CN101348389B - 一种固体发酵基 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适应于人、鸡、猪、牛、羊的粪便和作物秸秆等固体有机废弃物处理生产高效有机肥时使用的一种固体发酵基。将所述的培养好的固体菌剂在无菌通风处晾干,按菌种配比为(w/w)枯草芽孢杆菌32%、地衣芽孢杆菌22%、巨大芽孢杆菌25%、米曲霉7%和伞枝梨头霉14%混合而成固体发酵基。由于本发明在已调节好水分和碳氮比的畜禽粪便、作物秸秆等堆肥原料中掺入本发明的固体发酵基,使其中好氧微生物快速生长繁殖,使堆肥迅速升温,缩短了堆肥发酵周期,实现了无害化处理。使有机质转化为大量腐殖酸,从而提高堆肥稳定化程度,有利土壤改良,提高作物产量和品质,减少了环境污染。

Description

一种固体发酵基
技术领域:
本发明涉及一种适应于人、鸡、猪、牛、羊的粪便和作物秸秆等固体有机废弃物处理生产高效有机肥时使用的一种固体发酵基。
背景技术:
随着我国集约化农业的迅速发展,大量的农业固体有机废弃物被浪费掉,小麦、玉米、水稻、油菜等作物秸秆就地焚烧、规模化养殖业的畜禽粪便随地弃置不仅严重污染了环境,也极大地浪费了这些有机肥产品的原料。将从土壤中因收获作物取走的营养元素最大限度地归还到土壤中去,唯一的途径就是通过施用以畜禽粪便和作物秸秆为原料生产的有机肥来达到此目的。传统的有机肥生产工艺为通过调节原材料的含水量、C/N比、通气条件、搅拌等措施,利用原材料中本身带有的微生物,使有机物料进行好氧发酵,生产有机肥。由于物料中的微生物数量和种类有限,加之微生物活性较低,导致有机物料升温缓慢,高温不高,而且高温持续时间短,以至于畜禽粪便和作物秸秆等有机物料无害化和稳定化程度不高,因此,产生的有机肥质量不高,生产周期长,生产成本高,从而使有机肥生产企业总是处于濒临亏本的状态。而且生产过程中常常会产生大量臭气,造成二次污染。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种实施环境保护,节约资源,利用多种粪便和农作物秸杆等农业固体有机废弃物快速生产高效有机肥的一种固体发酵基。其技术方案是将所述的经三角瓶液体培养、固体培养的几种菌剂在无菌通风处晾干,按菌种配比为(w/w)枯草芽孢杆菌32%、地衣芽孢杆菌22%、巨大芽孢杆菌25%、米曲霉7%和伞枝梨头霉14%混合而成固体发酵基。本发明的优点是该发酵基为干燥固体,其中的微生物在干燥的情况下,常以芽孢和孢子形式存在,可以存活1年以上,由此,该固体发酵基的货架寿命可为1年。发酵基为干燥固体,也利于分装、运输和贮存。发酵基中营养介质为玉米面、豆粕、麸皮等,都是农产品市场上价廉易得的原料,而且营养价值高,有利于微生物在其上生长繁殖和定植。再者,以玉米面、豆粕、麸皮为载体,在堆肥环境下,由于有充足的水分和氧气等适宜条件,微生物的芽孢和孢子会迅速萌发成营养体,利用载体及堆肥中的有机营养物质快速生长繁殖,同时释放大量热量,使堆肥迅速升温。由于发酵基中的微生物具有耐热性,能形成休眠体度过高温阶段,因此在堆肥的整个过程,发酵基中的微生物都在发挥作用,不仅可缩短堆肥发酵周期,而且可大大提高堆肥的效益和质量。且能够高效杀灭堆肥原料中的有害病菌、寄生虫卵和杂草种子,无害化处理彻底。在固体发酵基的作用下,把堆肥原料中的有机质转化为大量腐殖酸,从而提高堆肥稳定化程度,有利改良土壤,提高作物产量和品质。
附图说明:
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式:
如图1所示,将所述的经三角瓶液体培养、固体培养的几种菌剂在无菌通风处晾干。按菌种配比为(w/w)枯草芽孢杆菌32%、地衣芽孢杆菌22%、巨大芽孢杆菌25%、米曲霉7%和伞枝梨头霉14%混合而成固体发酵基。
如图1所示,其生产工艺为:①三角瓶液体培养:在500mL三角瓶中装200mL牛肉膏蛋白胨液体培养基,灭菌后,分别接种2环斜面试管中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌,35℃摇床培养48小时,进行扩增;在500mL三角瓶中装200mL马铃薯蔗糖液体培养基,灭菌后,分别接种2环斜面试管中的米曲霉和伞枝梨头霉,28℃摇床培养4天,进行扩增;②固体培养:将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的三角瓶培养液分别接种到已灭菌的固体培养基(w/w)豆粕10%、玉米面57%、麸皮29%、锯末4%中,接种量为1%v/w,充分搅拌后,分装于已灭菌的铝质锥形桶内,装料量为物料表明距桶上边沿4cm,桶底有均匀分布的小孔以增加通气量,上覆盖4层干净无菌的纱布,35℃培养3天,每天搅拌一次;将米曲霉和伞枝梨头霉的三角瓶培养液分别接种到灭菌的固体培养基(w/w)豆粕20%、玉米面50%、麸皮20%、醋渣5%、锯末5%中,接种量为1%v/w,充分搅拌后,用上述步骤分装,30℃培养5天,每天搅拌一次;③复配:将以上培养好的固体菌剂在无菌通风处晾干。根据堆肥的升温速率以及堆肥的腐熟度,按(w/w)枯草芽孢杆菌32%、地衣芽孢杆菌22%、巨大芽孢杆菌25%、米曲霉7%和伞枝梨头霉14%混合而成。固体发酵基菌含量可达4-6亿/克。
该固体发酵基主要由多种微生物菌种和相应载体所组成。微生物菌种有:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、伞枝梨头霉(Absidia corymbifera(Cohn)Sacc.&Trotter)。其中,伞枝梨头霉已经中科院微生物所鉴定(附中国科学院微生物研究所检测鉴定报告);米曲霉(编号3.0497)、枯草芽孢杆菌(编号1.15)、地衣芽孢杆菌(编号1.518)和巨大芽孢杆菌(编号1.217)购自“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”。以上菌种均用斜面试管4℃保存。
菌种特性:枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌为细菌,生长温度范围为15℃-55℃,均具有芽孢,因此有耐热性。好氧,均能利用碳水化合物为碳源,生长速度快。枯草芽孢杆菌能分解植物组织的果胶和多糖类物质。米曲霉和伞枝梨头霉为真菌,具有较高的纤维素酶活和蛋白酶活,能分解秸秆和畜禽粪便中的有机质。
作用机理:发酵基中所含的细菌数量大,生长繁殖速度快,20-50分钟繁殖一代。在堆肥过程中,它们首先利用堆肥原料中易降解的有机质,快速生长繁殖,释放大量热量,使堆肥快速升温,温度可达60℃以上。由于细菌含有芽孢,耐热性高,在高温阶段可以芽孢休眠体形式度过。发酵基中含量较高的米曲霉和伞枝梨头霉在升温前期,可以产生蛋白酶分解畜禽粪便中的蛋白质,利用堆肥原料中易降解的有机质,快速生长繁殖,生长繁殖过程中也可释放大量热量,使堆肥快速升温。高温阶段米曲霉和和伞枝梨头霉可以孢子形式度过。分泌的胞外纤维素酶最适温度一般为50-60℃,在高温阶段,纤维素酶可以有效分解秸秆中的纤维素,产生易降解的寡糖和葡萄糖。当高温阶段结束,温度下降接近环境温度时,细菌芽孢和真菌孢子萌发,产生营养体(菌体细胞和菌丝体),将堆肥中残留的易降解有机质进一步降解和转化,形成大量腐殖酸,提高堆肥稳定化程度。另外,由于加进的发酵基含有大量活性较高的微生物,在通气良好的条件下能够有效彻底分解堆肥中的有机物,因此在畜禽粪便的堆肥处理过程中,可使低级脂肪酸和含硫化合物等臭气物质浓度大大下降。枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌在局部厌氧环境下,都能够进行产酸发酵,可以调节堆肥pH,保持中性,防止大量NH3的挥发,从而具有一定的保氮作用,提高有机肥的养分含量。
在使用时将已调节好水分和碳氮比的畜禽粪便、作物秸秆等堆肥原料中掺入万分之一至1.5万之一的固体发酵基,充分搅拌后堆置,采用强制通风或定时搅拌,使其中好氧微生物快速生长繁殖,使堆肥迅速升温,温度高达60多度,可持续10天以上,能够高效杀灭有害病菌、寄生虫卵和杂草的种子,无害化处理彻底。

Claims (3)

1.一种固体发酵基,其特征在于将经三角瓶液体培养和固体培养的几种菌剂在无菌通风处晾干后,按配比为(w/w)枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)32%、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)22%、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)25%、米曲霉(Aspergillus oryzae)7%和伞枝梨头霉伞枝梨头霉(Aosidia corumoifera)14%混合而成固体发酵基。
2.根据权利要求1所述的一种固体发酵基,其特征是其生产工艺为:①三角瓶液体培养:在500mL三角瓶中装200mL牛肉膏蛋白胨液体培养基,灭菌后,分别接种2环斜面试管中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌,35℃摇床培养48小时,进行扩增;在500mL三角瓶中装200mL马铃薯蔗糖液体培养基,灭菌后,分别接种2环斜面试管中的米曲霉和伞枝梨头霉,28℃摇床培养4天,进行扩增;②固体培养:将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的三角瓶培养液分别接种到已灭菌的固体培养基(w/w)豆粕10%、玉米面57%、麸皮29%、锯末4%中,接种量为1%v/w,充分搅拌后,分装于已灭菌的铝质锥形桶内,装料量为物料表明距桶上边沿4cm,桶底有均匀分布的小孔以增加通气量,上覆盖4层干净无菌的纱布,35℃培养3天,每天搅拌一次;将米曲霉和伞枝梨头霉的三角瓶培养液分别接种到灭菌的固体培养基(w/w)豆粕20%、玉米面50%、麸皮20%、醋渣5%、锯末5%中,接种量为1%v/w,充分搅拌后,用上述步骤分装,30℃培养5天,每天搅拌一次;③复配:将以上培养好的固体菌剂在无菌通风处晾干,根据堆肥的升温速率以及堆肥的腐熟度,按(w/w)枯草芽孢杆菌32%、地衣芽孢杆菌22%、巨大芽孢杆菌25%、米曲霉7%和伞枝梨头霉14%混合而成固体发酵基。
3.根据权利要求1或2所述的一种固体发酵基,其特征是固体发酵基菌含量可达4-6亿/克。
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Granted publication date: 20110406

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