CN101990988A - 玉米秸秆高效降解复合菌饲料及其制备方法 - Google Patents

玉米秸秆高效降解复合菌饲料及其制备方法 Download PDF

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李维尊
鞠美庭
李铁龙
王雁南
刘乐
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Abstract

本发明涉及一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成；该复合菌剂在好氧发酵装置中与玉米秸秆碎末充分混合，通过不同菌种间的协同作用降解玉米秸秆，提高降解效率，缩短降解时间，使上述物质快速分解并资源化，转化为可供不同禽畜饲用的饲料。这种玉米秸秆高效降解菌剂的使用，能够有效解决因填埋造成的土地占用或焚烧造成的火灾、交通危险以及环境污染等问题。

Description

玉米秸秆高效降解复合菌饲料及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料及其制备方法
背景技术
玉米秸秆含有纤维素、半纤维素、木质素、有机质和氮、磷、钾以及微量元素等，营养丰富。这种垃圾与城市生活垃圾不同，它是由纤维素、半纤维素和木质素组成，直接燃烧，不但污染大气环境、形成火灾隐患、造成交通危险以及影响地区、城市形象，而且热值低，不便于利用；如果进行填埋处理，虽然可以依靠土壤自身的能力将其降解，但降解时间长，消耗土壤中的养分，利用率低；如果将其长期堆置，不但占用土地，而且随着时间的流逝，堆置物自身发酵，产生恶臭和渗滤液，严重破坏周边环境，对人们正常生活产生极大影响。
另一方面，我国饲料的缺口极大。饲料是发展畜牧业的物质基础，饲料短缺是世界性的难题。众所周知，我国是一个人多地少、人均粮食不足400kg的国家，饲料资源严重缺乏。我国饲料年缺口约2000万吨，每年还进口鱼粉160万吨左右，目前进口鱼粉价格暴涨，每吨突破1万元。饲料资源的不足且质量较差将成为制约我国畜牧业持续发展的主要因素。因此大力发展饲料产业填补饲料缺口、提高饲料品质已成为当务之急，逐步缓解“人畜争粮”问题。
综上，迫切需要寻求玉米秸秆资源化技术，以减轻玉米秸秆对环境的危害和影响，并实现秸秆类充分回收和循环再利用，使难以处理的玉米秸秆变废为宝，实现节能减排和低碳经济发展目标。因此，从环境保护和废弃物再利用的角度，迫切需要一种能够快速高效降解玉米秸秆并将其再利用的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种玉米秸秆高效降解复合菌剂及其制备方法。该方法利用玉米秸秆通过微生物协同降解生产饲料，实现废弃物循环再利用，节约土地资源，消除火灾隐患和交通事故隐患，提高资源利用效率，缓解“人畜争粮”问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成；其重量份数为：I号菌剂70-90份；II号菌剂10-30份；I号菌剂是由芽孢杆菌或假单胞菌或链霉菌中至少2种组成；II号菌剂是由链霉菌或酵母菌中至少1种组成。
而且，所述的芽孢杆菌是由枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌或嗜热芽孢杆菌或多粘芽孢杆菌或纳豆芽孢杆菌中至少3种组成；
假单胞菌为施氏假单胞菌；
链霉菌为白色链霉菌；
酵母菌为异常汉逊酵母或热带假丝酵母或产阮假丝酵母或酿酒酵母或白地霉中至少3种组成。
该玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养36-72h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.5-0.8cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占70-90％，II号菌剂占10-30％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度40-45％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度45-55％，玉米秸秆碎末发酵7-10d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。
本发明的优点和有益效果是：
1.本发明采用微生物菌剂协同发酵降解玉米秸秆，不同微生物在降解中分泌互补性酶，在代谢中使底物得到充分降解，从而提高工业发酵过程的效率；单一微生物发酵会有产酶不完全的现象，即所产生的酶是降解所需酶系统中的部分酶，发生降解不完全的现象。
2.本发明采用的微生物菌剂可缩短降解时间。在发酵过程中加入本发明所述的发酵菌剂，使饲料的生产时间缩短至7-10d。相比于单一菌种发酵或其他菌群发酵方法所消耗的时间(饲料生产≥15d)，本发明将降解周期缩短了40％以上，不但简化了生产工艺，提高了设备的利用率，而且有效地降低反应成本20％以上。
3.本发明所需设备简单，工艺简便，实现了玉米秸秆的尤害化处理，同时生产能够饲喂禽畜的饲料，解决了当前玉米秸秆难于降解、再利用的难题，具有极其深远的社会意义和经济价值。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
实施例1：
一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成，其重量份数为：I号菌剂75份，II号菌剂25份。
其中，I号菌剂组成及种类份数为：枯草芽孢杆菌20份，地衣芽孢杆菌35份，多粘芽孢杆菌20份，施氏假单胞菌25份。
II号菌剂组成及种类份数为：白色链霉菌30份，异常汉逊酵母5份、热带假丝酵母15份、产阮假丝酵母20份、酿酒酵母20份、白地霉10组成。
该玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养36h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
培养基为：
芽孢杆菌、假单胞菌、链霉菌培养基为：酵母提取物2.0g/L，葡萄糖8.0g/L，磷酸氢二钾6.5g/L，磷酸二氢钾4.0g/L，硝酸钠3.0g/L，氯化铵1.0g/L，氯化钠3.0g/L，硫酸镁0.05g/L，硫酸锰0.01g/L，硫酸亚铁0.005g/L，pH7.5。
酵母菌培养基为：葡萄糖10.0g/L，蛋白胨7.0g/L，酵母提取物4.0g/L，氯化钠5.0g/L，pH7.0。
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.7cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占75％，II号菌剂占25％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度40％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度45％，玉米秸秆碎末发酵8d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。
实施例2：
一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成，其重量份数为：I号菌剂80份，II号菌剂20份。
其中，I号菌剂组成及种类份数为：枯草芽孢杆菌15份，地衣芽孢杆菌20份，嗜热芽孢杆菌15份，多粘芽孢杆菌15份，施氏假单胞菌25份，白色链霉菌10份。
II号菌剂组成及种类份数为：异常汉逊酵母15份，热带假丝酵母35份，产阮假丝酵母30份，白地霉20份。
该玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养48h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
培养基为：
芽孢杆菌、假单胞菌、链霉菌培养基为：酵母提取物2.0g/L，葡萄糖8.0g/L，磷酸氢二钾6.5g/L，磷酸二氢钾4.0g/L，硝酸钠3.0g/L，氯化铵1.0g/L，氯化钠3.0g/L，硫酸镁0.05g/L，硫酸锰0.01g/L，硫酸亚铁0.005g/L，pH7.5。
酵母菌培养基为：葡萄糖10.0g/L，蛋白胨7.0g/L，酵母提取物4.0g/L，氯化钠5.0g/L，pH7.0。
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.5cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占80％，II号菌剂占20％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度45％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度50％，玉米秸秆碎末发酵9d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。
实施例3：
一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成，其重量份数为：I号菌剂70份，II号菌剂30份。
其中，I号菌剂组成及种类份数为：枯草芽孢杆菌15份，地衣芽孢杆菌25份，纳豆芽孢杆菌15份，多粘芽孢杆菌15份，施氏假单胞菌30份。
II号菌剂组成及种类份数为：白色链霉菌30份，异常汉逊酵母15份，热带假丝酵母10份，产阮假丝酵母25份，啤酒酵母20份。
载体由麦麸粉末构成。
该玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养48h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
培养基为：
芽孢杆菌、假单胞菌、链霉菌培养基为：酵母提取物2.0g/L，葡萄糖8.0g/L，磷酸氢二钾6.5g/L，磷酸二氢钾4.0g/L，硝酸钠3.0g/L，氯化铵1.0g/L，氯化钠3.0g/L，硫酸镁0.05g/L，硫酸锰0.01g/L，硫酸亚铁0.005g/L，pH7.5。
酵母菌培养基为：葡萄糖10.0g/L，蛋白胨7.0g/L，酵母提取物4.0g/L，氯化钠5.0g/L，pH7.0。
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.5cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占70％，II号菌剂占30％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度45％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度53％，玉米秸秆碎末发酵7d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。
实施例4：
一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成，其重量份数为：I号菌剂90份，II号菌剂10份。
其中，I号菌剂组成及种类份数为：枯草芽孢杆菌15份，地衣芽孢杆菌25份，嗜热芽孢杆菌15份，纳豆芽孢杆菌15份，施氏假单胞菌30份。
II号菌剂组成及种类份数为：异常汉逊酵母15份，热带假丝酵母15份，产阮假丝酵母30份，啤酒酵母25份，白地霉15份。
该玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养72h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
培养基为：
芽孢杆菌、假单胞菌培养基为：酵母提取物2.0g/L，葡萄糖8.0g/L，磷酸氢二钾6.5g/L，磷酸二氢钾4.0g/L，硝酸钠3.0g/L，氯化铵1.0g/L，氯化钠3.0g/L，硫酸镁0.05g/L，硫酸锰0.01g/L，硫酸亚铁0.005g/L，pH7.5。
酵母菌培养基为：葡萄糖10.0g/L，蛋白胨7.0g/L，酵母提取物4.0g/L，氯化钠5.0g/L，pH7.0。
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.8cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占90％，II号菌剂占10％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度55％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度55％，玉米秸秆碎末发酵10d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。

Claims (3)

1.一种玉米秸秆高效降解复合菌饲料，其特征在于：该玉米秸秆高效降解复合菌饲料是由玉米秸秆高效降解复合菌发酵玉米秸秆碎末形成，玉米秸秆高效降解复合菌由载体和复合菌剂组成，载体为麦麸粉末，复合菌剂由I号和II号菌剂组成；其重量份数为：I号菌剂70-90份；II号菌剂10-30份；I号菌剂是由芽孢杆菌或假单胞菌或链霉菌中至少2种组成；II号菌剂是由链霉菌或酵母菌中至少1种组成。
2.根据权利要求1所述的玉米秸秆高效降解复合菌饲料，其特征在于：所述的芽孢杆菌是由枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌或嗜热芽孢杆菌或多粘芽孢杆菌或纳豆芽孢杆菌中至少3种组成；
假单胞菌为施氏假单胞菌；
链霉菌为白色链霉菌；
酵母菌为异常汉逊酵母或热带假丝酵母或产阮假丝酵母或酿酒酵母或白地霉中至少3种组成。
3.一种如权利要求1或2所述的玉米秸秆高效降解复合菌饲料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)分别在相应培养基中接种不同菌种后，均于40℃摇床中170r/min，振荡培养36-72h，培养完毕后稀释形成菌液，使每毫升菌个数为4亿个，即4亿/ml；
(2)不同菌液分别按每克载体2亿的菌数吸附到载体上，按照I号菌剂与II号菌剂的成分分别进行混合，即构成I号菌剂和II号菌剂；
(3)将玉米秸秆经粉碎设备粉碎至0.5-0.8cm形成玉米秸秆碎末，按玉米秸秆碎末重量的0.1％取I号菌剂和II号菌剂，其中I号菌剂占70-90％，II号菌剂占10-30％，向玉米秸秆碎末中投加I号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度40-45％；在好氧状态下发酵3d后投加II号菌剂，保持玉米秸秆碎末湿度45-55％，玉米秸秆碎末发酵7-10d后可制得玉米秸秆高效降解复合菌饲料。
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