我国农业生产中,每年可产生7亿t左右的秸秆,这对耕地及草原面积相对不足的我国而言,无疑是一种宝贵的资源(韩佳慧等2009)。利用微生物降解玉米秸秆,可有效提高其综合利用率,同时具有经济、环保的特点,已逐渐成为近年来研究的热点(史央等2002;Masohiro N et al. 2001;Rizzatti A C S et al. 2001)。目前,测定菌株产CMC酶(羧甲基纤维素酶)、木聚糖酶等酶的活性已经被普遍应用到秸秆微生物降解研究的选种方法当中,但对接种高酶活菌株后秸秆降解效果的研究相对较少,尤其是关于酶活与降解率之间关系的定量研究更是鲜见报道;并且在秸秆实际发酵降解过程中,各影响因素交互作用的定量模型也研究的较少。因此,本研究对所选样品中的菌种进行了分离筛选、性能测定以及鉴定,同时研究了产酶能力与秸秆降解率之间的关系,接着进行了优良菌株的生物学特性研究及秸秆固体发酵工艺的优化,以期为玉米秸秆的微生物降解提供理论依据。主要研究结果如下:1.筛选出了降解玉米秸秆能力较强的霉菌一株,编号为F6。通过对供试样品进行富集培养,对富集培养基中的菌种进行平板涂布分离及多次转接纯化,并对所得菌株采用微晶纤维素培养基进行初筛及滤纸降解试验进行复筛,得到有较好纤维降解能力的霉菌、放线菌、细菌各5株。经CMC酶、木聚糖酶活性测定及玉米秸秆降解率测定最终得到玉米秸秆降解能力较强的霉菌F6、放线菌A4和细菌B4,其CMC酶和木聚糖酶最大酶活分别为:14.57μmol/min·g和25.69μmol/min·g,8.62μmol/min·g和27.07μmol/min·g以及6.41μmol/min·g和20.79μmol/min·g;霉菌F6的降解率最高,达44.80 %。经鉴定属于绿色木霉(Trichoderma viride)。绿色木霉F6对玉米秸秆降解能力最强,选为后续固体发酵实验的菌种。2.不同菌株产CMC酶最大酶活与木聚糖酶最大酶活显著相关。本研究中复筛所得5株霉菌、5株放线菌及5株细菌各组产CMC酶活与木聚糖酶活均显著相关。说明菌株木聚糖酶活性的增加可有效促进CMC酶的活性,对促进纤维结构的降解有一定意义。3.不同菌株产CMC酶及木聚糖酶的最大酶活对其降解玉米秸秆的能力影响较大。本研究得出复筛所得5株霉菌、5株放线菌和5株细菌产这两种酶的最大酶活与秸秆降解率之间关系的回归方程,经方差验证相关性极显著。说明不同菌株降解秸秆的能力受其在玉米秸秆上产CMC酶及木聚糖酶最大酶活的影响较大。4.绿色木霉F6在多种培养基上均能生长,可生长的温度及pH范围广泛,且不同培养基、温度及pH对绿色木霉F6的生长情况影响显著。对绿色木霉F6的生物学特性进行初步研究,结果表明绿色木霉F6在察氏培养基(CA),马丁氏培养基(MA),马铃薯葡萄糖培养基(PDA),马铃薯蔗糖培养基(PSA)及水琼脂培养基(WA)这5种供试培养基上均能生长,但在CA上生长速度最快,且孢子密度最大。将绿色木霉F6适宜生长的培养基排序为: CA>PDA>PSA>WA>MA。绿色木霉F6在18±1℃~38±1℃范围内均能生长,以33±1℃生长最快,产孢量也最大。55℃加热15 min可使F6致死。绿色木霉F6喜好中性偏酸条件,在pH 4~8的范围内均可以生长,在pH为6时生长最适。方差分析结果表明,不同培养基、温度及pH对F6菌丝生长速率的影响差异均可达极显著水平。5.通过模型优化得出绿色木霉F6降解玉米秸秆的工艺参数。确定了绿色木霉F6降解玉米秸秆的工艺参数是:温度32.0℃,基质含水率62.2 %,接种量1.0 ml/g(基质),基质初始pH 5.8。降解温度及基质含水率的增加对秸秆降解率的影响最为明显,其中发酵温度是发酵过程中的关键控制因素。各因素的互作效应表明:发酵温度与基质含水率、接种量与初始pH的互作能产生有利的试验效果,即适当增加试验参数的量有助于提高发酵后玉米秸秆的降解率。