[发明专利]一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法

说明书

本发明提供了一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法，属于农作物秸秆转化利用技术领域，该方法包括以下步骤：1)将农作物秸秆、乳酸菌菌液和水混合得到第一原料，所述第一原料的总固体质量百分含量为3％～12％；2)对步骤1)所述第一原料进行第一微曝气水解处理，固液分离得到一级降解产物；3)将所述步骤2)中的一级降解产物、复合菌菌液和水混合得到第二原料，所述第二原料的总固体质量百分含量为3％～12％；4)对所述步骤3)中的第二原料进行第二微曝气水解处理，得到二级降解产物。经过对照实验验证，本发明的方法能有效的分解秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素成分。

技术领域

本发明涉及农作物秸秆转化利用技术领域，尤其涉及一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法。

背景技术

农作物秸秆是仅次于煤、石油、天然气的世界第四大能源，是一种非常重要的可再生生物质资源。我国是一个农业大国，有着极其丰富的农作物秸秆资源，每年全世界秸秆产量有30亿吨之多，而我国农作物秸秆年产量已超过9亿吨。我国每年产生的秸秆大部分被就地焚烧或者用作生活燃料，不仅污染环境，而且浪费资源，秸秆并没有得到有效的利用。此外，焚烧产生的高温还会杀灭土壤中的微生物，不利于土壤微生物的生存，还会造成土壤板结，肥力下降等。与其它转化技术相比，利用沼气发酵技术处理利用秸秆，不仅可以产生高效、清洁的高品位能源，同时产生的沼渣和沼液还可以直接用作有机肥料，不失为一种行之有效的出路。沼气发酵技术本身是一种非常成熟的技术，利用该技术转化秸秆为新型能源，可以缓解我国常规能源紧张状况、提高农村人民的生活质量；另一方面，又可解决作物秸秆的出路问题，减少因其露天焚烧、乱堆乱置等带来的对环境不利影响。实际上，我国已经明确将秸秆沼气作为一项主要的可再生能源进行重点支持发展。

众所周知，秸秆复杂的木质纤维结构是阻碍其生物降解的重要因素，因此在进行沼气发酵之前，通常需要对秸秆进行预处理。常用的预处理方法包括物理预处理、化学预处理和生物预处理，从目前的应用来看，主要采用物理预处理+化学预处理相结合的方法，即切碎/粉碎+酸/碱预处理。然而，目前采用的酸碱预处理方法主要为强酸或强碱预处理，例如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾，这种预处理方法普遍存在设备腐蚀问题，且需要大量的水对预处理后的原料进行清洗或需要大量的酸碱进行中和。当用水进行清洗时，会损失溶解性有机质，当用酸碱中和时，又会产生大量的钠离子和氯离子，不仅可能抑制厌氧发酵，还可能造成环境污染，而且会影响沼渣的后续利用。而生物预处理方法对于纤维素、半纤维素、木质素的降解并未达到良好的技术效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法，该方法对于降解纤维素、半纤维素和木质素具有很高的效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法，包括以下步骤：

1)将农作物秸秆、乳酸菌菌液和水混合得到第一原料，所述第一原料的总固体质量百分含量为3％～12％；

2)对步骤1)所述第一原料进行第一微曝气水解处理，固液分离，收集固体得到一级降解产物；

3)将所述步骤2)中的一级降解产物、复合菌菌液和水混合得到第二原料，所述第二原料的总固体质量百分含量为3％～12％；

4)对所述步骤3)中的第二原料进行第二微曝气水解处理，得到二级降解产物；

所述乳酸菌菌液占第一原料的体积百分数为5％～20％；

所述复合菌菌液占第二原料的体积百分数为5％～20％；

所述复合菌菌液包括黑曲霉菌液、木霉菌液、草酸青霉菌液和黄孢原毛平革菌菌液。

优选的，所述农作物秸秆的长度为2～3cm。