[发明专利]一种纤维素降解复合微生物菌群制剂及其在秸秆降解中的应用

说明书

本发明公开了一种纤维素降解复合微生物菌群制剂及其在秸秆降解中的应用，所述复合微生物菌群制剂是以加德纳氏链霉菌、里氏木霉、产黄纤维单胞菌、坚强芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌组成的复合微生物菌群。各微生物菌种分别在各自最优发酵体系下培养获得发酵液后，按比例混合获得复合微生物菌群制剂菌悬液。本发明通过优化构建复合菌群，以菌群协同作用，分泌不同类纤维素降解酶组成降解酶系，降解能力强效率高，安全环保，对于开发秸秆降解菌群制剂及秸秆降解利用具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及纤维素降解微生物菌群制剂及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

具农业农村部统计，2021年，我国秸秆利用市场主体为3.4万家，较2018年增加7747家，其中年利用量万吨以上的有1718家，较2018年增加268家。饲料化利用主体占比最高，达到76.9％，肥料化、燃料化、基料化、原料化利用主体分别占比7.8％、8.9％、3.8％、2.6％。秸秆综合利用首先需降解秸秆，常用降解方法有物理、化学、生物法三种。物理法是通过机械加工，成本较高，化学法是通过添加化学试剂降解秸秆，易对环境、产物安全性产生影响，生物法成本低，环保安全备受人们关注。纤维素是农作物秸秆中的主要成分物质，其含量约占细胞壁的50％左右，纤维素之间聚集呈结晶区和非定型区交错分布，结晶区排列紧密不易降解，且纤维素之家也存在氢键加固纤维素的稳定，含纤维素类废弃物在利用之前需要降解纤维素以便于后续分解代谢，这也成为了秸秆综合利用的主要限制环节。

生物法降解纤维素是以微生物表达分泌的纤维素酶水解纤维素成单糖的催化反应，纤维素酶主要包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶等。因此生物法处理需要多种微生物产生不同的生物酶共同作用，以完成秸秆的降解。目前微生物降解秸秆所用菌株，存在酶活不足、单一菌株产纤维素酶种类单一降解能力低等问题，而且随培养及使用环境的变化，菌群性状繁殖传代不稳定。因此，开发结构科学合理的复合微生物菌群制剂通过协同用于纤维素的高效降解，对于秸秆综合利用和纤维素类废弃物资源的再利用意义重大。

发明内容

针对现有纤维降解菌株的问题，本发明旨在提供一种纤维素降解复合微生物菌群制剂，及其在秸秆降解中的应用。

本发明复合微生物菌群制剂，是以加德纳氏链霉菌(Streptomycesgardneri)、里氏木霉(Trichodermareesei)、产黄纤维单胞菌(Cellulomonasflavigena)、坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)、黄孢原毛平革菌(Phanerodontiachrysosporium)组成的复合微生物菌群。

所述复合微生物菌群制剂中各组分按体积份数构成为：加德纳氏链霉菌发酵液20-30份、里氏木霉发酵液20-50份、产黄纤维单胞菌发酵液10-30份、坚强芽孢杆菌发酵液10-30份、黄孢原毛平革菌发酵液20-50份。

进一步优选为：里氏木霉发酵液30份、黄孢原毛平革菌发酵液30份、加德纳氏链霉菌发酵液10份、产黄纤维单胞菌发酵液20份、坚强芽孢杆菌发酵液10份。

所述复合微生物菌群制剂是通过如下方法制备获得：

各微生物菌种分别在各自最优发酵体系下培养获得发酵液后，按比例混合获得复合微生物菌群制剂菌悬液。

其中：

里氏木霉、黄孢原毛平革菌发酵制备体系为：PDA培养基，温度25-30℃、转速80-120rpm，发酵48-96h，活菌数CFU为3.0-5.0×10¹⁰。

加德纳氏链霉菌发酵制备体系为：高氏一号培养基，温度25-30℃、转速100-220rpm，培养48-72h，活菌数CFU为3.0-4.0×10¹⁰。