[發明專利]一種水稻秸稈酵儲料、制備方法及其用途

有效

• 申請號: 202110449354.4
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113151089B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 田康明;曲麗君;張見;李萍;邢軍;李欣屹;金鵬;金瑞
• 申請（專利權）人: 天津科技大學;天津天豐澤田生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/16;C12N1/14;C05F17/20;C05F11/00;C12R1/07;C12R1/10;C12R1/645;C12R1/685
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 王雨杰

本發明創造提供了一種水稻秸稈酵儲料、制備方法及其用途，所述水稻秸稈酵儲料中使用的復合菌劑含有以下重量份數的各菌液：25～40份凝結芽孢桿菌菌液、20～30份地衣芽孢桿菌菌液、5～15份東方伊薩酵母菌液；10～15份黑曲霉孢子懸浮液。本發明創造所述的復合微生物菌劑具有菌株組合新、結構穩、酶活強、菌數高等特點。該復合微生物菌劑能加快水稻秸稈的降解，對難以降解水稻秸稈具有高效的降解性能。

技術領域

本發明創造屬于生物有機肥制備領域，尤其是涉及一種水稻秸稈酵儲料、制備方法及其用途。

背景技術

我國是一個農業大國，如何處理農作物秸稈是大多數農區面臨的一個難題，大量的廢棄秸稈若不及時處理，不僅影響正常耕作，而且也成了病蟲害繁殖的場所；如把其付之一炬，不僅嚴重污染環境，同時也浪費了秸稈中所含的有用資源和能源。農業廢棄秸稈含有豐富的有機碳和大量的氮、磷、鉀、硅等礦質營養元素，以及大量微量元素，是一種十分寶貴的農業資源。合理利用這種資源是農業可持續發展的一項重要任務。然而，秸稈中含有大量的木質素和纖維素，不易腐爛，不能就地進行還田處理，也不適用于造紙和作飼料。

我國每年可生產2億噸可再生水稻秸稈資源。隨著人的不斷增加和消費的不斷增長，由資源不足所引發的各種矛盾日益突出，所以，稻草等農副產品的資源化利用具有十分重大的意義。為了提高稻草這一生態可再生資源的利用效率，近幾十年來，人們進行了多方面的試驗研究和生產實踐，結果都充分地證實了水稻秸稈經微生物降解后在土壤肥料、動物飼料、工業原料、食用菌培養料等方面具有絕對的優勢和潛力。但眾多研究資料也表明，目前我國稻草資源化利用仍呈多元化、低效化和低值化特點。多元化是指水稻秸稈可用于稻草還田、生產沼氣、養殖動物、栽培食用菌、造紙等；低效化表現為利用率不高，特別是大部分農村的稻草仍被丟棄或焚燒，部分生產利用也僅僅是稻草單一成分的利用，處理成本較高，而且易造成資源浪費和環境污染，使用效率低下，不能達到有效的循環利用。

水稻(Oryza sativa)是草本稻屬的一種，也是作為糧食中的最主要、最悠久的一種稻屬。水稻是中國主要糧食作物，水稻秸稈也是農業秸稈的重要組成部分。水稻秸稈主要由纖維素(約33％)、半纖維素(約26％)、木質素(約7％)組成，剩余成分主要為脂類、礦物質、蛋白質等。水稻秸稈中的纖維素、半纖維素屬于多糖，可以被分解二糖和單糖結構，具有很高的利用價值，而木質素是由三種苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵相互連接形成的具有三維網狀結構的生物高分子，不易被分解。水稻秸稈中這三種成分通過不同程度結合在一起，使得水稻秸稈變得堅固，由于其堅固的結構使其降解難度增加。

現有技術中，木質纖維素原料的預處理可分為：(1)物理方法，主要是機械粉碎法、蒸汽爆破、超臨界水處理和濕氧法；(2)化學方法，主要包括堿處理、稀酸處理、濃酸處理、氧化劑處理以及有機溶劑處理；(3)生物方法。在這些預處理方法中，堿處理是現在人們普遍采用的方法，即采用堿性物質對木質纖維素原料進行處理，常用的堿性物質有氨水、液氨、氫氧化鈉、生石灰等。但是，以氨水或液氨進行預處理時需要采用高壓設備進行，條件苛刻；而采用氫氧化鈉或生石灰雖然可以在常壓下進行，但是預處理后需要大量水進行洗滌，除去堿性試劑。這些都不利于木質纖維素預處理的工業化生產。最為重要的一點，現有的這些堿處理方法在預處理完木質纖維素原料后，在酶解糖化階段中纖維素轉化為葡萄糖的轉化率較低。同時，經過預處理的木質纖維素原料水洗后雜質含量仍較高，這無疑會加大對酶解的抑制作用。

木質纖維素的預處理方法通常可分為物理法、物理化學法、化學法和生物法。但現有的預處理方法均存在固有的缺點(Curr Opin Biotechnol,2009,20:339-347)。例如，機械粉碎法能耗大；堿處理法對促進軟木類木質纖維素水解的能力有限；酸水解法易產生微生物抑制劑如糠醛、5-羥甲基糠醛，不利于后續發酵；而直接利用生物法，其酶解反應慢、酶解率低，如大部分天然木質纖維素的酶解率低于20％。