武鳳霞，孫 悅，肖 強(qiáng)，張淑彬，李鈺飛，劉建斌

（北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，北京 100097）

農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，對全球環(huán)境造成了很大壓力[1]。我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈資源豐富且數(shù)量龐大，年均產(chǎn)量約為8.65 億t，有研究表明，2009—2018 年我國秸稈年增長率為2.01%，產(chǎn)量由2009年的70 177.70萬t增加到2018 年的82 850.24 萬t，增加了12 672.54 萬t[2‐3]。目前，大量農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物采用了簡單的填埋和焚燒處理，不但造成土壤和水源的污染，也造成了資源的浪費[4‐5]。

高溫堆肥化過程被認(rèn)為是實現(xiàn)有機(jī)廢棄物資源化利用的理想途徑之一，可以快速實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的無害化，并實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的高效利用[6‐7]。堆肥化過程是以自然微生物為主導(dǎo)的物理化學(xué)和生物學(xué)過程，是由群落結(jié)構(gòu)演替迅速的多個微生物群落共同作用而實現(xiàn)的動態(tài)過程[8‐9]。但農(nóng)業(yè)廢棄物主要是秸稈類物質(zhì)，含有大量的纖維素和木質(zhì)素，難以被充分利用或難以被大多數(shù)微生物直接作為碳源轉(zhuǎn)化利用，最終阻礙了堆肥快速發(fā)酵及腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化[10‐11]。因此，提高木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的快速分解是秸稈堆肥的關(guān)鍵所在。

堆肥過程是多種微生物的協(xié)同作用，人工接種纖維素降解菌劑可以有效促進(jìn)堆肥過程纖維素的分解和堆肥進(jìn)程[12]。 研究表明，木霉屬（Trichoderma）和曲霉屬（Aspergillus）的很多真菌都能夠顯著加快堆肥速度和腐熟過程[13]，白腐真菌（Phanerochaetc）和褐腐真菌（Postia）同樣具有促進(jìn)木質(zhì)纖維素分解的功能[14‐15]。但真菌對于堆肥高溫的耐受性要低于細(xì)菌類微生物。細(xì)菌中芽孢桿菌屬（Bacillus）的微生物因具有良好的纖維素酶分泌功能、耐熱性和環(huán)境適應(yīng)性，成為目前應(yīng)用和研究最多的纖維素降解微生物[16‐17]。自然界中，木質(zhì)纖維素在多種微生物共同作用下被分解從而進(jìn)入碳循環(huán)，單一純菌株在實際生產(chǎn)中受環(huán)境影響，易被土著微生物雜菌替代，生長受到抑制，難以發(fā)揮正?；钚訹18]。因此，微生物群體功能的研究越來越受到關(guān)注。崔宗均等[19]利用限制性培養(yǎng)技術(shù)和優(yōu)化組合方法，篩選馴化了1 組高效而穩(wěn)定的纖維素分解復(fù)合菌系MC1，該復(fù)合菌系具有比單一菌株更高的分解能力，對小麥秸稈的降解率為38%。王偉東等[20]也篩選馴化到在高溫50 ℃條件下對水稻秸稈具有分解能力的復(fù)合微生物菌群WSC-6，其對水稻秸稈的最高降解率為86.7%。但實際堆肥高溫期的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于50 ℃。另外，我國每年產(chǎn)生大量小麥秸稈，而小麥秸稈具有更高的木質(zhì)纖維素含量，比水稻秸稈更難以降解。因此，針對更難降解的小麥秸稈，篩選更接近高溫堆肥條件的纖維素降解菌群，對于促進(jìn)堆肥纖維素物質(zhì)的快速降解和加快堆肥過程具有積極意義。

北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所微生物科學(xué)研究室于2016年以水稻秸稈為靶標(biāo)，篩選獲得了1 組高溫纖維素降解菌群，并命名為PN-8，55 ℃條件下培養(yǎng)對水稻秸稈的降解率達(dá)80.9%。從PN-8 中分離可培養(yǎng)細(xì)菌5 株：Ureibacillus suwonensisB1、Bacillus thermoamylovoransB2（解淀粉芽孢桿菌）、Ureibacillus thermosphaericusB3（嗜熱球形脲芽胞桿菌）、Bacillus borboriB4（污泥芽孢桿菌）和Serratiasp.B5（沙雷氏菌）。前期的高通量測序結(jié)果表明，芽孢桿菌科（Bacillaceae）的細(xì)菌是PN-8 的最主要組成菌株，占菌群組成的31.83%[6]。擬在前期對PN-8 研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)就PN-8 對小麥秸稈降解能力、影響小麥秸稈降解的不同因素等進(jìn)行深入研究，期望為堆肥過程中更好地利用PN-8 降解木質(zhì)纖維素提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 菌種及培養(yǎng)基

1.1.1 菌種 試驗用纖維素降解菌群PN-8 于前期從秸稈堆肥中篩選獲得。

1.1.2 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基：蛋白胨5.0 g/L、小麥秸稈10.0 g/L、酵母粉1.0 g/L、NaCl 5 g/L，瓶壁附濾紙條作為纖維素降解指示物，121 ℃滅菌20 min。

1.2 PN-8菌群活化

向500 mL 的三角瓶內(nèi)加入400 mL 菌群培養(yǎng)基，滅菌后接入PN-8 保存菌液。55 ℃靜止活化培養(yǎng)3 d 后待用。如無特殊說明，本研究用的PN-8 菌液均為活化3 d 的發(fā)酵液，接種量均為5.0%，PN-8含可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量為3.0×107cfu/mL。

1.3 PN-8降解小麥秸稈電鏡掃描分析

將原始小麥秸稈和經(jīng)PN-8 處理的小麥秸稈，通過切片、固定、沖洗、脫水、置換等環(huán)節(jié)處理后，用導(dǎo)電膠帶將樣品粘在掃描電子顯微鏡樣品臺，真空鍍金。掃描電子顯微鏡（日立S3400N）下觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)，對樣品照片進(jìn)行分析。

1.4 不同化學(xué)前處理對PN-8降解小麥秸稈能力的影響

1.4.1 不同化學(xué)前處理方法 將晾干的小麥秸稈分別浸泡在0.5%、1.5%、10.0%的氫氧化鈉（NaoH）溶液中，3.0%、12.0%、18.0%的鹽酸（HCl）溶液中，以及2.0%、20.0%的乙酸（CH3COOH）溶液中。以清水浸泡小麥秸稈作為對照（CK）。浸泡24 h，清水沖洗至中性，經(jīng)烘箱80 ℃烘干后待用。

1.4.2 木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量檢測 利用美國ANKOM220 纖維素分析儀，按照說明書要求，采用濾袋技術(shù)測定干燥樣品中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量。

1.4.3 PN-8 降解小麥秸稈能力測定方法 通過失重法檢測小麥秸稈的降解能力[19]：將靜止培養(yǎng)完成后的PN-8 發(fā)酵液以5 000 r/min 離心，倒上清液，用HCl和硝酸（HNO3）的混合液沖洗消除菌體，離心，清水洗，離心，105 ℃烘干后稱秸稈質(zhì)量，計算降解率。

1.5 初始接種量對PN-8降解小麥秸稈能力的影響

按照1.0%、2.0%、3.0%、5.0%、10.0%的接種量分別將PN-8菌液接入到菌群培養(yǎng)基中。55 ℃靜止培養(yǎng)10 d。在培養(yǎng)0、1、2、4、6、10 d 時，觀察培養(yǎng)液中濾紙條的降解時間及最終的秸稈降解率。

1.6 初始葡萄糖含量對PN-8降解小麥秸稈能力的影響

將葡萄糖按照0、0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%的量接入到菌群培養(yǎng)基中，以濾紙條作為纖維素分解的標(biāo)志物。滅菌后接入5.0%的PN-8菌液，55 ℃靜止培養(yǎng)10 d。在培養(yǎng)0、1、2、4、6、10 d時，測定培養(yǎng)液的pH 值、濾紙條降解情況和最終纖維素降解率。

1.7 初始pH值對PN-8降解小麥秸稈能力的影響

將菌群培養(yǎng)基的初始pH值調(diào)節(jié)到4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，將活化3 d 的菌液接種于菌群培養(yǎng)液中，55 ℃靜止培養(yǎng)，在培養(yǎng)0、1、2、4、6、10 d時，測定發(fā)酵液的pH值。

1.8 PN-8降解小麥秸稈過程主要產(chǎn)物測定

培養(yǎng)不同時間的PN-8 發(fā)酵液經(jīng)0.2μm 孔徑的過濾膜過濾處理后，利用日本島津公司的GC-MSQP2010 型氣質(zhì)聯(lián)機(jī)對產(chǎn)物進(jìn)行檢測。測定條件：RT-βDEXSM 毛細(xì)管柱；柱箱溫度50 ℃，保持1 min；以5 ℃/min 的速度升溫至100 ℃，以16 ℃/min 的速度升溫至195 ℃，保持5 min；進(jìn)樣口溫度190 ℃；檢測器溫度230 ℃；載氣為氦氣（60 kPa）；流量為31 mL/min；分流比為1/20；監(jiān)測器電壓為0.75 kV；進(jìn)樣量為1 μL。將測定結(jié)果比對NIST 數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行定性分析。

1.9 PN-8降解小麥秸稈過程不同酶活性測定

1.9.1 PN-8 發(fā)酵液粗酶液制備 在PN-8 培養(yǎng)過程中，每24 h 取樣10 mL，共培養(yǎng)10 d。培養(yǎng)液于4 ℃、60 000 r/min離心10 min，上清液即為粗酶液。

1.9.2 PN-8 發(fā)酵液中羧甲基纖維素酶活性測定取1.0 mL 粗酶液至玻璃試管中，加入1 mL 1.0%的羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）溶液和1.0 mL 檸檬酸緩沖液（0.1 mol/L），充分混勻后，放入55 ℃水浴鍋中水浴30 min。然后加入1.5 mL DNS（3，5-二硝基水楊酸）顯色液，立即沸水浴5 min，冷卻后加水定容至20.0 mL。采用分光光度計530 nm 比色，設(shè)失活粗酶液（100 ℃煮沸10 min）作對照（CK），每組設(shè)置3個重復(fù)，通過葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量測定。

1.9.3 PN-8 發(fā)酵液中濾紙酶活性測定 取1.0 mL粗酶液至玻璃試管中，將紙條和1.0 mL 檸檬酸緩沖液（0.1 mol/L），充分混勻后，放入55 ℃水浴鍋中水浴30 min，然后加入1.5 mL DNS 顯色液，立即沸水浴5 min，冷卻后加水定容至20.0 mL，采用分光光度計530 nm 比色，并設(shè)失活粗酶液（100 ℃煮沸10 min）作對照（CK）。每組設(shè)置3個重復(fù)，通過葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量測定。

1.10 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003 軟件對3 次平行試驗進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分析；應(yīng)用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差統(tǒng)計分析（One-way ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 PN-8降解小麥秸稈電鏡掃描分析

小麥秸稈掃描電子顯微鏡圖（圖1）顯示，未經(jīng)PN-8 處理（圖1a）小麥秸稈結(jié)構(gòu)致密，而經(jīng)過PN-8發(fā)酵3 d 后（圖1b）小麥秸稈結(jié)構(gòu)疏松，表面分解破碎，表明木質(zhì)纖維素進(jìn)入分解過程。

圖1 未處理小麥秸稈（a）及PN-8發(fā)酵3 d后小麥秸稈（b）的顯微觀察Fig.1 Microscopic observation of wheat straw without treatment（a）and after 3 days of PN-8 fermentation（b）

2.2 不同化學(xué)前處理對PN-8降解小麥秸稈能力影響分析

化學(xué)前處理不同，對小麥秸稈中半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量的影響也不同，具體見表1。由表1 可知，酸（HCl、CH3COOH）處理和堿（NaOH）處理對秸稈中的半纖維素、纖維素和木質(zhì)素的含量有不同的效果。NaOH 處理可以有效降低秸稈中半纖維素和木質(zhì)素含量，但是提高了纖維素含量，且半纖維素和木質(zhì)素含量與堿含量呈反比，纖維素含量與堿含量呈正比。HCl 處理可以降低半纖維素含量，且半纖維素含量和HCl含量呈反比，但HCl處理增加了纖維素和木質(zhì)素含量，且纖維素及木質(zhì)素含量同HCl 含量呈正比。CH3COOH 處理對小麥秸稈中半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量的影響規(guī)律同HCl處理，但效果不如HCl處理明顯。

表1 不同化學(xué)前處理對小麥秸稈中半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量的影響Tab.1 Effect of different chemical pretreatment on the contents of hemicellulose，cellulose and lignin in wheat straw %

小麥秸稈經(jīng)不同化學(xué)前處理后接種PN-8 培養(yǎng)10 d，不同化學(xué)前處理對PN-8降解能力的影響有很大差異（圖2）。不做任何化學(xué)前處理的小麥秸稈降解率為44.33%，經(jīng)0.5%、1.5%、10.0%NaOH 處理后小麥秸稈降解率分別達(dá)到63.67%、71.61%、87.33%，說明NaOH處理可以顯著增強(qiáng)PN-8對小麥秸稈的降解，且降解率的提高和NaOH 含量呈正比。HCl處理的結(jié)果和堿處理相反，顯著降低了PN-8的降解率，經(jīng)3.0%、12.0%、18.0%HCl處理后小麥秸稈的降解率分別為29.33%、18.67%、16.33%，且小麥秸稈降解率和HCl 含量呈反比。CH3COOH 處理小麥秸稈降解率和對照沒有顯著差異，經(jīng)2.0%、20.0%的CH3COOH 處理后小麥秸稈降解率分別為44.91%、45.33%。綜上，堿（NaOH）處理可以提高秸稈的降解率，且NaOH 含量越高，秸稈降解率越高，以下的研究如果沒有特殊說明，均采用1.5%NaOH進(jìn)行處理。

圖2 不同化學(xué)前處理后接種PN-8培養(yǎng)10 d對小麥秸稈降解率的影響Fig.2 Effect of different chemical pretreatment on the degradation rate of wheat straw after inoculation with PN-8 for 10 d

2.3 初始接種量對PN-8降解小麥秸稈能力影響分析

隨著接種量的增加，指示濾紙條開始降解的時間提前，完全分解所用的時間縮短，但接種量超過5.0%后，效果差異不明顯。其中，小麥秸稈經(jīng)1.5%NaOH 處理后，PN-8 接種量為5.0%時，小麥秸稈的降解率達(dá)72.7%。另外，小麥秸稈的降解規(guī)律和指示濾紙條降解現(xiàn)象類似，小麥秸稈的降解率同接種量呈正比，但接種量超過5.0%后，其對小麥秸稈的降解率差異不顯著。因此，以下的研究如果沒有特殊說明，PN-8接種量均為5.0%。

表2 接種量對PN-8降解小麥秸稈的影響Tab.2 Effect of inoculation quantity on degradation rate of wheat straw by PN-8

2.4 初始葡萄糖含量對PN-8降解小麥秸稈能力影響分析

初始葡萄糖含量在0、0.1%的條件下，PN-8 培養(yǎng)液pH 值呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢，0.1%葡萄糖含量條件下，其pH 值略低于對照（圖3）。葡萄糖含量在0.5%及以上條件下，pH 值在培養(yǎng)1 d后就下降到5左右，而且不再上升。

圖3 不同葡萄糖含量對PN-8培養(yǎng)液pH值的影響Fig.3 Effect of different glucose concentration on the pH value of PN-8 culture medium

與葡萄糖0 添加量相比，0.1%添加量對于最終的小麥秸稈降解率和指示濾紙條的變化沒有顯著影響（圖4）。但葡萄糖含量在0.5%及以上時，小麥秸稈基本不降解，指示濾紙條也不降解。綜合不同處理PN-8培養(yǎng)液pH值和小麥秸稈降解率可知，葡萄糖添加量過高會影響PN-8對小麥秸稈的降解能力。

圖4 不同葡萄糖含量對小麥秸稈降解率的影響Fig.4 Effect of different glucose concentration on the degradation rate of wheat straw

2.5 初始pH值對PN-8降解小麥秸稈能力影響分析

培養(yǎng)基初始pH 值在10.0 以上或者4.0 以下時，PN-8 生長受到抑制，在10 d 的發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的pH 值基本無變化，最終小麥秸稈降解率在1%左右（圖5—6）。起始pH 值在7.0～9.0 時，發(fā)酵過程中pH值先迅速下降到6.5左右然后上升到9.0左右；起始pH值在5.0～6.0時，發(fā)酵過程中pH值先快速上升到6.5 左右，然后再上升到9.0 左右（圖5）。起始pH值在5.0～9.0時，最終的小麥秸稈降解率沒有顯著性差異（圖6）。綜上可知，PN-8 對pH 值的耐受范圍在5.0～9.0，同時PN-8在對小麥秸稈的降解過程中，其發(fā)酵液會經(jīng)過pH值約為6.5的弱酸過程。

圖5 不同初始pH值條件下PN-8發(fā)酵液的pH值變化Fig.5 Change of pH value of PN-8 fermentation broth under different initial pH value

圖6 不同初始pH值對小麥秸稈降解率的影響Fig.6 Effect of different initial pH value on the degradation rate of wheat straw

2.6 PN-8降解小麥秸稈主要產(chǎn)物分析

經(jīng)GC-MS-QP2010 型氣質(zhì)聯(lián)機(jī)檢測，PN-8 的發(fā)酵液中代謝產(chǎn)物豐富，其中乙醇、乙酸、丙酸、丁酸和甘油為5 種主要代謝產(chǎn)物（圖7）。甘油是代謝過程中產(chǎn)量最高的物質(zhì)，發(fā)酵第1 天質(zhì)量濃度可達(dá)到0.28 g/L，隨發(fā)酵時間延長質(zhì)量濃度有所下降，但保持在0.15～0.19 g/L。乙酸質(zhì)量濃度隨發(fā)酵時間緩慢上升，第6 天達(dá)到最大值（0.11 g/L），之后緩慢下降到0.8 g/L左右。乙醇質(zhì)量濃度則在發(fā)酵第2天達(dá)到最大值0.07 g/L，然后迅速下降，在第8 天已經(jīng)檢測不到。丙酸和丁酸質(zhì)量濃度較低，均在發(fā)酵第6天達(dá)到最大值，隨后質(zhì)量濃度快速下降。

圖7 發(fā)酵過程中的代謝產(chǎn)物質(zhì)量濃度變化Fig.7 Change of metabolites concentration during the process of fermentation

2.7 PN-8降解小麥秸稈過程不同酶活性測定分析

分析測定了PN-8 降解小麥秸稈過程中產(chǎn)生的2種纖維素分解酶活性，分別為濾紙酶活性和CMCNa 酶活性（圖8）。PN-8 發(fā)酵液中濾紙酶活性和CMC-Na 酶活性都呈現(xiàn)先上升再下降的變化趨勢。濾紙酶活性在發(fā)酵第3 天達(dá)到最大值（0.43 U/mL），然后緩慢下降；CMC-Na 酶活性在發(fā)酵第5 天達(dá)到最高值（0.34 U/mL）。

圖8 發(fā)酵過程中的酶活性變化Fig.8 Change of enzyme activities during the process of fermentation

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

木質(zhì)纖維素的降解在堆肥碳轉(zhuǎn)化中起到至關(guān)重要的作用，木質(zhì)纖維素的降解主要集中在堆肥的高溫期，添加高溫纖維素降解菌劑對于加快堆肥速度、提高堆肥品質(zhì)都具有一定的促進(jìn)作用[12‐21]。本研究中的高溫纖維素降解菌群PN-8在55 ℃條件下對小麥秸稈具有很強(qiáng)的分解能力。因此，PN-8 對于堆肥中的纖維素降解具有潛在的應(yīng)用價值。

秸稈中的木質(zhì)纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素3 種成分組成，其中半纖維素和木質(zhì)素相互纏繞，將纖維素包裹起來形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，使木質(zhì)纖維素可以有效抵抗外部環(huán)境[22]。用H2SO4等酸溶液進(jìn)行處理可以破壞秸稈中的半纖維素成分，通過溶解部分半纖維素，從而打開秸稈本身纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互纏繞的結(jié)構(gòu)，而NaOH、CaO 和H2O2等堿性溶液主要是破壞秸稈中木質(zhì)素成分，從而破壞秸稈原有的結(jié)構(gòu)[23]。本研究結(jié)果也表明，強(qiáng)酸（HCl）處理降低半纖維素含量的效果要顯著高于NaOH 處理，但HCl 處理會增加木質(zhì)素的含量，而NaOH 處理可以降低木質(zhì)素的含量。PN-8 的發(fā)酵試驗表明，NaOH 處理顯著增加了小麥秸稈的降解率，而HCl 處理卻顯著降低了小麥秸稈的降解率，CH3COOH 處理對秸稈的降解率和對照比沒有顯著差異。本研究化學(xué)前處理對PN-8 降解率的影響可能與改變了木質(zhì)素含量有更大關(guān)系，木質(zhì)素具有比纖維素和半纖維素更難降解的三維結(jié)構(gòu)，NaOH 處理降低了木質(zhì)素的含量，加強(qiáng)了微生物對木質(zhì)纖維素的降解[12]。

pH 值是高溫纖維素菌群降解能力的重要指示指標(biāo)，在培養(yǎng)過程中pH 值一般呈現(xiàn)出先下降再上升的規(guī)律[20]。PN-8 在降解小麥秸稈過程中發(fā)酵液pH 值也呈現(xiàn)此規(guī)律，分析其代謝物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其中乙酸的產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，可能是引起發(fā)酵液pH 值變化的原因之一。本研究結(jié)果也表明，PN-8 在初始葡萄糖含量為0.1%及以下時，pH 值呈現(xiàn)出先下降再上升的特點，具有良好的小麥秸稈分解能力，但葡萄糖含量增加到0.5%及以上時，pH 值快速下降到5 左右后不再上升，且失去纖維素降解能力。有研究表明，高溫纖維素分解復(fù)合菌群由厭氧的纖維素分解菌和好氧的非纖維素分解菌協(xié)同組成，非纖維素分解菌的生長為厭氧纖維素分解菌提供厭氧環(huán)境[24‐25]。本研究中，葡萄糖含量的提高可能促進(jìn)了非纖維素分解菌的快速生長，打破了PN-8 菌群不同菌株之間的協(xié)同穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致了纖維素分解功能的喪失。另外，PN-8 對外源的pH 值也有很大的緩沖和調(diào)節(jié)能力，起始pH 值在5.0～9.0 時，PN-8 可以有效調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的pH值，仍然具有很強(qiáng)的纖維素分解能力，如果pH 值超出5.0～9.0，PN-8 失去調(diào)節(jié)能力同時失去纖維素分解能力。因此，pH值的變化是菌群中不同菌株協(xié)同功能的反映，也是PN-8 分解纖維素物質(zhì)的重要指示指標(biāo)。

纖維素酶活性是影響木質(zhì)纖維素快速降解的重要因素[26‐27]，也是評價微生物木質(zhì)纖維素降解能力的重要指標(biāo)。有研究表明，褐腐菌密黏褶菌（Gloeophyllum trabeum）、不動桿菌（Acinetobacter）、芽孢桿菌及一些放射菌類（Actinomycete）都具有CMC 酶活性和濾紙酶活性，能夠增強(qiáng)木質(zhì)纖維素的降解[12，28‐29]。PN-8分別在培養(yǎng)第3天、第5天濾紙酶活性和CMC-Na 酶活性達(dá)到最高，這也是纖維素降解最快的時間段，PN-8 對木質(zhì)纖維素的降解與不同酶活性有著密切的關(guān)系。通過PN-8 發(fā)酵過程中pH 值變化、產(chǎn)物變化、酶活性變化等不同指標(biāo)分析可以推測，PN-8 菌群纖維素酶的分泌引起了纖維素物質(zhì)的降解和酸類物質(zhì)產(chǎn)生，導(dǎo)致了pH 值下降，不同產(chǎn)物的利用分解又導(dǎo)致了pH 值回升，整個纖維素物質(zhì)的降解過程是不同微生物協(xié)同合作完成的。

3.2 結(jié)論

（1）PN-8 具有很強(qiáng)的小麥秸稈分解能力，小麥秸稈經(jīng)1.5%的NaOH 處理后，PN-8 接種量為5.0%時，小麥秸稈的降解率達(dá)72.7%。另外，PN-8 對pH值有很強(qiáng)的耐受性，可以在pH 值5.0～9.0 保持高效的纖維素降解能力。但PN-8 在葡萄糖含量高于0.1%的條件下喪失纖維素的分解能力。

（2）PN-8 可以產(chǎn)生多種纖維素降解酶，代謝產(chǎn)生多種物質(zhì)，其中甘油質(zhì)量濃度最高，其次是乙酸和乙醇。PN-8 降解小麥秸稈的這種特性為小麥秸稈資源化再利用提供了重要參考，具有一定的研究和應(yīng)用潛力。