单位文秘网 2021-07-09 08:18:40 点击: 次
农业秸秆的利用方式主要有秸秆堆肥、秸秆板材、秸秆饲料、秸秆固态燃料等,虽然对秸秆的处理具有一定的帮助,但同时存在着一些缺点,如表1 所示。
2 农作物秸秆的组成
农作物秸秆的主要成分是木质纤维素,是自然界中最丰富的天然碳源。而限制秸秆利用的主要因素是纤维素、半纤维素与木质素通过大量的共价键与非共价键紧密连接形成不溶于水和有机溶剂并且在常温下难以降解的三维结构,从而导致在动物体内消化缓慢、营养吸收不好、工业上发酵转化产率不高等问题[4]。木质纤维素的主要成分包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、可溶性糖、粗蛋白质等,纤维素是由D-吡喃葡萄糖基通过β-1,4糖苷键连接而成的线性多聚糖,它是秸秆最重要的成分,约占植物总重量的20%~40%[5],其组成结构见图1。
3 农作物秸秆的降解过程
农作物秸秆的生物降解是在一系列酶的协同作用下完成的,其不同组分需要有不同的酶系降解,如表2所示。目前比较认同的天然木质纤维素的降解理论为协同理论。首先内切葡聚糖酶(Cx酶)在纤维素聚合物的内部起作用,在纤维素的非结晶区域进行切割,产生新的末端,然后再由外切葡聚糖酶以纤维二糖为单位从末端水解,最后再由β-1,4-糖苷酶(CB酶)将纤维二糖酶彻底水解为葡萄糖[6]。在秸秆的降解过程中,由于纤维素、半纤维素、木质素之间组成的致密性,微生物在降解过程中对于相关组分的降解存在一定的顺序。杜甫佑等[7]在对白腐菌降解木质纤维素的研究过程中表明,白腐菌在降解天然木质纤维素过程中首先降解半纤维素,再同时降解半纤维素、纤维素和木质素。
3.1 降解秸秆的微生物及其所产酶类
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