CN102344303A - 微生物秸秆腐熟剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微生物秸秆腐熟剂及制备方法，是以康宁木霉、罗杰斯枝穗霉、黄孢原毛平革菌为菌种，分别接种到对应的液体培养基中，液体培养基以玉米粉、酵母膏等为主要原料，制成液体菌种，液体菌种按比例混合后接入到以玉米粉、麸皮、豆粕、稻壳等为主要原料的固体培养料中，采用多菌种复合培养、培养过程分段补料调整酶系组成等技术生产微生物秸秆腐熟剂。本发明产品中含有纤维素酶、木质素过氧化氢酶、木聚糖酶及具有活性的微生物，通过酶菌协同作用，有效促进秸秆中纤维素、半纤维素、木质素分解，加速秸秆在土壤中矿物质化和腐殖化，提高作物产量和品质，改善土壤质量。本发明的固体发酵分段补料技术可显著改善产酶条件，促进酶分泌和优化酶系组成。

Description

微生物秸秆腐熟剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于秸秆还田过程的秸秆腐熟剂，微生物秸秆腐熟剂及其制备方法。

背景技术

我国秸秆资源丰富，每年产量约8亿吨，其中一部分用于秸秆还田，改善土壤质量，增加作物产量。由于农作物秸秆主要是纤维素、半纤维、木质素组成，难以被自然环境中的微生物所分解，因此秸秆在土壤中被分解转化的周期较长，不能被充分利用，同时还影响土壤物理性状和田问耕作，因而限制了秸秆这一重要的有机质资源的还田利用。近些年人们通过添加秸秆腐熟剂来加快秸秆的腐熟过程，促进秸秆的有效利用。

目前研究使用的部分秸秆腐熟剂是由化学合成物质制成，还有一部分腐熟剂由微生物、酶等生物活性物质制成，通过投加腐熟剂使秸秆腐熟制成农用有机肥料。如已公开的200510031704号，名称：“一种促进农业废物堆肥腐熟的活性添加剂及其应用”专利是由芽孢杆菌、黑曲霉、木霉、青霉按比例混合发酵产生的发酵液的复合酶液，液态发酵液经过滤后，在农业废物堆肥开始时，按堆肥原料重量的0.5～1％直接投加。虽然该技术对有机物降解能力与腐熟进程有所提高，但酶菌协同降解秸秆效果仍不理想，菌种在秸秆与土壤组成的系统中定植能力较弱；发酵温度相对较高，腐熟时间也较长。

03118137.6号，名称：“两次接种微生物复合菌剂堆肥法”专利涉及公开一种生活垃圾的堆肥方法，具体涉及接种微生物复合菌剂的堆肥方法，在堆肥的过程中两次添加两种不同功能的复合菌剂A、B进行堆肥。复合菌剂A是由铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉、解脂假丝酵母、褐球固氮菌组成，复合菌剂B是由康宁木霉、粪肥纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌组成。该技术制备菌种组成的种类繁多，制作腐熟时间长，仅菌剂的一级与二级扩培就需要7～9天；生产工艺条件复杂，制作成本较高，不利于推广使用。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的不足，提供一种微生物秸秆腐熟剂及其制备方法，利用该技术生产含有纤维素酶、木质素酶、果胶酶及活性微生物菌的秸秆腐熟剂。该微生物秸秆腐熟剂是利用土壤中对秸秆的主要成分有较强分解作用，相互不产生拮抗作用的3株微生物菌株，通过纯化复壮、液体制种、固体培养、低温干燥等工艺生产出秸秆快速腐熟剂。

本发明选用能够互相协同又不产生拮抗作用的菌种：康宁木霉(Trichoderma koningii)、罗杰斯枝穗霉(Clonostachys rogersoniana)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)作为生产菌种，经活化、复壮后，单个菌种通过液体发酵制成液体菌种，将制成的种子液按比例混合后，接入到固体培养料中发酵，发酵过程中通过分段补料技术，调整培养基的C/N比，改善产酶条件，促进酶分泌和优化酶系组成，发酵料经低温干燥后粉碎包装制成成品。本发明所采用的技术方案是：一种微生物秸秆腐熟剂，其特征是：以康宁木霉、罗杰斯枝穗霉、黄孢原毛平革菌为制备菌种，并分别接种到对应的液体种子培养基中，其中康宁木霉、罗杰斯枝穗霉培养基的W％组成：玉米粉1.5～2.5，酵母膏0.8～1.2，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，氯化钙0.01，PH5.5；黄孢原毛平革菌培养基的W％组成：玉米粉2.5～3.5，酵母膏0.4～0.6，柠檬酸钠0.2～0.3，磷酸二氢钾0.15～0.25，硫酸镁0.05，硫酸锌0.02，硫酸铜0.01，氯化钙0.02，PH4.5；接种后经液体发酵制成液体菌种，三种液体菌种按康宁木霉∶罗杰斯枝穗霉∶黄孢原毛平革菌＝0.8～1.2∶1∶1.0～1.5的重量比接种到固体培养料中发酵制得微生物秸秆腐熟剂。

本发明所述的固体培养料的重量组成为：玉米粉10～15％，麸皮55～65％，豆粕3～7％，稻壳15～20％，硫酸铵0.5～1.5％，磷酸二氢钾0.1％。

本发明微生物秸秆腐熟剂的制备方法包括以下步骤：

1)将活化复壮好的康宁木霉、罗杰斯枝穗霉和黄孢原毛平革菌三菌种分别接种到与之对应的液体种子培养基中，于27～30℃通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养20～24hr制成液体菌种；

2)制成的三种液体菌种按0.8～1.2∶1∶1.0～1.5的重量比混合，混合的液体菌种按W5～10％的比例接种到固体培养料中，再按培养料55～65％的重量比加入水，使液体菌种与固体培养料混均，将混合料于27～30℃下通风培养，通风量为0.3L/kg.min，发酵培养72～80hr，当培养至24hr、48hr时各加入培养料重量0.1～0.15％的葡萄糖，继续培养至发酵结束；

3)将发酵好的培养料于50～60℃条件下干燥，再经粉碎、包装制得秸秆腐熟剂成品。

本发明产品及制备方法的主要特点：

1、复合菌系固态发酵，分段补料，产酶稳定，峰值维持时间长，确保产品酶系组成和酶活；

2、产品中纤维素酶、木质素过氧化氢酶、木聚糖酶等酶系组成稳定，协同作用，有效促进秸秆中纤维素、半纤维素、木质素分解，加速秸秆矿物质化和腐殖化，使秸秆中的养分由无效态和缓效态变为有效态和速效态，利于植物吸收，改善土壤质量；

3、菌种在秸秆与土壤组成的系统中定植能力强，酶菌协同降解秸秆效果显著；

4、腐熟剂制作周期相对较短，使用方便、安全，增产效果显著，在设施蔬菜应用，与不加腐熟剂的秸秆还田对照，平均增产26.3％，同时改善产品质量。

具体实施方式

实施例1：

将活化复壮好的康宁木霉、罗杰斯枝穗霉试管斜面菌种分别接种到由(W％)玉米粉1.5，酵母膏1.0，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，氯化钙0.01，PH5.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr；黄孢原毛平革菌试管斜面菌种接种到由(W％)玉米粉2.5，酵母膏0.5，柠檬酸钠0.25，磷酸二氢钾0.2，硫酸镁0.05，硫酸锌0.02，硫酸铜0.01，氯化钙0.02，PH4.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr制成液体菌种；

经镜检无杂菌后，将上述液体发酵制成的三种液体种子按康宁木霉∶罗杰斯枝穗霉∶黄孢原毛平革菌＝0.8∶1∶1.2重量比混合，再按W10％的比例接种到固体培养料中，固体培养料的组成为(W％)：玉米粉10％，麸皮65％，豆粕5％，稻壳19％，硫酸铵1％，磷酸二氢钾0.1％；加入培养料重量60％的水分，使液体菌种与固体培养料混均后，将混合料于27～30℃固体通风培养，通风量为0.3L/kg.min，培养72hr，当培养至24hr时加入培养料重量0.1％的葡萄糖，培养至48hr时再加入培养料重量0.1％的葡萄糖，继续培养至72hr发酵结束；将发酵好的培养料于55～60℃条件下干燥，再经粉碎、包装制得秸秆腐熟剂成品。

实施例2：

将活化复壮好的康宁木霉、罗杰斯枝穗霉试管斜面菌种分别接种到由(W％)玉米粉2.0，酵母膏1.0，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，氯化钙0.01，PH5.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr；黄孢原毛平革菌试管斜面菌种接种到由(W％)玉米粉3.0，酵母膏0.5，柠檬酸钠0.2，磷酸二氢钾0.2，硫酸镁0.05，硫酸锌0.02，硫酸铜0.01，氯化钙0.02，PH4.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr制成液体菌种；

经镜检无杂菌后，将上述液体发酵制成的三种液体种子按康宁木霉∶罗杰斯枝穗霉∶黄孢原毛平革菌＝0.8∶1∶1.2重量比混合，再按W10％的比例接种到固体培养料中，固体培养料的组成为(W％)：玉米粉12％，麸皮62％，豆粕6％，稻壳19％，硫酸铵1％，磷酸二氢钾0.1％；加入培养料重量60％的水分，使液体菌种与固体培养料混均后，将混合料于27～30℃固体通风培养，通风量为0.3L/kg.min，培养72hr，当培养至24hr时加入培养料重量0.1％的葡萄糖，培养至48hr时再加入培养料重量0.1％的葡萄糖，继续培养至72hr发酵结束；将发酵好的培养料于55～60℃条件下干燥，再经粉碎、包装制得秸秆腐熟剂成品。

实施例3：

将活化复壮好的康宁木霉、罗杰斯枝穗霉试管斜面菌种分别接种到由(W％)玉米粉2.5，酵母膏1.2，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，氯化钙0.01，PH5.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr；黄孢原毛平革菌试管斜面菌种接种到由(W％)玉米粉3.5，酵母膏0.6，柠檬酸钠0.25，磷酸二氢钾0.2，硫酸镁0.05，硫酸锌0.02，硫酸铜0.01，氯化钙0.02，PH4.5组成的液体培养基中，于27～30℃下通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养24hr制成液体菌种；

经镜检无杂菌后，将上述液体发酵制成的三种液体种子按康宁木霉∶罗杰斯枝穗霉∶黄孢原毛平革菌＝0.8∶1∶1.2重量比混合，再按W10％的比例接种到固体培养料中，固体培养料的组成为(W％)：玉米粉15％，麸皮63％，豆粕6％，稻壳15％，硫酸铵1％，磷酸二氢钾0.1％；加入培养料重量60％的水分，使液体菌种与固体培养料混均后，将混合料于27～30℃固体通风培养，通风量为0.3L/kg.min，培养72hr，当培养至24hr时加入培养料重量0.1％的葡萄糖，培养至48hr时再加入培养料重量0.1％的葡萄糖，继续培养至72hr发酵结束；将发酵好的培养料于55～60℃条件下干燥，再经粉碎、包装制得秸秆腐熟剂成品。

Claims (3)

1.一种微生物秸秆腐熟剂，其特征是：以康宁木霉、罗杰斯枝穗霉、黄孢原毛平革菌为制备菌种，并分别接种到对应的液体种子培养基中，其中康宁木霉、罗杰斯枝穗霉培养基的W％组成：玉米粉1.5～2.5，酵母膏0.8～1.2，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，氯化钙0.01，PH5.5；黄孢原毛平革菌培养基的W％组成：玉米粉2.5～3.5，酵母膏0.4～0.6，柠檬酸钠0.2～0.3，磷酸二氢钾0.15～0.25，硫酸镁0.05，硫酸锌0.02，硫酸铜0.01，氯化钙0.02，PH4.5；接种后经液体发酵制成液体菌种，三种液体菌种按康宁木霉∶罗杰斯枝穗霉∶黄孢原毛平革菌＝0.8～1.2∶1∶1.0～1.5的重量比接种到固体培养料中发酵制得微生物秸秆腐熟剂。

2.按照权利要求1所述的微生物秸秆腐熟剂，其特征是：所述的固体培养料的重量组成为：玉米粉10～15％，麸皮55～65％，豆粕3～7％，稻壳15～20％，硫酸铵0.5～1.5％，磷酸二氢钾0.1％。

3.按照权利要求1或2所述微生物秸秆腐熟剂的制备方法，其特征在于该微生物秸秆腐熟剂的制作包括以下步骤：

1)将活化复壮好的康宁木霉、罗杰斯枝穗霉和黄孢原毛平革菌三菌种分别接种到与之对应的液体种子培养基中，于27～30℃通风培养，通风量为0.15L/L.min，培养20～24hr制成液体菌种；

2)制成的三种液体菌种按0.8～1.2∶1∶1.0～1.5的重量比混合，混合的液体菌种按W5～10％的比例接种到固体培养料中，再按培养料55～65％的重量比加入水，使液体菌种与固体培养料混均，将混合料于27～30℃下通风培养，通风量为0.3L/kg.min，发酵培养72～80hr，当培养至24hr、48hr时各加入培养料重量0.1～0.15％的葡萄糖，继续培养至发酵结束；

3)将发酵好的培养料于50～60℃条件下干燥，再经粉碎、包装制得秸秆腐熟剂成品。