【摘要】： 我國(guó)的纖維素資源非常豐富,僅農(nóng)作物秸稈,每年產(chǎn)量就達(dá)7億多噸。我國(guó)三大秸稈中玉米秸占(35%)、小麥秸占(21%)、稻草占(19%)。除少量用于造紙、建筑、紡織等行業(yè),或用作粗飼料、薪柴外,大部分秸稈未被有效利用而白白爛掉或燒掉,甚至還造成環(huán)境污染。充分、合理、有效地利用農(nóng)作物秸稈資源,有益于生態(tài)環(huán)境的改善和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 在可再生物質(zhì)能中,CO_2和H_2O通過(guò)光合作用固定在農(nóng)作物秸稈中的碳?xì)浠衔铩w維素被認(rèn)為是發(fā)展生物質(zhì)能最廉價(jià)的原料。但由于秸桿纖維素中碳?xì)浔冗^(guò)低導(dǎo)致秸稈中能源密度較低,不能像化石燃料一樣直接用于體現(xiàn)現(xiàn)代文明的運(yùn)輸工具和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。通過(guò)生物和化學(xué)的方法將秸稈中纖維素降解并產(chǎn)生五碳糖、六碳糖、甲醇、己醇、CO_2、甲烷、氫氣等低分子化合物,就能夠提高碳?xì)浔炔⒃黾幽茉疵芏取?在玉米秸、小麥秸和稻草三大秸稈中,稻草中富含蠟質(zhì)且纖維素聚合度更高,比玉米秸稈和小麥秸稈更難被降解。本文就降解水稻秸稈的相關(guān)微生物菌株的篩選和育種、甲烷菌的篩選及沼氣發(fā)酵等方面進(jìn)行相關(guān)研究,主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容: (1)降解水稻秸稈的好氧性絲狀真菌菌株的篩選、育種和初步鑒定。從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)田和牛奶場(chǎng)腐爛稻草秸稈中分離篩選到7株可降解玉米和稻草秸稈的微生物菌株,它們的編號(hào)分別為:3號(hào)、5號(hào)、20號(hào)、22號(hào)、23號(hào)、48號(hào)、59號(hào),其中以22號(hào)、59號(hào)降解秸稈纖維素能力較強(qiáng);23號(hào)、48號(hào)降解秸稈半纖維素能力較強(qiáng)。 通過(guò)對(duì)所選項(xiàng)菌株的菌落形態(tài)特征、個(gè)體形態(tài)特征的觀察并結(jié)合《真菌鑒定手冊(cè)》進(jìn)行鑒定,所選優(yōu)勢(shì)菌株鑒定結(jié)果如下:22號(hào)菌株屬半知菌類叢梗孢目叢梗孢科單胞亞科卵形孢族卵形孢屬梨卵形孢組;59號(hào)菌株屬菌株屬半知菌類叢梗孢目叢梗孢科單胞亞科卵形孢族卵形孢屬梨卵形孢組;23號(hào)菌株屬藻菌綱毛霉目毛霉科毛霉屬總狀枝毛霉組;48號(hào)菌株屬半知菌類叢梗孢目叢梗孢科曲霉族曲霉屬煙色曲霉組。 (2)初篩好氧性絲狀真菌菌株的細(xì)胞融合育種及融合子菌株和發(fā)酵條件優(yōu)化。將初篩菌株22號(hào)和48號(hào)經(jīng)過(guò)紫外線誘變和原生質(zhì)體融合,得到遺傳穩(wěn)定性較強(qiáng)的5株融合子菌株,分別編號(hào)為:22481～22485號(hào)。其中22483號(hào)菌株產(chǎn)葡萄糖有明顯提高,其發(fā)酵醪液中葡萄糖含量達(dá)到0.7712mg/mL,而其產(chǎn)木糖的能力基本與48號(hào)菌株接近,其發(fā)酵醪液中木糖含量達(dá)到0.0902mg/mL。經(jīng)發(fā)酵條件優(yōu)化后,在30℃、108h發(fā)酵時(shí)間、加入0.5%硫酸銨、0.3%氯化鈷,其發(fā)酵醪液中葡萄糖含量達(dá)到2.2712mg/mL。 (3)降解水稻秸稈的厭氧性菌株和甲烷菌的篩選、鑒定及其沼氣發(fā)酵的研究。從沼氣渣滓和下水道污泥中分離篩選到13株可降解稻草秸稈產(chǎn)生甲酸、乙酸、丁酸、乙醇、CO2及甲烷的厭氧性細(xì)菌菌株,將它們的分別編號(hào)為:1～13號(hào)。 通過(guò)對(duì)所選厭氧性細(xì)菌菌株的菌落形態(tài)特征、個(gè)體形態(tài)特征的觀察及生化試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合《伯杰氏鑒定手冊(cè)》進(jìn)行鑒定,所選厭氧性細(xì)菌菌株鑒定結(jié)果如下:1號(hào)菌株屬芽孢桿菌梭菌屬中生孢子明膠不水解群未知種;3號(hào)菌株屬芽孢桿菌梭菌屬端生孢子明膠水解群未知種;12號(hào)菌株屬芽孢桿菌梭菌屬端生孢子明膠水解群生孢梭菌;8號(hào)菌株屬芽孢桿菌梭菌屬次端生孢子有特殊生長(zhǎng)要求群熱纖梭菌種;6號(hào)芽孢桿菌梭菌屬端生孢子有特殊生長(zhǎng)要求群克氏菌種;7號(hào)芽孢桿菌梭菌屬端生孢子明膠水解群腐化梭菌。4號(hào)菌株屬甲烷菌科甲烷桿菌屬甲酸甲烷桿菌;5號(hào)菌株屬甲烷菌科甲烷桿菌屬索氏甲烷桿菌;8號(hào)菌株屬甲烷菌科甲烷桿菌屬反芻甲烷桿菌;2號(hào)菌株屬甲烷菌科甲烷桿菌屬熱自養(yǎng)甲烷桿菌;10號(hào)菌株屬甲烷菌科甲烷球菌屬馬氏甲烷球菌。 本試驗(yàn)將所選降解水稻秸稈的厭氧性細(xì)菌菌株和甲烷菌菌株制備成發(fā)酵劑,并將這些發(fā)酵劑按適當(dāng)比例配合進(jìn)行了發(fā)酵秸稈產(chǎn)沼氣試驗(yàn)。此混合發(fā)酵劑在氣溫低于20℃時(shí)可正常發(fā)酵產(chǎn)沼氣,并在發(fā)酵第3天即開(kāi)始產(chǎn)沼氣并能燃燒,第5天所產(chǎn)沼氣燃燒時(shí)間最長(zhǎng),第15天后所產(chǎn)沼氣較小無(wú)法正常燃燒。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：S216.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 初世宇;稻草纖維降解菌的選育及其應(yīng)用[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2739726