[发明专利]一种利用微生物降解玉米秸秆的预处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于农业固体废弃物综合利用技术领域，具体地涉及一种利用微生物降解玉米秸秆的预处理工艺。 

背景技术

目前，我国每年产生农作物秸秆约6～7亿吨，如何处理与利用秸秆备受关注。科学利用秸秆，有利于社会发展，否则，将会造成负效果。传统的农作物秸秆处置方法主要是焚烧，焚烧能够减少秸秆的数量，但却是一种资源浪费；另一方面，焚烧产生大量的CO2、CO、NOx，造成了严重的大气污染；而且，焚烧秸秆产生的高温还会对土壤微生物具有很强的杀灭作用，不利于土壤微生物的生存。最终造成土壤板结，肥力下降。 

土地沙化是我国当前最为严重的生态环境问题之一，虽然近年来加大了沙质土壤治理与改良的力度，但仍处于治理与沙化相持的阶段。上世纪90年代我国开始采用秸秆进行沙质土壤治理，初期的主要做法与国外相似，多采用秸秆制成防沙障或覆盖防沙，但由于不能从根本上解决问题，这种应用方式只能是很有限的辅助措施。 

采用秸秆作为基础材料来改良沙质土壤，从秸秆本身的结构和性质来看，预处理过程显得尤其重要。由于玉米秸秆中含有大量的木质素、半纤维素和纤维素等粗纤维，在自然界中不易被分解。因此，对农作物秸秆进行预处理，破坏其结构单元之间连结的各种共价键和降解木质素、纤维素，对于快速、有效地腐解秸秆并使其中的有效元素得到充分的释放具有重要意义。 

玉米秸秆的微生物降解过程是有机质不断被分解的过程，木质素、半纤维素和纤维素等粗纤维会被降解，而腐殖酸含量则会随着微生物发酵时间的增加而增加，且与木质素含量呈负相关关系。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、对环境污染少的利用微生物降解玉米秸秆的预处理工艺。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现： 

一种利用微生物降解玉米秸秆的预处理工艺，具体步骤如下： 

⑴玉米秸秆进行粉碎，过20-40目筛，备用； 

⑵粉碎后的玉米秸秆粉投入恒温设备预处理； 

⑶将恒温预处理后的玉米秸秆粉碎料加入微生物悬液进行发酵预处理。 

所述恒温设备的控制条件：温度为60-85℃，时间为100-150min。 

所述微生物包括黄孢原毛平革菌和牛舌菌菌群。 

所述黄孢原毛平革菌属于白腐真菌，主要降解木质素和多糖类，对纤维素和半纤维素和纤维素降解能力弱；所述的牛舌菌属于褐腐真菌，主要降解纤维素、半纤维素和部分多糖类，几乎不降解木质素；所述的黄孢原毛平革菌和牛舌菌均购于中科院微生物菌种保藏中心。 

所述微生物悬液为无菌生理盐水配制的菌群溶液，所述微生物悬液中黄孢原毛平革菌悬液和牛舌菌菌悬液的体积份数比为3：2，微生物悬液总浓度为5-5.5×10⁷个/ml。 

所述发酵预处理工艺条件为：温度为25-35℃，持续处理28-35天。 

本发明的有益效果是： 

⑴本发明合理利用黄孢原毛平革菌和牛舌菌协同作用，共同促使木质素、 纤维素和半纤维素最大限度的降解，增加了玉米秸秆中粗纤维的降解率。 

⑵本发明能耗低，操作简易，对环境无污染，节约能源,绿色环保。 

具体实施方式

结合实施例及试验例进一步对本发明作阐述，不构成对本发明的限制。 

实施例1 

玉米秸秆进行粉碎，过20目筛后，在85℃下恒温预处理100min，从恒温设备中取出后加入黄孢原毛平革菌和牛舌菌菌群悬液，控制菌群悬液的浓度为5×10⁷个/ml，于25℃进行发酵预处理35天即可。 

实施例2 

玉米秸秆进行粉碎，过20目筛后，在60℃下恒温预处理150min，从恒温设备中取出后加入黄孢原毛平革菌和牛舌菌菌群悬液，控制菌群悬液的浓度为5.5×10⁷个/ml，于35℃进行发酵预处理35天即可。 

实施例3 

玉米秸秆进行粉碎，过40目筛后，在60℃下恒温预处理100min，从恒温设备中取出后加入黄孢原毛平革菌和牛舌菌菌群悬液，控制菌群悬液的浓度为5×10⁷个/ml，于25℃进行发酵预处理28天即可。 

试验例