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木薯是大戟科植物的块根,主要分布于热带地区。2015年我国木薯种植面积已经增至1 500万亩,是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。每年木薯制作成木薯淀粉后,剩下的副产品木薯渣约有150万t。废弃木薯渣的处理问题一直困扰着人们。木薯渣含有很高的纤维素,用于生物质提取具有很高的开发潜力,但除了作为燃料、饲料之外一直没有得到更深入的利用。本文的一系列实验是利用微生物作为自然界分解者的能力,降解木薯渣,并制成复合菌剂。利用自生固氮菌和纤维素分解菌制作成复合菌种,接种到添加了木薯渣的培养基中,通过优化菌种配比和发酵工艺,纤维素分解菌降解木薯渣中的纤维素,同时促进固氮菌生长,使发酵产物中含氮量大大增加,木薯渣中的生物质资源得到充分利用,减少废弃木薯渣对环境的污染。本文通过一系列的实验得出以下结果:1、由实验室提供6株自生固氮菌和6株纤维素分解菌,分别培养并测定固氮菌的OD值和总氮量、测定纤维素分解菌的CMC酶活,将数据从高到低排列,通过比较,筛选出明显生长状况最好的2株自生固氮菌和2株纤维素分解菌。鉴定2株固氮菌为敏捷黄色杆菌（Xanthobacter agilis）和褐球固氮菌（Azotobacter chroococcum）,2株纤维素菌为地衣芽孢杆菌（Bacillus lichenifpus）和杂色曲霉（Aspergillus versicolor）。敏捷黄色杆菌的总氮量达到1.462 mg/mL、褐球固氮菌的总氮量达到1.435 mg/m L、地衣芽孢杆菌的CMC酶活达到2560.5μg·30min-1·mL-1、杂色曲霉的CMC酶活达到2516.0μg·30min-1·m L-1。通过进行拮抗实验,结果显示所有菌之间没有拮抗性,可以制成复合菌进行混合发酵,降解木薯渣。2、以发酵液的总氮量、CMC酶活和还原糖含量为指标,优选4株菌的接种比例。实验结果表明:敏捷黄色杆菌、褐球固氮菌、地衣芽孢杆菌、杂色曲霉的接种比例皆为2%[悬菌（孢子）液体积/锥形瓶装量体积,以下省略]。发酵72 h后,总氮量达到2.855 mg/m L,CMC酶活达到3391.7μg·30min-1·mL-1。3、以发酵液的总氮量和CMC酶活为指标,进行降解木薯渣的培养基氮源筛选。实验结果表明黄豆粉为最优氮源:发酵72 h后,总氮量达到2.996 mg/mL,CMC酶活达到3936.3μg·30min-1·mL-1。以发酵液的总氮量和CMC酶活为指标,添加2%木薯渣粉,进行降解木薯渣发酵培养基的速效碳源筛选。实验结果表明甘露醇为最优速效碳源:发酵72 h后,总氮量达到3.137 mg/m L,CMC酶活达到3961.9μg·30min-1·m L-1。4、以发酵液的总氮量、CMC酶活和还原糖含量为指标,对降解木薯渣发酵培养基配方进行优化。实验结果表明最优培养基配方为:木薯渣粉50.0 g,甘露醇20.0 g,黄豆粉3.0 g,KH2PO4 1.0 g,CaCl2 0.2 g,MgSO4·7H2O 0.3 g,蒸馏水1 000 m L,pH=7.27.3。发酵72 h后,总氮量达到3.991 mg/m L,CMC酶活达到4071.7μg·30min-1·m L-1。5、以发酵液的总氮量、CMC酶活和还原糖含量为指标,对降解木薯渣发酵工艺进行优化。实验结果表明最优发酵工艺为:初始pH=7.0、培养温度40℃、接种量5%、培养液装量120 m L/250 mL锥形瓶、在140 r/min转速下发酵。发酵72 h后,总氮量达到4.258 mg/m L,CMC酶活达到4227.6μg·30min-1·m L-1。复合菌具有高效的木薯渣降解能力,与单一菌种发酵相比较,筛选到自生固氮菌中生长能力最强的敏捷黄色杆菌,发酵液中总氮量仅为1.462 mg/m L,复合菌发酵液中的总氮量为4.258 mg/m L,比敏捷黄色杆菌提高了191.24%;纤维素分解菌中生长能力最强的地衣芽孢杆菌,发酵液中CMC酶活仅为2560.5μg·30min-1·mL-1,复合菌发酵液中的CMC酶活为4227.6μg·30min-1·mL-1,比地衣芽孢杆菌提高了65.11%。所以复合菌通过降解木薯渣,能解决固氮菌固氮效率低和需要能量大的问题。复合菌与单菌发酵相比较,能固定更多空气中的氮元素,纤维素分解菌能产生更高的酶活,同时又能减少发酵产物还原糖对纤维素分解酶的抑制作用。综上所述,复合菌的协同作用使固氮菌和纤维素分解菌二者互惠互利,生物效应得到了增强,达到了高效降解木薯渣和产生更多有利于农业生产的降解产物的目的。