[00032777]高效纤维素酶联合复合菌剂降解秸秆制肥在蔬菜种植中的应用

1、基于前期对纤维素降解起关键性作用的过程内切酶Cel48F水解中心关键氨基酸的优化结果，定制具有高效水解活性的纤维素酶，与复合菌剂联合使用，高效降解秸秆同时发酵制肥，突破交通运输秸秆距离的瓶颈，便于在农村蔬菜种植大范围推广及应用。项目提供秸秆降解发酵工艺流程，提供秸秆降解效率，肥料酸含量，pH等标准。 项目可试点推广秸秆制肥技术，应用在大棚蔬菜种植中，提高蔬菜质量及增产。项目建成后，秸秆的循环利用产生的有机质、矿物元素和抗病微生物，能够提供作物生长必需的养分，提高作物的抗病能力，减少化肥、有机肥和农药的使用量，有效缓解甚至消除土壤板结、盐渍化等问题，防止农业面源污染，有效改善生态环境。大棚每亩秸秆使用量达4000公斤，可降低成本30%，平均增产40%以上。减少秸秆资源的浪费和因秸秆焚烧造成的环境污染；避免秸秆任意堆放，美化农村环境；提高农产品的安全性，促进生态环保型农业的发展。 2、成果技术指标、关键技术、创新要点： 秸秆中含有大量的纤维素、半纤维素和氮、磷、钾、钙、镁等微量元素，可以制备肥料。传统秸秆制肥通过堆腐，在微生物作用下秸秆逐步矿质和腐殖，最后腐熟形成肥料。堆腐制肥沤制时间一般需3个月以上；而且，由于杂菌丛生，气味难闻污染环境，肥料质量也无法保证。 生产高效环保的肥料是秸秆制肥的发展方向。本项目拟利用定制纤维素酶辅助选配复合微生物，将秸秆快速降解发酵制肥，形成质量可控、环保高效的秸秆肥料。 项目设制秸秆降解发酵工艺流程，提出秸秆降解效率，肥料酸含量，pH等标准。大棚每亩秸秆使用量达4000公斤，预估降低成本30%，平均增产40%以上。减少秸秆资源的浪费和因秸秆焚烧造成的环境污染；避免秸秆任意堆放，美化农村环境；提高农产品的安全性，促进生态环保型农业的发展。 3、先进性（与国内外同类成果对比分析）： 目前国内外秸秆的应用包括：(1)作为畜牧饲料；(2)秸秆还田；(3)农村生活能源；(4)秸秆制肥。而利用秸秆制作肥料主要步骤包括：(1)秸秆预处理；(2)秸秆的水解与同步糖化发酵；(3)纤维素酶产生菌种；(4)微生物肥。 在本项目中，我们提出利用里氏木霉和产β-葡萄糖苷酶的酵母菌将秸秆降解，并且发酵成优质肥料的方案。 自然界中能够分泌纤维素酶的微生物有很多种，主要有真菌、细菌及放线菌等。虽然部分细菌可以分泌较高的酶量，但它在厌氧条件下生长，生长速度慢，所以大量的研究主要集中在真菌上。真菌产纤维素酶主要是胞外酶，它具有酶系全、产量高的特点。目前，用于生产纤维素酶的微生物菌种大多都是丝状真菌，其中研究较多的是真菌里的木霉属（Trichoderma）、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、镰孢菌属(Fusarium)，其中最主要的是木霉属中的里氏木霉。