一种木质纤维高效降解耐高温罗伊氏短芽孢杆菌NJAU-N20及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种木质纤维高效降解耐高温罗伊氏短芽孢杆菌NJAU‑N20及其应用。所述菌种保藏编号为CGMCC No.18020，所述菌株的应用为其加速堆肥发酵。步骤如下：将秸秆接种液体菌种，堆成高堆后，采用工厂化发酵工艺，翻堆发酵。相比于对照不添加菌种，菌种的添加有效促进了堆肥初期堆体温度的升高，促使堆体提前进入降温期，促进堆肥产品发芽指数等的提高。所制成的有机肥，能够有效促进土壤肥力的提高。

A high efficient degradation of wood fiber and its application

【技术实现步骤摘要】
一种木质纤维高效降解耐高温罗伊氏短芽孢杆菌NJAU-N20及其应用
本专利技术属于农业微生物高新
，公开了一种木质纤维高效降解耐高温罗伊氏短芽孢杆菌NJAU-N20及其应用。
技术介绍
中国是世界上的农业大国，也是秸秆资源大国，每年农作物收割后将会产生超过9亿吨的秸秆。近年来，国家相继出台了禁止燃烧秸秆的法律法规；秸秆沼气化技术目前不够成熟，在农村地区推广不易；露天堆放由于缺乏功能微生物不能高效降解秸秆。另外，30多年来，我国大农业(作物生产、水产、畜牧业)发展中一个显著特点就是我国畜牧业产值的比重越来越大，例如，1980年畜牧业占大农业的比重约10％，而目前已经接近50％，作物生产和水产加起来也只占了50％。我国农民在1980年的时候，只能在过年几天吃上几顿肉，而目前我国人民几乎天天吃肉，这一巨大的饮食变化，使我国对畜牧业发展的需求越来越大。另一方面，我国目前大多数农户家已经不再养猪和其他家禽，我国的畜牧业已经完全进入规模化养殖阶段，我国高度集约化的养殖业是世界上任何一个国家不能比拟的，万头、甚至几十万头的猪场、或几百万羽的禽场到处可见，确保了我国人民对肉类产品的需求。然而，高度集约化的养殖业同样产生大量的养殖粪污，如何高效处理这些废弃物同样至关重要，目前处理利用好氧发酵将养殖粪污转化为有机肥为常用方法，但畜禽粪污普遍氮含量较高，其和秸秆采用最优配比混合能够有效驱动堆肥进行。但是，限制农业废弃物高效转化的重要因子为废弃物转化微生物。将秸秆与畜禽粪污混合后，由于含有秸秆，限制肥料化主要因素为木质纤维降解能力，因此，筛选新的高效木质纤维降解菌，并评估其工厂化堆肥的实际效果，变得意义重大。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对秸秆与畜禽粪污混合物，筛选新的高效高温木质纤维降解菌，利用原位堆肥开发出堆肥转化菌剂，基于此，筛选出一株芽孢杆菌NJAU-N20，为秸秆与畜禽粪污混合物肥料化产业提供技术支持及应用。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现:一种具有快速降解木质纤维能力的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20，所述菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2019年6月24日，保藏编号为CGMCCNo.18020。菌株NJAU-N20耐高温，能够在50℃高温下生长；耐盐，能够在含盐15％的培养基中生长；16SrRNA序列构建的发育树比对分析结果表明，菌株NJAU-N20与罗伊氏短芽孢杆菌Brevibacillusreuszeri同源性最高，结合16SrRNA序列构建的发育树比对分析结果和生理生化性状，将菌株NJAU-N20鉴定为罗伊氏短芽孢杆菌。菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.18020。菌株NJAU-N20于LB液体培养基50℃，170r/min水平震荡培养1d测定产酶值，外切-β-1、4-葡聚糖酶活力达到10.0613U，内切-β-1、4-葡聚糖酶活力达到12.4996U，β-葡聚糖苷酶的酶活力达到14.145U，中性木聚糖酶活力达到417.44U，滤纸酶活力达到0.4292U。所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20在秸秆和/或畜禽粪便堆肥发酵中的应用。所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20在生产有机肥中的应用。采用所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20生产有机肥的方法，包括以下步骤：(1)原料混合：将秸秆或秸秆和猪粪混合物按照堆体C/N值25：1配比混合，初始含水率调节至65％～75％，采用液态接种体接种，接种量为10ml/kg，接种后均匀混合堆体材料，再砌成条垛状，堆体基料长宽1～1.2米，高1.5～1.8米，长度不限；(2)堆肥发酵：有机肥发酵基料堆放于发酵仓内后，采用人工翻堆发酵，5天翻堆1次，堆温50度以上维持10天以上，共堆肥发酵30-40天，停止翻堆，使堆肥进入下一阶段；(3)后熟发酵：后熟堆放10天后，第9次采集样品后，发酵结束。其中,所述的液态接种体制备方法如下：将-80℃甘油管保存的NJAU-N20菌种于LB固体培养基平板划线活化，37℃培养箱培养24小时，挑取NJAU-N20单菌落于3ml液体试管37℃，170r/min震荡培养10小时，菌液作为种子液；以1％(v/v)的接种量将一种子液转接至LB液体摇瓶中，37℃，170r/min培养至对数中期OD600＝1.0，4℃离心收集菌体，菌体用蒸馏水洗涤3次，等体积蒸馏水重悬备用。按照本专利技术所述的方法制备有机肥。有益效果本专利技术提供一种木质纤维高效降解芽孢杆菌。使用芽孢杆菌NJAU-N20对水稻秸秆粉末进行降解，半个月后秸秆的降解率达到20.75％，而此时空白处理的秸秆降解率只有2.08％，可见芽孢杆菌NJAU-N20对秸秆的降解效果比自然发酵要好，能缩短降解时间，加快降解进程，节约生产成本。将筛选出的菌株NJAU-N20应用到四川乐山工厂化秸秆高堆腐熟发酵，经40d堆置后，秸秆堆体中的含水量为33％，相比较空白处理，下降了10.83％，肥料腐熟效果也得到大幅度提高。猪粪秸秆加菌处理在堆肥结束后腐熟程度和速度显著优于不添加菌处理。附图说明图1功能菌NJAU-N2016SrRNA序列构建的系统发育树；图2为高温菌株对秸秆降解的影响；图3为秸秆堆肥过程中其余不同理化性状的影响；图4为猪粪秸秆堆肥过程中其余不同理化性状变化的影响；生物材料保藏证明NJAU-N20，分类命名为罗伊氏短芽孢杆菌Brevibacillusreuszeri，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期为2019年6月24日，保藏编号为CGMCCNo.18020。具体实施方式实施例1功能菌NJAU-N20的鉴定菌株NJAU-N20在5％盐浓度的LB培养基上培养24h后，呈现白色无光泽菌落，菌落较大，柔软黏稠，不规则片状，边缘散射状；耐高温，能够在50℃高温下生长；耐盐，能够在含盐15％的培养基中生长；16SrRNA序列构建的发育树比对分析结果表明，菌株NJAU-N20与罗伊氏短芽孢杆菌Brevibacillusreuszeri同源性最高，结合16SrRNA序列构建的发育树比对分析结果和生理生化性状，将菌株NJAU-N20鉴定为罗伊氏短芽孢杆菌。该菌株对作物无害，对人和动物无致病性。实施例2功能菌NJAU-N20的产木质纤维类降解酶活性将菌株NJAU-N20接种到LB培养基中，在50℃、170rpm下培养1天。待各菌长好后，用无菌水调OD值，使菌液的浓度在109CFU/ml。单菌酶活测定单菌用酶活试剂盒(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有快速降解木质纤维能力的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillus reuszeri)NJAU-N20，所述菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2019年6月24日，保藏编号为CGMCC No.18020。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有快速降解木质纤维能力的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20，所述菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2019年6月24日，保藏编号为CGMCCNo.18020。


2.权利要求1所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20在秸秆和/或畜禽粪便堆肥发酵中的应用。


3.权利要求1所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20在生产有机肥中的应用。


4.采用权利要求1所述的罗伊氏短芽孢杆菌(Brevibacillusreuszeri)NJAU-N20生产有机肥的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原料混合：将秸秆或秸秆和猪粪混合物按照堆体C/N值25：1配比混合，初始含水率调节至65％～75％，采用液态接种体接种，接种量为10ml/kg，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈其荣，何宙阳，李荣，徐谞，刘超，沈标，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32