一株纤维素降解菌株筛选及在低温好氧堆肥起爆应用
2023-05-22周东兴李云飞路济阳杨妍娜
东北农业大学学报 2023年4期
周东兴,刘 煜,葛 闫,李云飞,路济阳,杨妍娜,王 旭
(东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨 150030)
根据农业农村部《全国农作物秸秆综合利用情况报告》显示,2021年全国农作物秸秆利用量6.47亿t,综合利用率达88.1%,但大量农业废弃物仍是主要污染环境因素[1]。好氧堆肥是作物秸秆无害化处理与资源利用的重要方式[2]。但秸秆堆肥中,纤维素是作物秸秆中含量最高的一类物质,纤维素与半纤维素以及木质素等物质所组成的复杂空间结构通常阻碍微生物对秸秆资源利用,因此,提高堆肥系统对纤维素降解效率尤为重要[3]。中国东北地区,一年中有4~5 个月环境温度在0 ℃以下,内外温差导致堆肥系统热量向外流失,环境温度在15 ℃以下时,微生物代谢活性降低,堆肥过程中温度上升困难,最终堆肥失败。低温环境下堆肥迅速起温是决定堆肥进入高温期、实现无害化的关键步骤。低温环境中,中温菌和高温菌难以降解堆肥中的大分子有机物质,维持生长繁殖。传统的解决方法是加入糖、蛋白质等微生物易于利用的化学物质作物作为起爆剂,增加起始阶段微生物活性[4]。复配接种耐冷或嗜冷等活性微生物,实现低温发酵启动是目前研究热点。细菌具有较强抗逆性,是对耐冷或嗜冷微生物筛选的主要研究对象。Melo 等在南北极环境中分离具有较高纤维素分解能力的微生物[5],Chevalier 等在南极湖泊中筛选出耐冷蓝细菌[6],Dai 等在青海高原中分离出可在低温环境中生存,具有降解纤维素与几丁质能力的微生物种群[7]。……
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