黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素的降解研究

农作物秸秆还田是目前合理利用秸秆资源的有效方法之一,但不经预处理直接还田存在着许多不足之处.笔者通过分析玉米秸秆在黄孢原毛平革菌处理条件下木质素的降解情况,筛选出黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素降解的最佳粒度与时间,为今后经济高效的还田产业提供理论基础.研究结果表明,黄孢原毛平革菌对大粒度的玉米秸秆(4~5和1~3 cm)较小粒度(0.5 cm)的降解效果好.在动态降解过程中,玉米秸秆的降解速率出现了两个高峰期,但不同粒度高峰期出现的时间略有不同.3种粒度的玉米秸秆分别在接菌35,40和35 d后累计降解率达到最大,其值分别为21.6%,35.6%和45.2%.综合比较,粒度为4~5 cm的玉米秸秆接种黄孢原毛平革菌35 d后,玉米秸秆达到最佳降解效果.     

黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖条件优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的条件。[方法]通过单因素试验和正交试验,考察了不同温度、pH值、接种量和固液比对黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的最适条件为：温度32℃,pH值3.5,接种量8片（直径为8mm）,固液比1∶23。在此最适条件下,还原糖得率最高可达13.10%。[结论]该研究为秸秆材料更好地生物利用提供借鉴,并为其进一步规模化生产应用提供参考数据。     

黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响因素

考察不同温度(37℃、38℃、39℃)、时间(8 d、9 d、10 d)、含水量(55%、60%、65%)和接种量(按V/W的10%、20%、30%)组合对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响。研究表明:当接种量为10%、含水量为60%,在39℃下发酵10 d,可使白酒糟中木质素降解率达到5.93%;4个因素对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素影响的主次顺序为:时间,含水量,温度,接种量;本实验条件下最优发酵组合为:时间为10 d,接种量为10%,温度为38℃,含水量为65%。     

黄孢原毛平革菌预处理麦草生物制浆的研究

该实验采用黄孢原毛平革菌处理麦草,同时改变生物预处理条件:麦草含水率、生物接种量、营养源、预处理时间.通过测定纤维素、戊糖和木素降解率,探讨生物预处理的最佳条件.实验结果表明,较佳的生物预处理条件为:麦草含水率80%,生物预处理时间10 d左右,氮源加入量0.25%,生物接种量对菌株的生长影响不大.      

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%.     

生物法降解秸秆木质素研究进展

秸秆中的木质素是潜在的可再生资源。近年来,利用生物法对其进行降解已成为研究热点。从木质素生物降解性出发,对降解木质素微生物、酶系以及降解条件进行介绍,以期为木质素生物降解法的推广应用提供参考。     

黄孢原毛平革菌对孔雀石绿生物脱色条件的研究

以黄孢原毛平革菌为出发菌株,研究了转速、pH、酶对孔雀石绿生物脱色效果的影响,以及不同质量浓度孔雀石绿的生物脱色率.结果表明,转速、pH值及不同质量浓度孔雀石绿对脱色率的影响均达显著水平(P<0.05),当转速为150 r·min～,pH4.5的条件下脱色效果最佳.10 mg·L-1的孔雀石绿在24 h内脱色率为98.32%,30 mg·L-1的孔雀石绿在72 h内脱色率也超过90%.酶在脱色过程中起着主要作用.     

黄孢原毛平革菌对土壤中石油的降解研究

[目的]探讨黄孢原毛平革菌对土壤中石油的降解。[方法]选用白腐真菌的典型菌种———黄孢原毛平革菌作为降解菌,研究其mg/L,Tween80浓度为5CMC。极差分析表明,4种因素对土壤中石油降解的影响大小依次为：土壤含油量〉土壤含水率〉H2O2〉对土壤中石油的降解。并选择土壤含油率、土壤含水率、Tween80和H2O2为影响因素,在筛选单因素最佳水平的基础上,设计L16（44）正交表进行正交试验,对各因素的重要性及其最优水平进行分析。[结果]单因素试验表明,土壤含油量、Tween80、H2O2和土壤含水率对石油的降解均有较大的影响。正交试验结果表明,各因素最优水平组合是：土壤含油量为6.4%,土壤含水率为60%,H2O2浓度为200Tween80。[结论]该研究为探索土壤中石油降解的有效方法提供了科学依据。     

黄孢原毛平革菌对不同粒径的玉米秸秆氮磷钾释放效果比较

秸秆还田是改良土壤的有效途径之一,秸秆的有效降解可以增强还田效果.利用黄孢原毛平革菌对玉米秸秆进行处理,分析不同粒径秸秆对N,P,K的释放情况,筛选出玉米秸秆还田的最佳预处理条件.结果看出,不同粒径秸秆在黄孢原毛平革菌的作用下,对N,P,K等营养元素的释放存在明显差异.粒径4～5 cm秸秆全N,P,K含量增长趋势明显,在第35 d时,全N,P,K含量分别为13.13,2.05和26.24 g/kg,增长率达到了103.70%,147.90%和62.90%.粒径0.5 cm秸秆的速效N,P,K含量增长趋势明显,在第35 d时,速效N,P,K含量分别为2.71,1.75和22.80 g/kg,增长率达到了289.52%,72.50%和37.71%.     

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.     

预处理方法对玉米秸秆人造板性能的影响

采用HCl、NaOH、热水、羧甲基纤维素钠(CMC)及果胶对玉米秸秆进行预处理,并通过热压法制备轻质玉米秸秆人造板,研究单一预处理和复合预处理对玉米秸秆表面润湿性、表面微观形貌、热稳定性以及板材力学性能的影响。结果表明:各个单一预处理条件均能降低玉米秸秆纤维与水的接触角,预处理后玉米秸秆束外皮表层形貌由平滑变为粗糙,表层破裂脱落,表面硅元素质量分数明显下降,NaOH处理对玉米秸秆表面润湿性改善最佳。热稳定性分析表明:在热压温度150 ℃下,预处理玉米秸秆纤维结构稳定,无明显热分解趋势。各个预处理条件均能改善玉米秸秆人造板的力学强度,复合预处理条件不能在单一预处理的基础上进一步提高板材的力学性能。HCl、NaOH及水热预处理会减弱玉米秸秆纤维结构强度,使得秸秆纤维结构强度对人造板力学性能的影响大于界面胶合强度。水热处理后秸秆人造板力学性能改善最明显,IB值提高了700.0%,MOR值提高了112.5%,MOE值提高了87.5%。      

秸秆可溶性糖测定时样品前处理条件的优化

为确定秸秆可溶性糖测定时样品的最佳前处理条件,研究单因素对玉米秸秆和小麦秸秆可溶性糖得率的影响。利用中心组合试验(Box-Behnken)和响应曲面法(RSM)对主要前处理参数进行优化,并得到回归模型。结果表明:固液比(秸秆质量与水体积比)、水浴温度、提取时间和存放时间对玉米秸秆和小麦秸秆可溶性糖得率影响显著(P<0.05)。回归方程较好的反映了可溶性糖得率与固液比、水浴温度和提取时间的关系。玉米秸秆可溶性糖测定的最佳前处理条件为,固液比0.31g/mL,水浴温度94℃,提取时间63min,此条件下的可溶性糖得率为3.85%。小麦秸秆可溶性糖测定的最佳前处理条件为,固液比0.33g/mL,水浴温度95℃,提取时间58min,此条件下的可溶性糖得率为3.39%。     

利用SPORL法对玉米秸秆预处理最优条件的筛选

通过SPORL法对玉米秸秆进行预处理并提高其产物有机质含量,探寻固体产物在土壤培肥方面的可利用性及肥料化利用的可行性。在高温高压条件下,以玉米秸秆固体产物的有机质含量作为评价指标,首先筛选出一种最优催化剂,并根据催化剂筛选结果,对催化剂的用量、反应温度进行单因素试验,确定各单因素的条件范围,在此基础上优化反应条件,最后对预处理固体产物的腐殖化程度进行分析。催化剂筛选的结果表明:酸性亚硫酸铵预处理玉米秸秆后的固体产物有机质含量高于其他处理组;以硝酸用量、亚硫酸铵用量和反应温度为三个主要试验因素,进行单因素试验,硝酸用量(V/V)在3%~7%、亚硫酸铵用量(相对于原料干质量,m/m)在10%~20%、反应温度在130~150℃范围内,其固体产物有机质含量较高;以玉米秸秆固体产物有机质含量为响应指标,对试验进行设计并优化反应条件,优化后的反应条件是硝酸用量5.4%、亚硫酸铵用量18%、反应温度150℃,有机质含量预测值为794.40g·kg~(-1);验证试验中有机质含量为788.70 g·kg~(-1),与预测值的相对偏差为5.70 g·kg~(-1)。秸秆固体产物腐殖化分析结果表明,经SPORL法预处理后玉米秸秆固体产物类腐殖物质(HLE)和类胡敏酸(HLA)数量分别增长至20.30 g·kg~(-1)和18.76 g·kg~(-1),类胡敏酸与类富里酸比值(HLA/FLA)增长至12.19。研究表明,玉米秸秆经SPORL法预处理可以产生有机质含量较高的固体产物,并可促进固体产物类腐殖质的形成,提高腐殖化程度。     

预处理对作物秸秆纤维素降解的影响

在纤维素降解过程中,通过化学的方法对纤维素原料进行预处理,从而找出酸、碱法相结合的最佳条件,以增强原料预处理的效果。试验结果表明,预处理的最佳条件是：酸法105～110℃,酸浓度1%,水解反应时间4 h;碱法25℃,碱浓度2%,水解反应时间48 h。     

复合菌系及矿物元素对玉米秸秆降解效果的影响

【目的】研究不同菌株组合及不同矿物元素含量对玉米秸秆降解效果的影响。【方法】以风干粉碎过2 mm筛的玉米秸秆为供试样品,以预试验筛选的降解玉米秸秆细菌菌株贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）以及真菌菌株棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）和黑曲霉（Aspergillus niger）为供试菌株(分别命名为HL-1、HM-6、MN-1、M1-2),根据菌株的多样性,以丰富度为依据,用4株菌株组配了15组降解组合,并通过抽样分析确定4株菌株在复合菌系中的贡献程度,以降解秸秆中粗纤维（CF）质量分数为指标来筛选最佳复合菌系。在确定最佳复合菌系的基础上,通过单因素试验和正交试验探究不同含量P、N、Ca对秸秆CF降解的影响;最后以CF质量分数为主要指标、活菌数及羧甲基纤维素酶（CMCase）和滤纸酶（FPAase）活性为辅助指标,确定最佳矿物元素含量组合。【结果】① 由菌株多样性和抽样效应分析结果可知,复合菌系J（HL-1＋HM-6＋M1-2）降解效果最好,秸秆降解后CF质量分数为31.59%,较原始玉米秸秆CF质量分数（34.65%）降低了3.06个百分点,CF降解率达到8.83%。② 单因素和正交试验结果表明,向复合菌系J中添加0.7 g/kg P、0.7 g/kg N和0.5 g/kg Ca,降解6 d后秸秆中活菌数为10.73×10⁸ CFU/mL,CMCase和FPAase活性分别为8.12和2.51 U/g,CF质量分数为27.49%,较原始玉米秸秆下降了7.16个百分点,CF降解率达到20.66%。【结论】在该试验条件下,向筛选的最佳复合菌系J（HL-1＋HM-6＋M1-2）中添加适宜矿物元素P、N、Ca,有利于玉米秸秆的降解。     

白腐菌发酵玉米秸秆最佳条件研究

【目的】以玉米秸秆为材料,研究白腐菌对其发酵的最佳条件。【方法】采用L₉（3⁴）正交试验设计,以发酵后玉米秸秆中的粗蛋白和粗纤维含量为指标,以白腐菌发酵玉米秸秆时的秸秆含水率、温度、接种量、起始pH为主要影响因素,筛选白腐菌发酵玉米秸秆的最佳条件。【结果】白腐菌发酵玉米秸秆的最优条件为：秸秆含水率为70%,温度为30 ℃,接种量为0.25 g/kg,起始pH为4,在此条件下发酵7 d,秸秆粗纤维含量由348.7 g/kg下降为299.4 g/kg,粗蛋白含量由58.3 g/kg升高为116.6 g/kg。【结论】筛选出了白腐菌发酵玉米秸秆的最佳条件,为玉米秸秆资源化利用提供了参考。     

微波预处理超声辅助酶解大豆秸秆条件优化

为提高油料作物秸秆酶解效率,对大豆秸秆进行微波预处理,然后进行超声辅助酶解.经扫描电镜分析,大豆秸秆的致密结构经微波预处理后,得以明显破坏,可以更利于被纤维素酶水解.采用正交实验对微波预处理条件进行优化,结果表明微波预处理大豆秸秆最优条件为:微波辐射功率400 W,辐射时间40 min,辐射温度60℃.经微波预处理、超声辅助酶解条件优化后,水解7 h酶解率达到11.06%,与常规条件酶解48 h的酶解率(11.77%)基本相当,酶解效率显著增加.     

不同生育时期玉米秸秆酸解还原糖产量变化及工艺条件优化

为了确定酸解预处理秸秆还原糖产量较高的玉米生育时期,为乙醇发酵生产提供较优原料,以"渝单8号"玉米为材料,采用DNS法测定不同稀硫酸预处理和酶解条件下拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期、成熟期秸秆的总还原糖产量.对水解温度、水解时间、稀硫酸体积分数、固液质量比进行单因素试验,再通过正交试验优化预处理条件.结果表明:在稀硫酸预处理条件下,抽丝期的玉米秸秆总还原糖产量较高,更适合乙醇发酵生产;在处理温度110℃、处理时间40 min、硫酸体积分数2%、固液质量比1:15的最优预处理条件下,还原糖产量达549.42 mg/g.     

餐厨废弃物复合酶解预处理条件优化

为提高餐厨废弃物复合酶解效果,根据餐厨废弃物生物质组分特点及不同酶作用条件,以固形颗粒去除率、还原糖含量及淀粉水解率为衡量指标,调整并优化了复合酶解配方及作用条件。结果表明,在以液化酶、糖化酶、纤维素酶和脂肪酶为配方组成的复合酶作用下,按照每克干重(TS)餐厨废弃物分别添加液化酶9 U·g~(-1)、糖化酶150 U·g~(-1)、纤维素酶45 U·g~(-1)和脂肪酶150 U·g~(-1);酶解工艺为:将分选后去除非生物质组分的餐厨废弃物进行粉碎匀浆,先投加脂肪酶并于40℃酶解24 h,再投加液化酶、糖化酶及纤维素酶于55℃酶解90 min。本研究所建立的餐厨废弃物复合酶解预处理方法有助于提高其后续厌氧发酵效率及稳定性。     

低温高效降解玉米秸秆复合菌系发酵条件优化及腐解菌剂的研究

为解决北方低温条件下玉米秸秆降解难的问题,利用筛选于锯末的一组玉米秸秆降解复合菌系GF-S72,通过单因素、正交试验及载体生物相容性试验,研究了复合菌系的发酵条件、菌剂载体类型、用量及保存条件。结果表明,复合菌系GF-S72最佳发酵条件为:尿素0.1%、碳氮比20∶1、培养温度10℃、初始p H为8.0、装液量18 m L/150 m L、培养时间6 d、接种量2%。基于试验选取硅藻作为最佳载体,在菌液∶载体=3∶1、菌剂与秸秆配比为0.05 g/2 g,制备低温高效降解玉米秸秆复合型菌剂。试验结果还表明,p H值为8.2、含水量为1.42%、保藏湿度为10%、保藏温度为15℃时,复合型菌剂降解玉米秸秆的效率最高。