一株纖維素降解菌株篩選及在低溫好氧堆肥起爆應用

周東興，劉 煜，葛 閆，李云飛，路濟陽，楊妍娜，王 旭

（東北農業大學資源與環境學院，哈爾濱 150030）

根據農業農村部《全國農作物秸稈綜合利用情況報告》顯示，2021年全國農作物秸稈利用量6.47億t，綜合利用率達88.1%，但大量農業廢棄物仍是主要污染環境因素[1]。好氧堆肥是作物秸稈無害化處理與資源利用的重要方式[2]。但秸稈堆肥中，纖維素是作物秸稈中含量最高的一類物質，纖維素與半纖維素以及木質素等物質所組成的復雜空間結構通常阻礙微生物對秸稈資源利用，因此，提高堆肥系統對纖維素降解效率尤為重要[3]。中國東北地區，一年中有4～5 個月環境溫度在0 ℃以下，內外溫差導致堆肥系統熱量向外流失，環境溫度在15 ℃以下時，微生物代謝活性降低，堆肥過程中溫度上升困難，最終堆肥失敗。低溫環境下堆肥迅速起溫是決定堆肥進入高溫期、實現無害化的關鍵步驟。低溫環境中，中溫菌和高溫菌難以降解堆肥中的大分子有機物質，維持生長繁殖。傳統的解決方法是加入糖、蛋白質等微生物易于利用的化學物質作物作為起爆劑，增加起始階段微生物活性[4]。復配接種耐冷或嗜冷等活性微生物，實現低溫發酵啟動是目前研究熱點。細菌具有較強抗逆性，是對耐冷或嗜冷微生物篩選的主要研究對象。Melo 等在南北極環境中分離具有較高纖維素分解能力的微生物[5]，Chevalier 等在南極湖泊中篩選出耐冷藍細菌[6]，Dai 等在青海高原中分離出可在低溫環境中生存，具有降解纖維素與幾丁質能力的微生物種群[7]。……