發(fā)酵因子對枸杞枝條粉腐解率及木質(zhì)纖維素降解的影響

馮海萍　李馨　謝華　楊冬艷　裴紅霞

摘要：為探討枸杞枝條基質(zhì)發(fā)酵中木質(zhì)纖維素降解響應(yīng)規(guī)律，試驗采用正交設(shè)計，以枸杞枝條粉和苦豆子莖稈粉質(zhì)量比4∶1混合為試材，研究了不同發(fā)酵因子對枸杞枝條基質(zhì)發(fā)酵中堆體腐熟速率及木質(zhì)纖維素含量的影響。結(jié)果表明，發(fā)酵結(jié)束時，翻堆溫度上限為60 ℃、堆體含水率保持在60%、添加油餅氮源及接種粗纖維素降解菌處理條件下枸杞枝條粉堆體的腐解量較多，腐解率較高，加快了枸杞枝條粉的腐解進度;溫度、含水率、氮源及外源微生物均對枸杞枝條粉木質(zhì)纖維素降解有顯著或極顯著作用，木質(zhì)纖維素降解難易程度依次為半纖維素、纖維素、木質(zhì)素，以半纖維素最易降解，降解率在20%以上，以木質(zhì)素較難降解，降解率在11%以上;以翻堆溫度上限為60 ℃、堆體含水率為60%、添加油餅氮源及接種粗纖維素降解菌處理條件下腐解率較高，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的降解效果較好。

關(guān)鍵詞：枸杞枝條粉;發(fā)酵因子;腐解率;木質(zhì)纖維素

中圖分類號：TQ353 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）05-0078-06

Abstract： The characteristics of the lignocellulose degradation were studied during the fermentation of wolfberry branches substrate. By design of orthogonal experiment， wolfberry powder branches and sophora alopecuroides stem powder mixed in ratio of 4∶1 were used to study the influence of fermentative factors on fermentation rotten rate and lignocellulose during the fermentation of wolfberry branches. The results showed that， by the end of the fermentation， the treatment， which the pile body is more branches， the decomposing rate is higher， accelerate the decay of the Chinese wolfberry powder branches on turns heap temperature of 60 ℃， water of 60%，added oil cake and inoculated with coarse cellulose degrading bacteria， promoted the decomposing and pile body， and can shorten the time of wolfberry rotten branches. Temperature， water， nitrogen and exogenous microorganisms had significant or extremely significant effect on the degradation of lignocellulose. Degree of lignocellulose degradation was shown as following order： hemicellulose， cellulose， lignin， the degradation rates of hemicellulose and lignin stayed above 20% and 11%. The treatment， which turns heap temperature of 60 ℃， water of 60%， added oil cake and inoculated with coarse cellulose degrading bacteria，the higher degradation rates of lignocellulose were got， resulting in promoting more effective degradation on organic matter.

Key words： wolfberry branches powder; fermentation factor; the decomposing rate; ignocellulose

農(nóng)業(yè)廢棄物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“另一半”，用則利、棄則害，其資源化利用與管理仍是當前中國農(nóng)業(yè)資源環(huán)境與能源生態(tài)的重點工作[1，2]。枸杞產(chǎn)業(yè)是寧夏最具地方特色和品牌優(yōu)勢的戰(zhàn)略性主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，寧夏現(xiàn)有枸杞種植面積達到6萬hm2以上，占全國枸杞種植面積的45%以上，年綜合產(chǎn)值100億元[3]。據(jù)測算，每年修剪下來的枸杞枝條量達30萬t以上，90%以上的枝條通過燃燒方式進行處理，造成一定程度的空氣污染，少量的用于防沙造林或插扦育苗。豐富的可再生枸杞資源需要后續(xù)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，以進一步提高枸杞產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。

隨著國內(nèi)外對環(huán)境、資源重視程度的提升和綠色核算體系的逐漸完善，利用枸杞枝條粉生物質(zhì)資源制作蔬菜栽培基質(zhì)，減少了環(huán)境污染和資源浪費，并為開發(fā)蔬菜基質(zhì)提供了原料。關(guān)于枸杞枝條粉作為園藝基質(zhì)前人已從接種微生物、調(diào)整C/N、添加氮源對枸杞枝條粉發(fā)酵質(zhì)量、翻堆溫度和含水率的影響，接種微生物及添加氮源對枸杞枝條粉發(fā)酵微生物群落多樣性進行了較多研究[4-6]，但對枸杞枝條發(fā)酵中堆體溫度、腐熟速率及木質(zhì)纖維素含量動態(tài)變化的研究鮮有報道。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的降解在一定程度上制約著堆肥的發(fā)酵周期和產(chǎn)品品質(zhì)[7]。高溫好氧基質(zhì)化是從生物學(xué)角度來降解木質(zhì)纖維素，是既經(jīng)濟又環(huán)保的一種方法。為此，本試驗以枸杞枝條粉為研究對象，研究了不同發(fā)酵因子對枸杞枝條粉發(fā)酵堆體溫度、腐熟量及木質(zhì)纖維素含量動態(tài)變化的影響，為優(yōu)化枸杞枝條基質(zhì)化降解提供技術(shù)支撐。

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