低温兼性厌氧纤维素降解菌系的选育

经过25代限制性继代培养,选育出一组稳定的低温兼性厌氧纤维素降解菌系(X1),其优势菌群为短杆菌。X1最适生长温度为20℃,适宜生长溶氧量(DO)范围为0.04～0.09 mg.L-1,在含0.2%稻秸的改良PCS培养液中静置培养7 d,Cx酶(内切葡聚糖酶)、C1酶(外切葡聚糖酶)、β-葡聚糖苷酶活分别为18.7、54.3、17.8 U.mL-1;稻秸、玉米秸、滤纸降解率分别为55.3%、64.6%、94.3%;稻秸降解液主要产物为乙酸、丙酸、丁酸,其含量分别为0.656、0.168、0.128 g.L-1。

低温复合菌系对玉米秸秆与牛粪堆肥的影响

玉米秸秆与牛粪混合堆肥是实现秸秆与粪便资源化利用的有效途径之一。将本实验室筛选的一组低温复合菌系接入堆肥中,研究结果表明:在8℃低温条件下,秸秆用量大时升温快、温度高,处理1与处理2堆温在第4 d和第3 d分别为50.8和53.4℃,最高温度分别达到58.4、64.8℃,50℃以上持续了6 d,而不加复合菌系的对照,最高温度为40.9℃,未达到堆肥无害化要求。堆肥结束时,处理1、处理2和对照有机质含量较初始时分别下降了37.54%、33.58%、13.50%;全碳含量分别为26.05%、27.80%、36.55%,较初始分别下降了43.18%、41.54%和19.69%;C/N分别下降了42.83%、41.54%和14.95%;处理1处理2纤维素降解率分别达到37.54%、32.80%,较对照分别提高2.24倍、1.83倍。表明本实验室筛选的低温复合菌系能够使堆肥快速升温,缩短堆肥周期,促进堆肥的腐熟。

冀东稻区基于低温复合菌系HT20的秸秆腐解因素研究

为探索低温启动型且具有纤维素强分解能力的复合菌系HT20作用下秸秆腐解的影响因素。采用室内培养试验,通过响应曲面优化法Box-Behnken设计建立HT20添加量、温度、秸秆含水率和尿素添加量与秸秆腐解率之间的模型,结合大田微区模拟试验验证HT20实际田间应用效果,并与常用的4种秸秆腐熟剂进行比较。结果表明:秸秆腐解率受HT20添加量、温度、秸秆含水率的影响显著,且各影响因素间交互作用对秸秆腐解率影响显著,尿素添加量与HT20添加量之间交互作用对秸秆腐解率影响不显著。与不添加腐熟剂(CK)和常用腐熟剂相比,HT20腐解速率提高20.10%~81.46%,腐解时间缩短17.62~183.41 d,养分提高5.44%~71.49%,微生物数量增加1.57%~76.14%。表明,低温复合菌HT20在冀东滨海稻区还田秸秆腐解中起到了主导作用。研究结果为本地秸秆还田中低温复合菌系HT20的施用提供理论指导,为我国北方稻区秸秆还田提供技术支撑。

低温纤维素降解复合菌系的选育及性能分析

以腐木和堆肥样品为材料,通过限制性继代培养和混合培养,筛选出一组高效稳定的低温纤维素降解复合菌系Y。对复合菌系Y不同生长阶段pH、酶活、失重率及产物之间的相互关系进行了研究。结果表明,0～6 d为复合菌系Y的对数生长期,4 d内滤纸条完全崩解,在20℃下静置培养10 d,水稻秸秆的降解率达到59%,酶活为103.5 U/mL,主要代谢产物为乙酸,并有少量的丁酸和丙酸,含量分别为1.70、0.21、0.12 g/L,其中乙酸占总挥发酸含量的85%。复合菌系Y适用于以秸秆为原料的低温产沼气发酵。

低温蛋白质氨化复合菌系对沼气酸化液pH及产甲烷活性的影响

研究了低温蛋白质氨化复合菌系对3组不同处理酸化液的pH及产甲烷活性的影响。结果表明,接低温蛋白质氨化复合菌系的酸化液中氨态氮和pH均在5d时达到最高和适宜的pH范围,较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提前2d,且产气量最高,15d达到产气高峰时产气量较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提高了45.45%和77.78%;同时CO2和甲烷含量也分别提高7.13%、14.29%和10.27%、24.08%。由此可见,低温蛋白质氨化复合菌系可加快含氮有机物转化为氨态氮的速度,缩短了调节酸化液pH的时间,并为产甲烷菌生长提供所需要的氨态氮和甲烷形成的前体物质,提高了产甲烷菌的活性,使产气启动期提前。