和绵羊的生产性能。[结论]该研究制备的颗粒料能大幅度促进绵羊的生长。     

带穗玉米秸秆青贮过程中pH和营养物质的变化规律

[目的]探讨带穗玉米秸秆的pH和营养物质随青贮时间的变化规律。[方法]选取生长期为89 d的带穗玉米秸秆调制青贮饲料,密封于30 L的塑料桶中,分析0~63 d青贮时间内pH和主要营养物质随时间的变化规律。[结果]随着青贮时间的延长,带穗玉米秸秆的pH在第0~3天呈明显下降趋势,在整个青贮过程中,pH由6.24下降至3.68,下降了41.03%(P0.05);干物质下降了24.60%(P0.05);粗蛋白增加了3.35%(P0.05);粗灰分、粗纤维和中性洗涤纤维的含量略有提高(P0.05);钙、总磷、酸性洗涤纤维的含量与原料接近。[结论]带穗玉米秸秆在青贮过程中,pH下降明显;粗蛋白质含量稍有增加,与摘穗玉米秸秆青贮料相比,带穗玉米秸秆青贮料提高了粗蛋白含量,降低了粗纤维含量;从化学物质的变化规律得出:带穗玉米秸秆的青贮时间可由常规的60 d缩短至50 d。     

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%。     

玉米秸秆及其根茬不同分解时间对土壤有效微量元素的影响

通过对黑钙土的培养试验 ,研究了玉米秸秆及其根茬施入土壤后不同分解时间对土壤有效微量元素的影响。在整个培养过程中 ,玉米秸秆及其根茬处理的土壤有效微量元素含量均高于对照。施用玉米秸秆土壤有效锌、锰、铁、铜提高幅度分别为 0 70～ 2 0 5、4 77～ 5 94、3 2 4～5 2 8和 0 19～ 0 63mg/kg ;施用玉米根茬土壤有效锌、锰、铁、铜分别为 0 2 1～ 0 64、2 30～ 3 72、3 96～ 6 63和 0 2 1～ 0 68mg/kg。     

Study on Humic Acids of the Soil Applied with Corn Stalk by Spectroscopy Measurements

Spectroscopy measurements （Fourier transform infrared differential spectroscopy, Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrometry, Matrix-assisted laser resorption/ionization-time of flight mass spectrometry） were performed to study the humic acids of the soil applied with corn stalk. The results showed that after incorporation of corn stalks into the soil, the soil humic acid （HA） changed significantly in different stages. During first 60 days, new HAs were formed by polymerization and seems to be similar to that of initial HAs from composting corn stalk, some little molecular organic matters also reacted with soil HAs and turned into parts of soil HAs. After 60 days of the corn stalk residue incorporation, new HAs were formed by polymerization of decomposed lignin molecules, some methylenes transformed into methyls and methoxyls since the 90th day. Application of corn stalk led to the increase of aliphatic components in soil HAs, the decrease in aromatic components of soil HAs and the suppression in oxidation degree of soil HAs. The average molecular weight of soil HAs also declined because of application of corn stalk.     

玉米秸秆还田后土壤胡敏酸变化的谱学研究

 采用红外示差光谱、13C-核磁共振波谱和激光解吸质谱对玉米秸秆施入土壤后土壤胡敏酸（HA）的谱学特征的动态变化进行了研究。结果表明，在玉米秸秆施入土壤后土壤HA的变化具有阶段性，在开始的60 d，主要是以秸秆含有的类胡敏酸物质（秸秆HA）为基础，腐解产物发生聚合作用形成新的与秸秆HA相类似的HA，并且秸秆分解形成的小分子中间产物与土壤原有的HA发生作用而进入HA结构中。而在施入60 d后，碳水化合物和酰胺化合物以木质素分解的残体为核心发生聚合作用形成新HA，且在90 d后进入HA中的亚甲基成分发生了转化，并伴随有甲氧基和甲基的产生。玉米秸秆分解形成的中间产物与土壤HA发生聚合反应，一部分形成为亚稳态的聚合体。玉米秸秆施入土壤后，土壤HA的芳香度降低，芳香碳减少，而烷基碳和烷氧碳增加，HA的脂肪族特性增强，同时，羧基碳减少，土壤HA的氧化程度下降，HA的平均分子量降低。