[发明专利]一种用于降解农作物秸秆的酶菌复合剂

说明书

技术领域

本发明涉及饲料工业反刍动物粗饲料加工利用领域，具体涉及一种用于降解农作物秸秆的酶菌复合剂。

背景技术

我国是一个农业大国，有着极其丰富的农作物秸秆资源，每年全世界秸秆产量有30亿吨之多。2009年我国农作物收获后剩余的秸秆产量高达7.4亿吨，位居世界前列。但是由于农作物秸秆理化性质的特殊性，其作为饲料有很多的限制性。秸秆质地比较粗硬、适口性不好、营养价值较差、木质素和纤维素含量高且消化利用率比较低等，只有很少一部分能被用来饲养反刍动物。单胃动物一般不能利用秸秆，反刍动物对秸秆的消化率也只是仅有20%-30%。如何提高秸秆资源的利用是一项长期被关注的事情。

近年来，国内外对如何有效提高秸秆利用率进行了大量的研究，以生物处理秸秆，既不需太复杂的设备和过多的能量等消耗，也不需要高温、高压、强碱和强酸等条件，只依靠益生菌和酶制剂的生物降解能力来降解秸秆中的抗营养因子，具有能耗低，污染小，易于操作等优点。研究结果表明，微生物及其代谢产物具有破解秸秆纤维结构的功能，故利用生物技术提高秸秆利用率越来越受到国内外科学研究者的重视。

用于农作物秸秆生物处理的微生物制剂主要有细菌和真菌等，其中产纤维素酶活性、木质纤维素分解效率较高的真菌。木霉、曲霉、青霉、轮枝孢霉、根霉等真菌，能分解纤维素和半纤维素，并在有氧中温下作用最强，绿色木霉能产生高活性的纤维素酶。洋蘑、鬼伞菌、茯苓、多孔菌、韧皮菌等白腐真菌能够降解木质素，降解木质素能力最强的微生物，利用白腐菌对玉米秸秆进行生物降解预处理，木质纤维素的降解率由原来未添加营养物质的35-40%提高到55-65%。

国内外对白腐真菌的研究较多，其研究主要集中在对环境治理和制浆造纸业，在饲料工业的研究也比较多。白腐真菌对木质素的降解机制是，依赖一个主要由细胞产生分泌的酶系统组成的细胞外降解体系，需氧并靠自身形成的H₂O₂激活，由酶触发起动一系列自由基链反应，实现对底物无特异性的降解。研究发现白腐真菌分泌锰过氧化物酶(Mn-peroxidase)、木质素过氧化物酶(Ligninperoxidase)、漆酶等，所有这些酶形成白腐真菌的复合酶体系，一起参与木质素的降解活动。白腐真菌中的黄孢原毛平革菌是研究最多的木质素降解菌，具有适应性强，酶系产生稳定，有深度脱木质素能力等特点。黄孢原毛平革菌产生的胞外木质素过氧化物酶系包括木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、虫漆酶、纤维二糖脱氢酶等，在过氧化氢存在下进行木质素降解，能将木素彻底分解为CO₂和H₂O。

绿色木霉能产生多种具有生物活性的酶系，如纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶等，是所产纤维素酶活性最高的菌株之一，所产生的纤维素酶对作物秸秆有降解作用。

黑曲霉分泌纤维素酶和果胶酶，是公认安全的微生物，用黑曲霉发酵饲料安全、可靠，不产生毒素，而且黑曲霉生长快，抑杂菌能力强，在生产中操作方便，具有周期短，成本低等优点。

青霉可分泌过氧化物酶、尤其是木质素过氧化物酶，但报道并不多见。与白腐真菌相比，具有生长快即周期短，营养条件简单等特点。更适应工业化生产应用和实验研究。

目前文献和专利申请中有很多用于农作物秸秆等粗饲料的生物制剂，一般包括细菌、真菌及酶制剂，但尚无以黄孢原毛平革菌配合黑曲霉、青霉菌、木霉菌真菌组合与木聚糖酶、纤维素酶有机组合的形式。

已有与本发明的酶菌组合最为接近报道如下：

CN200710061529.4（公开号为CN101058792A）公开了一种高效秸秆分解复合菌群，由下列重量份的菌种构成：黄孢原毛平革菌1.4-2.6份、香菇菌1.4-2.6份、哈茨木霉0.7-1.3份、绿色木霉0.7-1.3份、康宁木霉0.7-1.3份、黑曲霉0.7-1.3份、枯草芽孢杆菌0.73-1.24份、饲料芽孢杆菌0.73-1.24份、巨大芽孢杆菌0.73-1.24份、假丝酵母0.14-0.26份、酒精酵母0.14-0.26份、食用酵母0.07-0.13、褐色球形固氮菌0.14-0.26份、高温放线菌0.35-0.65份。用于秸秆分解时，其添加量为秸秆重量的1-5‰。能全面降解秸秆中的木质素、纤维素、半纤维素及其他有机物质。