（3）秸秆资源生物学处理方法

生物方法是利用具有强木质纤维素降解能力的微生物对秸秆先进行固态发酵，把作物秸秆中的木质纤维素预先降解成易于厌氧菌消化的简单物质，以此来缩短随后的厌氧发酵时间、提高干物质消化率和产气率。其技术关键就是寻求强木质素降解能力的菌种，并确定其适宜的发酵条件。秸秆资源生物学处理的法主要分为青贮、酶解、微生物处理三种方法。

青贮的原理主要是通过乳酸菌等有益菌微生物进行厌氧呼吸作用，使青贮原料中的复杂多糖进行厌氧发酵而生成有机酸，从而使有害菌的繁殖得到抑制，使得青贮原料得以保存。

酶解是将酶液喷洒到秸秆表面，使酶液与木质纤维素接触而水解木质纤维素。为了提高秸秆资源的降解率，就必须先对秸秆资源进行预处理，就会提高成本，实际生产中地推广非常困难，所以单纯地应用酶制剂的实践意义不大。

微生物处理主要是通过微生物自身分泌的木质纤维素酶系把秸秆资源细胞壁中的粗纤维（木质素、纤维素和半纤维素）水解成小分子的还原物质，从而进一步的应用到沼气等能源生产中去，还可用于生产饲料等工业中。

Muller和Troesh[49]用担子菌类预处理麦秸后进行厌氧消化处理，结果发现P。 florida在所有的菌种中表现出最快的去木质素功能，且厌氧消化后其生物气产量是未处理的麦秸的两倍。Metha等[50]研究结果发现当秸秆与牛粪的干物质比为3：1时，与未处理的秸秆的产气率相比，经P。 florida处理后的稻秸的产气率提高了8倍。Bisaria和Lin等[51-52]用Pleurotus sajor-caju处理秸秆培养蘑菇后的剩余基质，用于厌氧发酵以生产生物气体，结果其产气率提高了54%。

1。3 研究内容和技术路线

本研究拟开展的主要工作有：

（1）水稻秸秆的3种预处理：NaOH预处理、HCl预处理、纤维素酶预处理，对水稻秸秆成分的影响为目标对三种化学预处理条件进行优化比选；

（2）对三种预处理前后水稻秸秆进行厌氧发酵，分别考察其发酵过程中的pH值、日产气量、总产气量、产甲烷量及底物分解率，得出三种预处理最佳浓度或添加量；

（3）本课题的研究丰富了木质纤维素类原料的预处理方法，从理论上探讨了几种化学预处理的机理，对实现水稻秸秆厌氧发酵产沼的工业化过程提供了重要的实验依据。这对于建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义，尤其是对中国农村的发展更具特殊意义。

具体研究技术路线见图5。

图5  论文层次结构技术路线

2 不同方法预处理对水稻秸秆成分影响研究

2。1 绪言

在水稻秸秆为原料发酵产生沼气过程中，木质素、半纤维素、纤维素水解是限制性步骤，不同预处理方法处理水稻秸秆不仅影响到其表面结构，更影响到后续发酵过程中的pH、产气量、产气速率、产CH4率和VS、TS去除率，故选择合适的稻草纤维素预处理方法对提高稻草的沼气发酵产率十分重要。文献综述

本章采用酸预处理、碱预处理和生物酶预处理等预处理方法对水稻秸秆进行预处理，探究各种预处理方法对其化学成分的影响，探索对水稻秸秆成分处理的最适宜预处理方法。

2。2 材料与方法

2。2。1 试验材料

本文选取自然条件下风干的水稻秸秆作为实验材料，取自淮安市淮阴区王营镇周围村庄，将其用剪刀切成约2～3 cm的小段，并用粉碎机粉碎，并测定其理化指标。实验材料的理化性质见表2。

表2  实验材料的理化性质（%）