降解秸秆的微生物组合物的制作方法

本发明涉及纤维素类生物质废弃物微生物降解，具体为降解秸秆的微生物组合物。

背景技术：

1、秸秆是指农作物收获后剩余的植物茎、叶和花部分，通常指的是谷物(如稻谷、小麦、玉米等)的茎秆。秸秆在农业生产中是一种常见的农副产品，其主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素等。秸秆具有丰富的碳源，但由于其结构复杂、难以降解，常常成为农业废弃物。然而，秸秆也具有潜在的价值，可以用于生物质能源生产、土壤改良、动物饲料和工业原料等方面。通过适当的处理和利用，秸秆可以转化为可再生能源，减少环境污染，并提供其他经济效益。近年来，研究人员也致力于开发利用微生物降解秸秆的技术，以提高秸秆的资源利用率。微生物组合物可以包含多种微生物和辅助组份，通过它们的协同作用，能够有效降解秸秆中的纤维素和半纤维素，释放出有机物质并促进其转化。这种技术对于秸秆的综合利用具有重要意义。

2、尽管现有的微生物组合物虽然使用了多种微生物和辅助组分，但由于秸秆是一种复杂的生物质，其中含有纤维素、半纤维素和木质素等难以降解的成分，降解秸秆的效率仍然有限，需要更高效的降解方法来提高降解效率。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了降解秸秆的微生物组合物，解决了目前在使用微生物组合物对秸秆进行降解效率不高的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：降解秸秆的微生物组合物，包括以下组份：30-70份厌氧菌、30-70份好氧菌、20-25份磁性纳米颗粒、15-20份海绵粒、15-20份相变蜡、0.1-1份活性剂、0.1-1份发酵助剂、0.1-1份调节剂、0.5-3份脂肪酸氧化菌株、2-8份蛋白酶。

3、优选的，所述磁性纳米颗粒的制备步骤为：

4、步骤一、将金属酸盐溶解在有机溶剂中；

5、步骤二、通过气相沉积设备将氢气与有机溶剂中的金属酸液反应；

6、步骤三、通过控制反应温度和气体流量，金属原理自被还原并沉淀在基底上形成纳米颗粒。

7、降解秸秆的微生物组合物的制备方法，包括以下步骤：

8、s1、材料准备：选择适应份量的厌氧菌、好氧菌、磁性纳米材料、海绵粒、相变蜡、活性剂、发酵助剂、调节剂、脂肪酸氧化菌株、蛋白酶；

9、s2、培养基准备：准备合适的培养基；

10、s3、微生物接种：将合适的量的厌氧菌和好氧菌分别接种到培养基中；

11、s4、磁性纳米颗粒添加：将制备的磁性纳米颗粒处理后放入无菌培养基中；

12、s5、海绵粒添加：将适宜的海绵粒加入到无菌培养基中；

13、s6、相变蜡添加：将融化的相变蜡加入到无菌培养基中；

14、s7、添加其他添加剂：将活性剂、发酵助剂、调节剂逐一加入到培养基中；

15、s8、培养和发酵：将培养基置于适当的培养条件下，进行培养和发酵；

16、s9、收获和处理：对发酵反应后的培养物进行离心、洗涤、干燥以及冷却保存处理，获取最终的微生物组合物。

17、优选的，所述s2步骤中培养基准备的具体步骤为：

18、s2-1、准备适合微生物生长和代谢的培养基；

19、s2-2、添加适量的秸秆提取物作为碳源，添加到培养基中；

20、s2-3、根据所选择的微生物菌株的特性，调整培养基的成分和ph值；

21、s2-3、使用无菌技术将培养基装入无菌容器中。

22、优选的，所述s3步骤中微生物接种的具体步骤为：

23、s3-1、进行材料的筛选，筛选出具有高降解能力和活性的厌氧菌、好氧菌、脂肪酸氧化菌株和蛋白酶，并对筛选出的厌氧菌、好氧菌、脂肪酸氧化菌株和蛋白酶进行基因工程改良；

24、s3-2、随后将筛选和基因工程改良后的适量厌氧菌、好氧菌、脂肪酸氧化菌株和蛋白酶分别接种到培养基中；

25、s3-3、先接种厌氧菌，时期在封闭容器中进行培养，确保无氧条件；

26、s3-4、然后接种好氧菌、脂肪酸氧化菌株和蛋白酶，将无菌容器放置在适当的培养箱中，在适当的温度和湿度下进行培养。

27、优选的，所述s4步骤中磁性纳米颗粒添加的具体步骤为：

28、s4-1、对制备的磁性纳米颗粒进行表征和处理；

29、s4-2、将处理后的适量磁性纳米颗粒加入到无菌培养基中；

30、s4-3、使用超声处理来确保颗粒在培养基均匀分散。

31、优选的，所述s5步骤中海绵粒添加的具体步骤为：

32、s5-1、将适量的海绵粒加入到无菌培养基中；

33、s5-2、使用搅拌器来确保颗粒与培养基均匀分散混合。

34、优选的，所述s6步骤中相变蜡添加的具体步骤为：

35、s6-1、将适量的相变蜡熔化；

36、s6-2、将熔化的相变蜡加入到无菌培养基中；

37、s6-3、使用超声处理来确保相变蜡与培养基进行均匀混合。

38、优选的，所述s9步骤中收获和处理的具体步骤为：

39、s9-1、将发酵后的培养物转移到离心管中，并进行离心；

40、s9-2、将离心后得到的上清液转移到新的容器中；

41、s9-3、将上清液经过超滤装置，使用合适的孔径滤膜进行过滤，以去除较大的微生物细胞、细胞碎片和颗粒物；

42、s9-4、将超滤后的悬浮液转移到冷冻容器中，并迅速将其放入低温环境中；

43、s9-5、将冷冻的悬浮液进行干燥处理。

44、本发明提供了降解秸秆的微生物组合物。具备以下有益效果：

45、1、本发明通过磁性纳米颗粒的添加，可以提供一个附着基质，增加微生物与秸秆之间的接触面积，加速降解反应，同时外加磁场的导向和定位作用，可以有效引导微生物到秸秆的附近，提供降解效率，此外磁性纳米颗粒具有催化活性，能够增强微生物的酶系统活性，加速秸秆的降解过程，磁性纳米颗粒还可以吸附和分散秸秆颗粒，使其更易于微生物的附着和降解，并且可以便于降解后的回收。

46、2、本发明通过海绵粒的添加，可以作为载体提供菌株生长和降解废物的支持，增加微生物和秸秆之间的接触面积，加速降解反应，同时海绵粒具有多孔结果和较大的比表面积，可以吸附和保持水分，提供良好的通气性，促进氧气和传输到微生物降解区域，有助于好氧微生物的生长和降解，同时海绵粒还具有较强的保水性能。

47、3、本发明通过添加相变蜡，可以提供温度调节和维持培养环境的稳定性，放置温度波动对微生物的活性产生不利影响，同时相变蜡可以吸收或释放热量，平衡降解区域的温度，以及相变蜡能够作为降解基质的载体，提供一个稳定的支撑结构，增加微生物与秸秆之间的接触面积，进一步提高降解反应。

48、4、本发明通过脂肪酸氧化菌株和蛋白酶等材料的添加，可以使得该微生物组合物能够对秸秆上的不同物质进行降解处理，提高降解效率，丰富降解范围。