我国是全世界最大的烟草市场,种植面积约2118万亩。每年产生大量废弃烟秆被堆积于田间地头造成土壤污染和病害加剧,还有部分烟秆被直接焚烧造成资源浪费和大气污染[1]。利用生物制剂降解和高温堆肥技术,将废弃烟秆转化为生物有机肥,是减少烟秆丢弃或焚烧造成资源浪费、环境污染和土传病害传播的有效手段。当前,用纤维素降解菌堆肥发酵烟秆制备有机肥的方法,已进入工业化生产阶段。然而这种方法堆肥腐熟的有机肥中仍有大量的木质素未被降解,影响堆肥腐熟程度和速度。为筛选降解烟秆的菌株,我们从自然环境中采集烟秆堆腐殖、白栎腐殖、白蚁、葡萄枝等样品,接种到细菌、真菌和放线菌的功能性筛选平板上,并多次划线纯化,分离筛选得到了 69株可产生木质素酶的微生物。对初筛的有效菌株进行复筛,细菌接种到液体产酶培养基上,于摇床中震荡培养,真菌接种到固体产酶培养基上,于培养箱中静置培养。对完成产酶培养的发酵曲进行粗酶液提取,测定了木质素酶的酶活力。复筛获得了 14株综合酶活力较高的木质素降解菌,分别为:A3、A4、AM2、Y1、Y9、P8、Y3、Y8、Y22、Y24、Y32、Y34、Y37和 Y38。对复筛得到的14株木质素酶活力较高的降解菌进行拮抗实验,将无拮抗抑制的菌株进行烟秆降解效果实验。降解效果实验分为四组进行,将菌株按照单独接种、两株接种、三株接种和四株接种的方式,转接到烟杆固体发酵培养基上,经过35 d的静置发酵培养,提取粗酶液测定酶活力,并测定每组发酵曲的半纤维素、纤维素和木质素的降解率。这四组实验中,有两个组合的降解效果较明显,分别是组合B和组合C。其中组合B为Y38/P8/Y9,组合C为Y3/Y34/P8/Y9。组合B对烟杆的降解率:半纤维素降解率33.70%、纤维素降解率39.93%、木质素降解率44.61%;组合C对烟杆的降解率:半纤维素降解率39.74%、纤维素降解率41.22%、木质素降解率48.01%。结果表明,这两个实验组合不仅对烟秆的降解率高,而且可以同时降解木质素、纤维素和半纤维素,具有明显的优势。对降解效果比较明显的菌株进行鉴定,细菌采用革兰氏染色、生理生化鉴定和16S基因序列分析鉴定。测序结果比对得知为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtlis)Y3、Y38,漠海威芽孢杆菌(Bacillusmojavensis)Y34。真菌经过形态特征鉴定和ITS基因序列分析鉴定。测序结果比对得知菌株为盘长孢状刺盘孢(Colletotrichum gloeosporidides)P8和杂色曲霉(Aspergullusversicolor)Y9。Y3、Y34、Y38在烟秆产酶培养基中分泌的最大木质素降解酶酶活分别为:木质素过氧化物酶867.01 IU/mL、768.54 IU/mL、983.98 IU/mL,锰过氧化物酶 643.97 IU/mL、581.97 IU/mL、270.77 IU/mL,漆酶 11.73 IU/mL、30.24 IU/mL、26.89 IU/mL;P8、Y9在烟秆产酶培养基中的分泌的最大木质素降解酶酶活分别为:木质素过氧化物酶977.45 IU/g、134.07 IU/g,锰过氧化物酶990.14 IU/g、194.98 IU/g,漆酶 106.67 IU/g、34.99 IU/g。本研究通过从自然界中筛选,分离纯化得到木质纤维素高效降解菌,在烟秆培养基中接种木质纤维素高效降解菌,测定木质纤维素降解菌对烟秆堆肥的强化效果,解决了以往菌株降解率低和只能作用于单一木质素或纤维素的问题,为进一步缩短烟秆堆肥周期、提高烟秆堆肥产品质量奠定了基础。