[发明专利]兼性厌氧微生物复合菌剂及其制备方法和其在降解秸秆中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼性厌氧微生物复合菌剂，本发明还涉及该复合菌剂的制备方法和其在降解秸秆中的应用。 

背景技术

农作物秸秆的有机成分主要为纤维素、半纤维素，其次为木质素、蛋白质、氨基酸、树脂、单宁等。因为秸秆组分结构特殊，秸秆中的木质素很难被酸与酶降解。木质素与半纤维素以共价键方式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触；另一方面，木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性。 

  近年来，秸秆的利用方式在我国主要包括作为能源、还田、饲料、用于工业原料(造纸)等。目前主要的秸秆能源化利用技术主要有秸秆直燃供热技术、秸秆气化集中供气技术、秸秆发酵制沼气技术等。然而沼气发酵过程中纤维素的降解是通过多种厌氧或兼性厌氧的水解或发酵性微生物合成的纤维素酶进行的。在厌氧条件下，纤维素多数处于结晶态，葡萄糖单体以β-1,4苷键联结，与半纤维素、木质素相联结等结构特性而难以被降解。 

  纤维素的好氧或厌氧降解过程实质上就是微生物所产生的纤维素酶类分解纤维素的过程。利用秸秆发酵生产沼气，水解阶段中起主要作用的是利用纤维素的微生物，自然界中能够降解和利用纤维素的微生物种类很多，目前有很多针对纤维素酶菌株的筛选的科技成果和应用，但多为好氧性微生物，而沼气发酵是在厌氧环境中进行，因此兼性厌氧高活性纤维素酶细菌成为利用秸秆发酵生产沼气的关键环节。 

瘤胃中含有大量能够通过纤维素酶降解纤维素的厌氧微生物，利用微生物厌氧发酵秸秆生产生物沼气不仅能使生物质资源循环利用和得到深度开发，而且还能缓解能源危机，改善生态环境。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种兼性厌氧微生物复合菌剂，这种复合菌剂能使农作物秸秆更好的分解，提高厌氧发酵沼气产气率；为此，本发明还提供该兼性厌氧微生物复合菌剂的制备方法和其在降解秸秆中的应用。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种兼性厌氧微生物复合菌剂，所述复合菌剂由纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌、白腐真菌、枯草芽孢杆菌组成；所述纤维单胞菌是从牛瘤胃液中筛选分离得到的。 

进一步地，所述复合菌剂中各组分的体积比如下：纤维单胞菌：黄孢原毛平革菌：白腐真菌：枯草芽孢杆菌=20-30:15-25:15-30:20-30。 

进一步地，所述复合菌剂中各组分的接种量如下：纤维单胞菌30%，黄孢原毛平革菌20%，白腐真菌25%，枯草芽孢杆菌25%。 

本发明的第二个目的是提供该兼性厌氧微生物复合菌剂的制备方法，将纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌、白腐真菌、枯草芽孢杆菌分别扩大培养后按配比混合接种于混合发酵培养基中，初始pH7.0，通气量0.5v/v·min，转速200r/min，37℃培养24~48h，使其菌液的活菌数量达到25亿个每毫升，完成兼性厌氧微生物复合菌剂的制备。 

本发明的第三个目的是提供兼性厌氧微生物复合菌剂在降解秸秆中的应用。 

本发明的兼性厌氧微生物复合菌剂中各个菌种的作用如下： 

纤维单胞菌：该菌株在有氧及无氧条件下都能生长并代谢产酸，能分解秸秆中的纤维素及半纤维素。

   白腐真菌：该菌株能够分泌胞外氧化酶降解木质素,且降解木质素的能力优于降解纤维素的能力。 

   黄孢原毛平革菌：该菌株功能同白腐真菌，主要降解木质素。 

   枯草芽孢杆菌：该菌株是一种好氧产芽孢的杆状细菌，在此主要功能是分解半纤维素。 

   本发明的兼性厌氧微生物复合菌剂能很好的降解农作物秸秆，并提高农作物秸秆的发酵产气率。 

附图说明

图1为本发明的实施例2-5中制备的兼性厌氧微生物复合菌剂降解秸秆木质纤维素的对比图。 

图2为本发明的实施例2-5中制备的兼性厌氧微生物复合菌剂降解秸秆后接入猪粪发酵30天的累积产沼气对比图。 

具体实施方式

下述实施例中的实验方法和所用的试剂及设备，如无特别说明，均为常规方法、常规试剂和设备。 

本发明使用的菌种或试剂： 

1、白腐真菌（White-rot fungi）：购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号：CICC 40299;

2、黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）：购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号：CICC 40719；