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秸秆降解菌的筛选及应用研究

苏嘉卉  
【摘要】:目前,在我国玉米秸秆是产量最大的农业废弃物,但是由于没有合适解决方案,造成了对环境很大的污染。有效地利用秸秆,不仅可以降低秸秆等废弃物对环境的迫害,还可以降低生产成本,节约资源。在本研究中,先采用不同预处理方法对秸秆进行预处理,通过分析秸秆成分和用电镜观察,酶解分析等方式来比较不同预处理方式的处理效果。用预处理后的秸秆作为底物,进行菌株筛选的优化。用优化的高产菌株去降解秸秆,从而来分析降解效果。秸秆木质纤维素主要由纤维素,半纤维素,木质素等三种成分组成,而其相互缠绕的结构使得在降解菌优化过程降低了其降解效率,因此用NaOH、H_2SO_4、H_2O_2等预处理方式去预处理秸秆,其中经过NaOH预处理后的秸秆的纤维素含量有明显的上升,由35.83%上升至44.69%;而木质素的下降明显,而经H_2SO_4预处理后秸秆的纤维素含量也上升,其半纤维素含量明显下降,由35.34%下降至22.63%。利用预处理秸秆为底物进行高产纤维素酶菌株的筛选,在本实验中的到几株产纤维素酶且酶活较高的菌株编号为1号、2号、10号三株菌株所产的纤维素酶酶活较高分别约为0.121IU/ml、0.168IU/ml、0.150IU/ml。而编号为2的菌株所产的纤维素酶不仅可以再低温条件下正常生长,而且酶活最高为约0.168IU/ml。故在本次实验中最嗜低温且酶活力最高的菌株为编号2。用筛选出的高产纤维素酶的菌株与其他3种商品菌在秸秆降解效果上进行对比。在发酵袋实验中,筛选出的高产菌株降解秸秆的效率最高,失重率达到60.2%。而后在田地里的放大实验中,通过分析秸秆失重与成分变化,得出筛选出的的菌降解效果也比其它商品菌效果好。


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