一种纤维素降解复合菌群及其筛选和腐解木腐真菌菌糠的应用制造技术

一种纤维素降解复合菌群，由细菌物种和真菌物种组成，该复合菌群属水平细菌群落主要由溪苔芽胞杆菌属、寡养单胞菌属、类芽孢杆菌属和泛菌属组成；真菌群落主要由石座菌属和丛赤壳属组成，该复合菌群采用继代连续培养法，Mandels培养基中添加小麦秸秆做为唯一碳源，从毛乌素沙地多年生樟子松林下枯落物中筛选获得，该复合菌群可用于农业废弃物例如木腐真菌菌糠的无害化处理和资源化利用。本发明专利技术克服了现有技术中纤维素降解菌在实际应用中效率低、定值差、与土著微生物竞争能力弱、实际应用效果理想等缺点，适用于难降解木腐真菌菌糠腐解堆肥，可快速高效地实现难分解农业废弃物的无害化处理和资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素降解复合菌群及其筛选和腐解木腐真菌菌糠的应用
本专利技术属于农业
，涉及快速腐解农业废弃物尤其是菌糠的微生物菌群，特别涉及一种纤维素降解复合菌群及其筛选和腐解木腐真菌菌糠的应用。
技术介绍
现代农业集约化和规模化发展，打破了传统农业废弃物的循环利用平衡。食用菌产业的迅猛发展造成了菌糠产量高增，菌糠具有多种用途，例如作为饲养动物的原料，生物修复基质以及肥料等，但其产生量仍然远远超过了其利用量。但是由于缺乏有效的处理措施，食用菌产业生产的大量菌糠将会导致严重的环境问题。菌糠中含有大量的有机质，丰富的氮、磷、钾和微量元素，是理想的有机肥原料，通过无害化处理和资源化利用，不仅能促进资源的循环利用，同时能减少环境污染。然而，菌糠，尤其是木腐真菌菌糠中含有大量的木质素、纤维素和半纤维素等难分解物质，自然堆腐不仅周期长，生产的有机肥质量差，成为了堆肥过程的主要限制因素。因此，需要在菌糠腐熟过程中接种外源微生物，以促进纤维素类物质的快速分解，提高发酵温度，加快矿质化和腐殖化进程，缩短堆肥时间，提高有机肥质量。目前，纤维素降解菌群的筛选及其特征研究已有一些报道，傅冰和吴芳英以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源，从白蚁肠道中分离出具有高效降解纤维素能力的菌株，随机组合不同菌株构建复合菌群，复合菌群产酶能力最高达3.67U/mL(高效降解纤维素微生物产酶条件优化及复合菌群的构建，湖南农业科学，2019)。潘虎等通过继代培养法，从红树林植物根际土壤中筛选获得1组纤维素降解复合菌群，室温培养10天后该菌群对木榄、滤纸和红海榄的分解率分别为83.6％、71.5％和67.3％。(高效纤维素降解菌群的构建及其生物多样性分析，湖南农业大学学报，2012)。刘长莉等利用限制性培养法，从腐烂的秸秆和土壤中分离获得1组常温纤维素降解菌群，室温培养5天后，该菌群对秸秆的降解率达39.6％。利用纤维素降解菌(群)应用于农业废弃物腐解的相关专利文献如下：公开号CN1508242(中国，杨谦，公开日2004-06-30)的以木霉菌为主的微生物菌群在秸秆降解中的应用；公开号CN105802888A(中国，邹亚杰等，公开日2016-07-27)的一种降解食用菌菌渣纤维素的枯草芽孢杆菌及其应用；公开号CN106497834A(中国，丁晓飞等，公开日2017-03-15)的一种具有纤维素降解能力的兼性厌氧的不动杆菌及其应用；公开号CN110317763A(中国，翁庆北等，公开日2019-10-11)的一种高效微生物复合菌剂；公开号CN110819557A(中国，胡建芳等，公开日2020-02-21)的一种纤维素降解复合菌剂及其制备方法和应用。纤维素类物质是由几百至几千个D-葡萄糖单元的线性链组成的多糖，在其分解过程中，大多数微生物具有底物专一性，而且纤维素类物质的分解是分多步进行的，因此需要多种微生物及其代谢产物协同完成。但是上述文献中用于纤维素分解的菌群大多是具有纤维素降解能力的单菌株，通过简单随机组合而成，其协同作用的机理尚不明确。而且上述文献中筛选获得的纤维素降解菌群只进行了实验室水平的分解能力测试，传统的微生物筛选标准只注重菌株对纤维素或者多糖的分解性能，忽略了其在环境中的生态效应，导致了筛选得到的微生物菌株虽然能很好的降解能力，但在环境中定值较差，且对土著微生物的竞争作用以及环境因素敏感，造成其重新投入环境后难以生存和发挥分解作用。因此筛选对纤维素类物质具有高效、协同降解能力的微生物菌群，以及将该菌群应用于难降解废弃物无害化处理和资源化利用仍然十分必要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中纤维素降解菌在实际应用中效率低、定值差、与土著微生物竞争能力弱、实际应用效果理想等缺点，本专利技术的目的在于提供一种纤维素降解复合菌群及其筛选和腐解木腐真菌菌糠的应用，该复合菌群适用于难降解木腐真菌菌糠腐解堆肥，可快速高效地实现难分解农业废弃物的无害化处理和资源化利用。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种纤维素降解复合菌群，由细菌物种和真菌物种组成，其特征在于，该复合菌群属水平细菌群落主要由溪苔芽胞杆菌属(Fontibacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和泛菌属(Pantoea)组成；真菌群落主要由石座菌属(Petromyces)和丛赤壳属(Nectria)组成。所述细菌群落中，溪苔芽胞杆菌属的相对丰度为36.13％、寡养单胞菌属的相对丰度为29.49％、类芽孢杆菌属的相对丰度为10.44％、泛菌属的相对丰度为9.49％；真菌群落中石座菌属相对丰度为68.5％，丛赤壳属为31.40％。所述细菌群落中还包括：相对丰度为4.74％的克雷伯氏菌属(Klebsiella)、相对丰度为4.52％的肠杆菌属(Enterobacter)以及总相对丰度为5％的无色菌属(Achromobacter)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)和假单胞菌属(Pseudomonas)；所述真菌群落中还包括：相对丰度为0.1％的类翘孢霉属(Emericella)。所述纤维素降解复合菌群的筛选方法，采用继代连续培养法，Mandels培养基中添加小麦秸秆做为唯一碳源，从毛乌素沙地多年生樟子松林下枯落物中筛选获得。所述Mandels培养基的成分为：(NH4)2SO41.4g/L，MgSO4·7H2O0.3g/L，KH2PO42.0g/L，蛋白胨2.5g/L，CaCO32.0g/L，FeSO4·7H2O5.0mg/L，MnSO41.6mg/L，ZnCl21.7mg/L，CoCl21.7mg/L，琼脂15g/L，pH7.0。所述Mandels培养基中小麦秸秆的添加量为1％。所述继代连续培养法，是利用自然淘汰原理，能以小麦秸秆及其中间代谢产物为碳源生存的微生物，适应环境并进行繁殖传代，否则被淘汰。当小麦秸秆的降解率达到稳定水平时，说明纤维素降解菌群群落结构基本稳定。所述纤维素降解复合菌群用于农业废弃物无害化处理和资源化利用的应用。所述农业废弃物为木腐真菌菌糠。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术复合菌群采用继代连续培养的方法，以小麦秸秆为唯一碳源，从毛乌素沙地多年生樟子松林下枯落物中筛选获得的群落结构和降解能力稳定的同生菌群，既充分发挥了自然界中纤维素降解微生物间的协同关系，又避免了传统纯培养方法无法获得纤维素降解关键菌株。将筛选获得的纤维素降解菌群扩大培养后，接种至以木耳菌糠和猪粪为原材料的堆体中，可以延长堆肥过程的高温期，促进纤维素类物质分解，加快堆料的矿质化和腐殖化进程，降低堆料植物毒性风险，提高有机肥腐熟度和品质。经过实验证实，本专利技术复合菌群可用快速降解纤维素类物质，35℃静置培养15天，小麦秸秆的降解率达到63.8％。本专利技术应用于难分解的木腐真菌菌糠堆肥，堆肥第2天可达到66℃，并维持高温期(>50℃)长达8天，降低了堆料中纤维素类物质的含量，促进了碳素和氮素的转化，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维素降解复合菌群，由细菌物种和真菌物种组成，其特征在于，该复合菌群属水平细菌群落主要由溪苔芽胞杆菌属(Fontibacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和泛菌属(Pantoea)组成；真菌群落主要由石座菌属(Petromyces)和丛赤壳属(Nectria)组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维素降解复合菌群，由细菌物种和真菌物种组成，其特征在于，该复合菌群属水平细菌群落主要由溪苔芽胞杆菌属(Fontibacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和泛菌属(Pantoea)组成；真菌群落主要由石座菌属(Petromyces)和丛赤壳属(Nectria)组成。


2.根据权利要求1所述纤维素降解复合菌群，其特征在于，在所述细菌群落中，溪苔芽胞杆菌属的相对丰度为36.13％、寡养单胞菌属的相对丰度为29.49％、类芽孢杆菌属的相对丰度为10.44％、泛菌属的相对丰度为9.49％；真菌群落中石座菌属相对丰度为68.5％，丛赤壳属为31.40％。


3.根据权利要求2所述纤维素降解复合菌群，其特征在于，所述细菌群落中还包括：相对丰度为4.74％的克雷伯氏菌属(Klebsiella)、相对丰度为4.52％的肠杆菌属(Enterobacter)以及总相对丰度为5％的无色菌属(Achromobacter)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)和假单胞菌属(Pseudomonas)；所述真菌群落中还包括：相对丰度为0.1％的类翘孢霉属(Emericella)。


4.权利要求1所述纤维素降解复合菌群的筛选方法，其特征在于，采用继代连续培养法，Mandels培养基...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄丽莎，张至，吕睿，胡婷，张应龙，牟珍珍，剌文刚，
申请(专利权)人：陕西省微生物研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61