复合微生物菌剂对玉米秸秆的预处理与厌氧产气性能的研究
2021-05-13李靖董良杰崔彦如赵叶明赵胜楠高海何自涵
李靖,董良杰,崔彦如,赵叶明,赵胜楠,高海,何自涵
(1 吉林农业大学工程技术学院,吉林 长春 130118;2 吉林省农业科学院,吉林 长春 130124;3 南充市农业科学院,四川 南充 637000)
秸秆是世界上最为丰富的物质之一,是粮食作物和经济作物生产中的副产物,其中含有丰富的氮、磷、钾、微量元素等成分。我国年产农作物秸秆7亿多吨,约占世界年秸秆产量的30%[1],其中玉米秸秆2.5亿吨,东北地区年玉米产量1亿吨以上,年产秸秆达1.1吨左右,占全国玉米秸秆资源的40%~50%。玉米秸秆含有丰富的碳水化合物、矿物质及粗蛋白等营养成分,玉米秸秆中60%以上的碳水化合物、2%~4%的蛋白质、0.5%~1%的脂肪,纤维素、半纤维素与木质素约占38%、24%、18%,是一种可供开发与综合利用的资源之一[2]。全国至少仍有1/3的秸秆没有被合理的利用,我国大多采用直接燃烧的方式进行处理,由此带来环境污染、火灾事故、土壤矿化等一系列问题。
吉林省作为我国重要的粮食生产基地,玉米是主要的农业作物,据2015年统计,吉林省玉米秸秆年产量4 000万吨,其中肥料化还田占40%~55%,12%~15%用于饲料化(部分畜牧养殖区比例上浮),8%~12%用于燃料化(包括农村冬季取暖),1%~3%用于基料化,仍有近30%以上没有实现资源化利用,大量的玉米秸秆直接焚烧,一方面造成资源浪费,另一方面也造成大量的区域污染[3]。玉米秸秆成分结构致密,其所含的纤维素、半纤维与木质素更是难以被微生物降解,在自然条件下降解玉米秸秆则需要很长一段时间[4],要在厌氧发酵前进行预处理工作,根据目前研究现状分析,利用微生物预处理玉米秸秆水解玉米秸秆中的有机物质已成为一种有效的解决办法。……