一种玉米秸秆降解酸化菌剂及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种玉米秸秆降解酸化菌剂及其制作方法。本发明专利技术提供了一种降解玉米秸秆的复合菌剂，活性成分为黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。本发明专利技术菌剂突破由单一真菌及其分解酶无法快速高效分解天然纤维素的局限，为玉米秸秆沼气发酵提供关键预处理技术。应用该方法处理玉米秸秆，连续运行15天，玉米秸秆的纤维素降解率达到42.1％，半纤维素的降解率为46.7％，木质素的降解率为28.5％。在应用于玉米秸秆等纤维素、木质素等为原料制备沼气领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种玉米秸秆降解酸化菌剂及其制作方法
本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种玉米秸秆降解酸化菌剂及其制作方法。
技术介绍
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8亿吨。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、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。以上问题严重影响了酸碱预处理在规模化秸秆沼气工程上的应用，因此，开发一种秸秆原料预处理新方法是规模化秸秆沼气工程推广的关键之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种降解玉米秸秆的复合菌剂本专利技术提供的复合菌剂，其为1)或2)：1)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)。2)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)发酵液、木霉(Trichoderma)发酵液、草酸青霉(Penicllium)发酵液、黄孢原毛平革(Phanerochaetechrysosporium)发酵液。一种降解玉米秸秆的复合菌剂，包括如下步骤：1)斜面培养将黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)接种于含有65g/L的沙氏琼脂培养基(SDA)上，22～28℃条件下，静置培养40～90h。2)种子培养将经过斜面培养的黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)在无菌条件下接种到种子培养基中，22～28℃条件下，150～200rpm震荡培养36～72h，制得种子培养液。3)发酵培养按3～10％体积比的接种量接入到发酵培养基中，在22～28℃环境下培养24～72h。步骤3)中所述的发酵培养基的组分及其含量包括：葡萄糖10g/L、麸皮浸出液20g/L、硫酸铵1.4g/L、磷酸氢二钾2g/L、氯化钙0.3g/L、蛋白胨0.5g/L。所述的复合菌剂，其特征在于：所述菌剂中各菌或所述菌剂中各发酵液中各菌配比如下：所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)发酵液、所述木霉(Trichoderma)发酵液、所述草酸青霉(Penicllium)发酵液和所述黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)发酵液。所述的复合菌剂的的配制包括如下步骤：将产黑曲霉(Aspergillus)发酵液、产木霉(Trichoderma)发酵液、产草酸青霉(Penicllium)发酵液和黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)发酵液按照CFU为109的浓度进行稀释，然后等比例混匀，得到混合菌液，即为目标菌剂。本专利技术提供的方法，包括如下步骤：用上述菌剂发酵玉米秸秆或含有玉米秸秆的原料，实现降解玉米秸秆中的纤维素、半纤维素和/或木质素。本专利技术的实验证明，本专利技术提供的玉米秸秆降解酸化菌剂，是一种由细菌复合而成的兼性厌氧分解菌剂。细菌主要针对纤维素和半纤维素分解，在较短的时间(3-7天之内)即可有效破坏木质纤维素结构，并可以将纤维素和半纤维素分解成沼气发酵可以直接利用的小分子物质，大大加快整体的产气速率。总之本专利技术构建的秸秆降解酸化菌剂具有如下的特点和优势：①纤维素酶活和木聚糖酶活高，可在预处理过程中快速分解纤维素和半纤维素，从而快速破坏坚硬的木质纤维素结构。②本专利技术的菌剂为兼性厌氧细菌复合系：在没有曝气的条件下，可在酸化反应器或酸化反应池的各个部位，有效的分解秸秆中的纤维素和半纤维素成分。本专利技术菌剂突破由真菌及其分解酶无法快速高效分解天然纤维素的局限，为玉米秸秆沼气发酵提供关键预处理技术，在玉米秸秆等木质纤维素原料制备生物天然气领域将有广阔的应用前景。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。秸秆降解酸化菌系由黑曲霉(Aspergillus)ACCCNo.30171、木霉(Trichoderma)ACCCNo.31490、草酸青霉(Penicllium)ACCCNo.32576、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)CICCNo.40299组成。其中的产黑曲霉(Aspergillus)为好氧细菌，具有较强的纤维素分解能力，该菌种保藏于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，保藏号为ACCCNo.30171，糖化酶产量高；产木霉(Trichoderma)ACCCNo.31490为好氧细菌，产纤维素酶，该菌种保藏于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，保藏号为ACCCNo.31490；草酸青霉(Penicllium)为好氧细菌，可分解秸秆中的纤维素物质和用于纤维素酶的工业化生产，该菌种保藏于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，保藏号为ACCCNo.32576；黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)为好氧细菌，可分解利用秸秆中的木质素成分，该菌种保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，保藏号为CICCNo.40299。实施例1(一)菌种的活化将产黑曲霉(Aspergillus)ACCCNo.30171接种于沙氏葡萄糖液体培养基(SDB)中，在26～28℃、150-220rpm震荡的环境下培养24～60h，收集所有的发酵液。将产木霉(Trichoderma)ACCCNo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降解玉米秸秆的复合菌剂，其为1)或2)：1)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。2)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)发酵液、木霉(Trichoderma)发酵液、草酸青霉(Penicllium)发酵液、黄孢原毛平革(Phanerochaete chrysosporium)发酵液。

【技术特征摘要】
1.一种降解玉米秸秆的复合菌剂，其为1)或2)：1)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)。2)所述复合菌剂的活性成分为黑曲霉(Aspergillus)发酵液、木霉(Trichoderma)发酵液、草酸青霉(Penicllium)发酵液、黄孢原毛平革(Phanerochaetechrysosporium)发酵液。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，以六碳糖作为碳源，以麸皮、蛋白胨中的一种或两种作为氮源，进行发酵，降解秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素。3.一种降解玉米秸秆的复合菌剂，包括如下步骤：1)斜面培养将黑曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、草酸青霉(Penicllium)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)接种于含有65g/L的沙氏琼脂培养基(SDA)上，22～28℃条件下，静置培养40～90h；2)种子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立欣，黄开明，姚宗路，冯晶，于佳动，罗娟，
申请(专利权)人：农业部规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11