[发明专利]一种水稻秸秆酵储料、制备方法及其用途

说明书

本发明创造提供了一种水稻秸秆酵储料、制备方法及其用途，所述水稻秸秆酵储料中使用的复合菌剂含有以下重量份数的各菌液：25～40份凝结芽孢杆菌菌液、20～30份地衣芽孢杆菌菌液、5～15份东方伊萨酵母菌液；10～15份黑曲霉孢子悬浮液。本发明创造所述的复合微生物菌剂具有菌株组合新、结构稳、酶活强、菌数高等特点。该复合微生物菌剂能加快水稻秸秆的降解，对难以降解水稻秸秆具有高效的降解性能。

技术领域

本发明创造属于生物有机肥制备领域，尤其是涉及一种水稻秸秆酵储料、制备方法及其用途。

背景技术

我国是一个农业大国，如何处理农作物秸秆是大多数农区面临的一个难题，大量的废弃秸秆若不及时处理，不仅影响正常耕作，而且也成了病虫害繁殖的场所；如把其付之一炬，不仅严重污染环境，同时也浪费了秸秆中所含的有用资源和能源。农业废弃秸秆含有丰富的有机碳和大量的氮、磷、钾、硅等矿质营养元素，以及大量微量元素，是一种十分宝贵的农业资源。合理利用这种资源是农业可持续发展的一项重要任务。然而，秸秆中含有大量的木质素和纤维素，不易腐烂，不能就地进行还田处理，也不适用于造纸和作饲料。

我国每年可生产2亿吨可再生水稻秸秆资源。随着人的不断增加和消费的不断增长，由资源不足所引发的各种矛盾日益突出，所以，稻草等农副产品的资源化利用具有十分重大的意义。为了提高稻草这一生态可再生资源的利用效率，近几十年来，人们进行了多方面的试验研究和生产实践，结果都充分地证实了水稻秸秆经微生物降解后在土壤肥料、动物饲料、工业原料、食用菌培养料等方面具有绝对的优势和潜力。但众多研究资料也表明，目前我国稻草资源化利用仍呈多元化、低效化和低值化特点。多元化是指水稻秸秆可用于稻草还田、生产沼气、养殖动物、栽培食用菌、造纸等；低效化表现为利用率不高，特别是大部分农村的稻草仍被丢弃或焚烧，部分生产利用也仅仅是稻草单一成分的利用，处理成本较高，而且易造成资源浪费和环境污染，使用效率低下，不能达到有效的循环利用。

水稻(Oryza sativa)是草本稻属的一种，也是作为粮食中的最主要、最悠久的一种稻属。水稻是中国主要粮食作物，水稻秸秆也是农业秸秆的重要组成部分。水稻秸秆主要由纤维素(约33％)、半纤维素(约26％)、木质素(约7％)组成，剩余成分主要为脂类、矿物质、蛋白质等。水稻秸秆中的纤维素、半纤维素属于多糖，可以被分解二糖和单糖结构，具有很高的利用价值，而木质素是由三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子，不易被分解。水稻秸秆中这三种成分通过不同程度结合在一起，使得水稻秸秆变得坚固，由于其坚固的结构使其降解难度增加。

现有技术中，木质纤维素原料的预处理可分为：(1)物理方法，主要是机械粉碎法、蒸汽爆破、超临界水处理和湿氧法；(2)化学方法，主要包括碱处理、稀酸处理、浓酸处理、氧化剂处理以及有机溶剂处理；(3)生物方法。在这些预处理方法中，碱处理是现在人们普遍采用的方法，即采用碱性物质对木质纤维素原料进行处理，常用的碱性物质有氨水、液氨、氢氧化钠、生石灰等。但是，以氨水或液氨进行预处理时需要采用高压设备进行，条件苛刻；而采用氢氧化钠或生石灰虽然可以在常压下进行，但是预处理后需要大量水进行洗涤，除去碱性试剂。这些都不利于木质纤维素预处理的工业化生产。最为重要的一点，现有的这些碱处理方法在预处理完木质纤维素原料后，在酶解糖化阶段中纤维素转化为葡萄糖的转化率较低。同时，经过预处理的木质纤维素原料水洗后杂质含量仍较高，这无疑会加大对酶解的抑制作用。

木质纤维素的预处理方法通常可分为物理法、物理化学法、化学法和生物法。但现有的预处理方法均存在固有的缺点(Curr Opin Biotechnol,2009,20:339-347)。例如，机械粉碎法能耗大；碱处理法对促进软木类木质纤维素水解的能力有限；酸水解法易产生微生物抑制剂如糠醛、5-羟甲基糠醛，不利于后续发酵；而直接利用生物法，其酶解反应慢、酶解率低，如大部分天然木质纤维素的酶解率低于20％。