CN104774793B - 一种秸秆腐解菌剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆腐解菌剂及其应用。本发明所提供的秸秆腐解菌剂，它的活性成分是由黑曲霉、拟康氏木霉、鲜绿青霉、解木聚糖梭菌、假单胞菌和枯草芽孢杆菌组成。利用本发明提供的秸秆腐熟菌剂对农作物秸秆有快速分解效果，施用本发明提供的秸秆腐熟菌剂7天可使小麦秸秆的总分解率和水稻秸秆的总分解率分别达25.6％和28.9％，10天可使玉米秸秆的总分解率和油菜秸秆的总分解率分别达30.8％和23.5％；施用本发明提供的秸秆腐熟菌剂15天可使小麦秸秆的总分解率和水稻秸秆的总分解率均可达60.1％，20天可使玉米秸秆的总分解率和油菜秸秆的总分解率分别达63.8％和57.7％。

Description

一种秸秆腐解菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及生物领域中一种秸秆腐解菌剂及其应用。
背景技术
农作物秸秆还田是一项重要的农业耕作措施，对提高土地利用效率，保持土壤有机质含量，对实现生态循环农业具有积极意义。但农作物秸秆的主要成分是纤维素(38-50％)、半纤维素(17％-32％)和木质素(15％-30％)，这三种成分相互紧密结合，结构致密，在自然状态下较难分解。因此，要达到理想的秸秆腐解效果必须有针对性地强化破坏秸秆中的结构，才能实现秸秆的快速分解。目前大多数农作物秸秆还田腐解菌剂存在微生物代谢类型和功能单一、针对性不强和复配比例不当等问题，无法达到快速高效的秸秆腐解效果，难以大规模推广应用。
如何快速有效分解农作物秸秆，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何快速分解秸秆。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种快速秸秆腐解菌剂，该秸秆腐解菌剂可作为秸秆直接还田的菌剂。
本发明所提供的秸秆腐解菌剂，它的活性成分是由黑曲霉、拟康氏木霉、鲜绿青霉、解木聚糖梭菌、假单胞菌和枯草芽孢杆菌组成。
上述秸秆腐解菌剂中，所述黑曲霉具体可为黑曲霉ZM-8，黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)在中国典型培养物保藏中心的编号为CCTCC NO：M209125；所述拟康氏木霉具体可为在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的编号为CGMCCNO.3.6608的拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)；所述鲜绿青霉具体可为在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的编号为CGMCC NO.3.5933的鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)；所述解木聚糖梭菌具体可为在德国微生物菌种保藏中心的编号为DSM No.6555的解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)；所述假单胞菌具体可为在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的编号为ACCC No.11691的假单胞菌(Pseudomonas sp.)；所述枯草芽孢杆菌具体可为在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的编号为ACCC No.03189的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。
上述秸秆腐解菌剂中，所述菌剂的活性成分中，所述黑曲霉、所述拟康氏木霉、所述鲜绿青霉、所述解木聚糖梭菌、所述假单胞菌和所述枯草芽孢杆菌的菌落形成单位(cfu)数目比可为(2-3):(2-3):(2-3):(4-6):(4-5):(4-5)，如1:(1-1.5):(1-1.5):(2-3):(2-2.5):(2-2.5)，或1:1.5:1.5:2:2:2。
上述秸秆腐解菌剂中，所述菌剂的活性成分可为所述黑曲霉、所述拟康氏木霉、所述鲜绿青霉、所述解木聚糖梭菌、所述假单胞菌和所述枯草芽孢杆菌经发酵培养后，或直接使用或浓缩使用或经载体吸附而制成的活菌制品。
上述秸秆腐解菌剂中，所述菌剂的剂型可为多种剂型，如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。
上述秸秆腐解菌剂还可包括载体。所述载体可为固体载体和/或液体载体。所述固体载体为矿物材料、生物材料和/或高分子化合物；所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石、草炭土和硅藻土中的至少一种；所述生物材料为各类作物的秸秆、松壳、稻草、花生壳、玉米粉、豆粉、淀粉、草炭和动物的粪便中的至少一种；所述高分子化合物为聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液体载体可为有机溶剂、植物油、矿物油或水；所述有机溶剂为癸烷和/或十二烷。所述粘土具体可为凹凸棒粘土。所述凹凸棒粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土矿物，主要化学成分是水合镁铝硅酸盐，含有K、Na、Ca、Fe、Al、Mg、Mn、Ti等元素，具有独特的分散能力和吸附能力。
上述秸秆腐解菌剂中，所述载体具体可由凹凸棒粘土和食用菌渣按照2：3的质量比(干重)混合而成。其中，食用菌渣为用农作物秸秆、木屑等作为代料栽培原料制成培养基，待食用菌收获后培养基的剩余物。
上述秸秆腐解菌剂中，所述菌剂的活性成分的含量为1×107cfu-1×108cfu/g菌剂，如所述菌剂的活性成分的含量为1×107cfu/g菌剂。
上述秸秆腐解菌剂中，所述菌剂的微生物可以以活细胞的发酵液、被培养的活细胞、细胞培养物的滤液或细胞与滤液的混合物的形式存在。在本发明的一个实施例中，所述黑曲霉、所述拟康氏木霉、所述鲜绿青霉、所述解木聚糖梭菌、所述假单胞菌和所述枯草芽孢杆菌可以以活细胞的发酵液、被培养的活细胞、细胞培养物的滤液或细胞与滤液的混合物的形式存在。
所述秸秆腐解菌剂具体可为下述至少一种菌剂：1)秸秆直接还田的菌剂；2)提高农作物秸秆中纤维素分解率的菌剂；3)提高农作物秸秆中半纤维素分解率的菌剂；4)提高农作物秸秆中木质素分解率的菌剂；5)提高农作物秸秆分解率的菌剂。
本发明还提供了一种制备菌剂的方法，该方法包括将上述黑曲霉、上述拟康氏木霉、上述鲜绿青霉、上述解木聚糖梭菌、上述假单胞菌和上述枯草芽孢杆菌按照所述比例混合，得到所述菌剂的活性成分。
上述制备菌剂的方法中，还包括将吸附载体和所述菌剂的活性成分混合，得到所述菌剂的步骤；所述菌剂中总菌体含量为1×107cfu-1×108cfu/g，如1×107cfu/g。
上述制备菌剂的方法中，所述吸附载体具体可由凹凸棒粘土粉和食用菌渣按照2：3的质量比(干重)混合而成。其中，食用菌渣可为用农作物秸秆、木屑等作为代料栽培原料制成培养基，待食用菌收获后培养基的剩余物。
上述制备菌剂的方法中，具体可用发酵培养基培养所述活性成分，采用的培养条件可为：培养温度30-35℃，培养时间为48-72小时；在本发明的一个实施例中，培养条件具体可为：培养温度30℃，培养时间为48-72小时。
上述秸秆腐解菌剂在制备提高农作物秸秆分解率和/或提高农作物秸秆中纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中半纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中木质素分解率的产品中的应用也属于本发明的保护范围。
上述秸秆腐解菌剂在制备产品中的应用中，所述产品可为微生物肥料。所述微生物肥料可为复合微生物肥料和/或生物有机肥。所述复合微生物肥可为菌剂、营养物质和有机质复合而成的肥料，所述复合微生物肥既有微生物的作用，又有化肥的作用。所述生物有机肥可为菌剂和腐熟的有机肥复合而成的一类肥料。复合微生物肥料和/或生物有机肥的剂型可为颗粒剂。
本发明所提供的如下a、b、c或d中任一方法也属于本发明的保护范围：
a、提高土壤中秸秆分解率的方法，包括向土壤中施入所述菌剂，提高土壤中秸秆分解率；所述土壤为秸秆还田的土壤；
b、提高农作物秸秆中纤维素分解率的方法，包括向土壤中施入所述菌剂，提高土壤中农作物的纤维素分解率；所述土壤可为秸秆还田的土壤或未秸秆还田的土壤；
c、提高农作物秸秆中半纤维素分解率的方法，包括向土壤中施入所述菌剂，提高土壤中农作物的半纤维素分解率；所述土壤可为秸秆还田的土壤或未秸秆还田的土壤；
d、提高农作物秸秆中木质素分解率的方法，包括向土壤中施入所述菌剂，提高土壤中农作物的木质素分解率；所述土壤可为秸秆还田的土壤或未秸秆还田的土壤。
在本发明的实施例中，所述农作物秸秆可为玉米秸秆、油菜秸秆、小麦秸秆或油菜秸秆中的任一种。
实验证明，施用本发明提供的秸秆腐熟菌剂7天可使小麦秸秆的总分解率和水稻秸秆的总分解率分别达25.6％和28.9％，10天可使玉米秸秆的总分解率和油菜秸秆的总分解率分别达30.8％，和23.5％；施用本发明提供的秸秆腐熟菌剂15天可使小麦秸秆的总分解率和水稻秸秆的总分解率均可达60.1％，20天可使玉米秸秆的总分解率和油菜秸秆的总分解率分别达63.8％和57.7％。本发明提供的秸秆腐熟菌剂能快速分解农作物秸秆，农作物秸秆中的纤维素分解率、半纤维素分解率、木质素分解率和总分解率显著增加。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所用的黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125于2009年6月10日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址为：中国武汉大学)。在下文中简称黑曲霉ZM-8。
下述实施例中所用的拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCCNO.3.6608于2003年4月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，自该保藏日起公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心获得该菌株。
下述实施例中所用的鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933于2002年11月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，自该保藏日起公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心获得该菌株。
下述实施例中所用的解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555(即解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555T)为DSMZ产品，记载该菌株的相关文献为Chamkha M1,Garcia JL,Labat M.Metabolism of cinnamic acids by someClostridiales and emendation of the descriptions of Clostridium aerotolerans,Clostridium celerecrescens and Clostridium xylanolyticum.Int J Syst EvolMicrobiol.2001Nov；51(Pt 6):2105-11。
下述实施例中所用的假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691于2006年9月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心(简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081)，自该保藏日起公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心获得该菌株。
下述实施例中所用的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189于1978年6月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心(简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081)，自该保藏日起公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心获得该菌株。
下述实施例中所用的培养基如下：
1号培养基(查氏培养基)：溶质及其浓度为：NaNO3 3g/L，K2HPO4 1g/L，KCl 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，FeSO4 0.01g/L，蔗糖20g/L，琼脂15g/L；溶剂为水；pH7.0±0.1。121℃高压灭菌15min。
2号培养基(PDA培养基)：去皮的马铃薯200g切成小块，加入1L蒸馏水煮沸30分钟，过滤，向滤液中加入葡萄糖和琼脂各15g，用蒸馏水定容至1L，pH7.0±0.1，121℃高压灭菌15min。
3号培养基(Mandels改良营养盐液)：溶质及其浓度为：(NH4)2SO4 2g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，KH2PO4 0.1g/L，玉米秸秆粉2g/L；溶剂为水；pH7.0±0.1。121℃高压灭菌15min。
4号培养基(PCS改良培养基)：溶质及其浓度为：蛋白胨5g/L，酵母粉1g/L，玉米秸秆粉5g/L，NaCl 5g/L，K2HPO4 1g/L，MgSO4·7H2O 0.35g/L，CaCO3 3g/L；溶剂为水；pH7.2±0.1。121℃高压灭菌15min。
下述实施例中所述的吸附载体由凹凸棒粘土粉和食用菌渣按照2：3的质量比(干重)混合而成。其中，凹凸棒粘土粉的粒径为0.10-0.15mm，为安徽省明光市国星凹土有限公司产品；食用菌渣为用农作物秸秆、木屑等作为代料栽培原料制成培养基，待食用菌收获后培养基的剩余物，食用菌渣粒径大小为2.00-3.00mm。
本实施例中，测定农作物秸秆的总分解率参考范式洗涤法，用纤维素分析仪(北京和众视野科技有限公司产品，产品目录号为ANKOM220)按照该纤维素分析仪的说明书测定秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的质量，然后根据下述公式分别计算秸秆木质素的分解率、秸秆纤维素的分解率、秸秆半纤维素的分解率和秸秆的总分解率：秸秆木质素的分解率＝(处理前秸秆的木质素质量-处理后秸秆的木质素质量)/处理前秸秆的木质素质量×100％；秸秆纤维素的分解率＝(处理前秸秆的纤维素质量-处理后秸秆的纤维素质量)/处理前秸秆的纤维素质量×100％；秸秆半纤维素的分解率＝(处理前秸秆的半纤维素质量-处理后秸秆的半纤维素质量)/处理前秸秆的纤维素质量×100％；秸秆的总分解率＝(处理前秸秆质量-处理后秸秆质量)/处理前秸秆质量×100％。实验重复三次，取平均值。
实施例1、菌剂的制备
1、活化
1.1、将黑曲霉ZM-8接种在1号培养基上，置于30℃培养箱培养3天，得到活化的黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125。
1.2、将拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933分别接种在2号培养基上，置于30℃培养箱培养3天，分别得到活化的拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933。
1.3、将解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189分别接种于装有100ml 4号培养基的250ml三角瓶中，置于30℃培养箱静置培养3天，分别得到活化的解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189。
2、扩大培养
将步骤1中1.1和1.2活化的黑曲霉ZM-8、拟康氏木霉(Trichodermapseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCCNO.3.5933分别接入三个装有3号培养基的发酵罐和步骤1中1.3活化的解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189分别接入两个装有4号培养基的发酵罐，均在30℃进行静止逐级扩大培养，扩大培养过程中接种量为5％-10％(体积百分比含量)，分别得到黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125发酵液(1×108cfu/ml)(简称黑曲霉ZM-8发酵液)、拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCCNO.3.6608发酵液(1×108cfu/ml)(简称拟康氏木霉发酵液)、鲜绿青霉(Penicilliumvisidicatum)CGMCC NO.3.5933发酵液(1×108cfu/ml)(简称鲜绿青霉发酵液)、解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555发酵液(1×108cfu/ml)(简称解木聚糖梭菌发酵液)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691发酵液(1×108cfu/ml)(简称假单胞菌发酵液)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189发酵液(1×108cfu/ml)(简称枯草芽孢杆菌发酵液)。
3、菌剂的制备
3.1、菌剂A的制备
按照步骤2得到的解木聚糖梭菌发酵液、假单胞菌发酵液和枯草芽孢杆菌发酵液的菌落形成单位(cfu)数目比为1:1:1的比例进行混合得到发酵混合液A。该发酵混合液A中，解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonassp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189的含量均为3.3×107cfu/ml。将吸附载体和上述发酵混合液A混合，保持总含水量为75％(质量百分比)，30℃静止培养3天待充分吸附后，35℃通风自然干燥得到菌剂A，菌剂A中的活性成分的含量为1×107cfu/g菌剂，菌剂A的活性成分为：解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSMNo.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ACCC No.03189。所述菌剂A中，解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSMNo.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ACCC No.03189的菌落形成单位(cfu)数目比为1:1:1。
3.2、菌剂B的制备
按照步骤2得到的黑曲霉ZM-8发酵液、拟康氏木霉发酵液和鲜绿青霉发酵液的菌落形成单位(cfu)数目比为1:1:1的比例进行混合得到发酵混合液B。该发酵混合液B中，黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125、拟康氏木霉(Trichodermapseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCCNO.3.5933的含量均为3.3×107cfu/ml。将吸附载体和上述发酵混合液B混合，保持总含水量为75％(质量百分比)，30℃静止培养3天待充分吸附后，35℃通风自然干燥得到菌剂B，菌剂B中的活性成分的含量为1×107cfu/g菌剂，菌剂B的活性成分为：黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125、拟康氏木霉(Trichodermapseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCCNO.3.5933。所述菌剂B中，黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125、拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicilliumvisidicatum)CGMCC NO.3.5933的菌落形成单位(cfu)数目比为1:1:1。
3.3、菌剂C的制备
将按照步骤2得到的黑曲霉ZM-8发酵液、拟康氏木霉发酵液、鲜绿青霉发酵液、解木聚糖梭菌发酵液、假单胞菌发酵液和枯草芽孢杆菌发酵液进行混合得到发酵混合液C。该发酵混合液C中，黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125的含量为1×107cfu/ml，拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608和鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933的含量均为1.5×107cfu/ml，解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189的含量均为2×107cfu/ml。将吸附载体和上述发酵混合液C混合，保持总含水量为75％(质量百分比)，30℃静止培养3天待充分吸附后，35℃通风自然干燥得到菌剂C，菌剂C中的活性成分的含量为1×107cfu/g菌剂，菌剂C的活性成分为：黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125、拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608、鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933、解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillus subti lis)ACCCNo.03189。所述菌剂C中，黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO：M209125、拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608、鲜绿青霉(Penicilliumvisidicatum)CGMCC NO.3.5933、解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSMNo.6555、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ACCC No.11691和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ACCC No.03189的菌落形成单位(cfu)数目比为1:1.5:1.5:2:2:2。
实施例2、不同菌剂在培养基中对农作物秸秆的腐解效果
下述实验每个处理重复3次，结果取其平均值。
1、不同菌剂在培养基中对小麦秸秆的腐解效果
将小麦秸秆粉碎至粒径为2-5cm，得到的小麦秸秆粉。
配置小麦秸秆培养基：溶质及其浓度为：蛋白胨5g/L，酵母粉1g/L，小麦秸秆粉5g/L，NaCl 5g/L，K2HPO4 1g/L，MgSO4·7H2O 0.35g/L，CaCO3 3g/L；溶剂为水；pH7.2±0.1。121℃高压灭菌15min。
1.1、对照处理区
将上述小麦秸秆培养基150ml加入250ml三角瓶中，不加任何菌剂，置于30℃培养箱中静止培养15天。测定小麦秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.2、菌剂A处理区
将上述小麦秸秆培养基150ml加入250ml三角瓶中，再加入1g菌剂A，置于30℃培养箱中静止培养15天。测定小麦秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.3、菌剂B处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂B，其它步骤均相同。
1.4、菌剂C处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂C，其它步骤均相同。
除1.1中培养基中不施菌剂、1.2-1.4中加入菌剂的种类不同外，各处理的其它操作均相同。
分别计算上述4个处理中小麦秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表1。
2、不同菌剂在培养基中对玉米秸秆的腐解效果
除将步骤1中的小麦替换为玉米，其它步骤均相同。
分别计算4个处理中玉米秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表1。
3、不同菌剂在培养基中对水稻秸秆的腐解效果
除将步骤1中的小麦替换为水稻，其它步骤均相同。
分别计算4个处理中水稻秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表1。
4、不同菌剂在培养基中对油菜秸秆的腐解效果
除将步骤1中的小麦替换为油菜，其它步骤均相同。
分别计算4个处理中油菜秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表1。结果表明，施用实施例1制备的菌剂C后能显著增加小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆和油菜秸秆中的纤维素分解率、半纤维素分解率、木质素分解率和总分解率。
表1不同菌剂在培养基中对不同秸秆的分解效果(单位：％)
Figure BDA0000700342110000091
实施例3、不同菌剂在土壤中对农作物秸秆的腐解效果
本实施例中，四种农作物秸秆的腐解及纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率的测定实验的设计方法相同，均如下：实验采用随机区组设计，设置3个重复区，每个重复区随机设置4个处理区，分别为对照处理区、菌剂A处理区、菌剂B处理区和菌剂C处理区。每个处理区的面积均为0.5亩。
实验重复三次，取平均值。
本实施例中，田间实验土壤湿度为16％-18％，气温为20-30℃。
1、不同菌剂在土壤中对小麦秸秆的腐解效果
田间试验在甘肃省平凉市威戎镇进行。
1.1、对照处理区
将小麦秸秆粉碎至粒径为2-5cm后不加菌剂，轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第7天和第15天测定小麦秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.2、菌剂A处理区
将小麦秸秆粉碎至粒径为2-5cm后按每亩菌剂A 10kg均匀撒入，将其轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第7天和第15天测定小麦秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.3、菌剂B处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂B，其它步骤均相同。
1.4、菌剂C处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂C，其它步骤均相同。
除1.1中土壤中不施菌剂、1.2-1.4中穴施菌剂的种类不同外，各处理的其它操作均相同。
分别计算上述4个处理中秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表2。
结果表明，施用实施例1制备的菌剂C 7天后小麦秸秆的纤维素分解率达21.5％，为对照处理区小麦秸秆的纤维素分解率的3.3倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后小麦秸秆的纤维素分解率达62.4％，为对照处理区小麦秸秆的纤维素分解率的2.8倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后小麦秸秆的半纤维素分解率达30.4％，为对照处理区小麦秸秆的半纤维素分解率的2.9倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后小麦秸秆的半纤维素分解率达65.2％，为对照处理区小麦秸秆的半纤维素分解率的2.3倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后小麦秸秆的木质素分解率达10.2％，为对照处理区小麦秸秆的木质素分解率的8.5倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后小麦秸秆的木质素分解率达40.2％，为对照处理区小麦秸秆的纤维素分解率的2.8倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后小麦秸秆的总分解率达25.6％，为对照处理区小麦秸秆的总分解率的3.4倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后小麦秸秆的总分解率达60.1％，为对照处理区小麦秸秆的纤维素分解率的2.1倍。结果表明菌剂C既能显著增加小麦秸秆在大田中的分解率。
表2.不同菌剂在土壤中对小麦秸秆的腐解效果
Figure BDA0000700342110000111
2、不同菌剂在土壤中对玉米秸秆的腐解效果
田间试验在四川省都江堰四川农业大学实验基地进行。
1.1、对照处理区
将玉米秸秆粉碎至粒径为2-5cm后不加菌剂，轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第10天和第20天测定玉米秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.2、菌剂A处理区
将玉米秸秆粉碎至粒径为2-5cm后按每亩菌剂A 10kg均匀撒入，将其轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第10天和第20天测定玉米秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.3、菌剂B处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂B，其它步骤均相同。
1.4、菌剂C处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂C，其它步骤均相同。
除1.1中土壤中不施菌剂、1.2-1.4中穴施菌剂的种类不同外，各处理的其它操作均相同。
分别计算上述4个处理中秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表3。
结果表明，施用实施例1制备的菌剂C 10天后玉米秸秆的纤维素分解率达28.3％，为对照处理区玉米秸秆的纤维素分解率的2.7倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后玉米秸秆的纤维素分解率达65.5％，为对照处理区玉米秸秆的纤维素分解率的2.3倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后玉米秸秆的半纤维素分解率达34.2％，为对照处理区玉米秸秆的半纤维素分解率的2.4倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后玉米秸秆的半纤维素分解率达68.4％，为对照处理区玉米秸秆的半纤维素分解率的2.0倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后玉米秸秆的木质素分解率达19.3％，为对照处理区玉米秸秆的木质素分解率的12.1倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后玉米秸秆的木质素分解率达42.3％，为对照处理区玉米秸秆的纤维素分解率的3.2倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后玉米秸秆的总分解率达30.8％，为对照处理区玉米秸秆的总分解率的2.7倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后玉米秸秆的总分解率达63.8％，为对照处理区玉米秸秆的纤维素分解率的2.2倍。结果表明菌剂C既能显著增加玉米秸秆在大田中的分解率。
表3.不同菌剂在土壤中对玉米秸秆的腐解效果
Figure BDA0000700342110000121
3、不同菌剂在土壤中对水稻秸秆的腐解效果
田间试验在四川省都江堰天马镇进行。
1.1、对照处理区
将水稻秸秆粉碎至粒径为2-5cm后不加菌剂，轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第7天和第15天测定水稻秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.2、菌剂A处理区
将水稻秸秆粉碎至粒径为2-5cm后按每亩菌剂A 10kg均匀撒入，将其轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第7天和第15天测定水稻秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.3、菌剂B处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂B，其它步骤均相同。
1.4、菌剂C处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂C，其它步骤均相同。
除1.1中土壤中不施菌剂、1.2-1.4中穴施菌剂的种类不同外，各处理的其它操作均相同。
分别计算上述4个处理中秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表4。
表4.不同菌剂在土壤中对水稻秸秆的腐解效果
Figure BDA0000700342110000131
结果表明，施用实施例1制备的菌剂C 7天后水稻秸秆的纤维素分解率达26.3％，为对照处理区水稻秸秆的纤维素分解率的2.7倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后水稻秸秆的纤维素分解率达61.3％，为对照处理区水稻秸秆的纤维素分解率的2.5倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后水稻秸秆的半纤维素分解率达31.2％，为对照处理区水稻秸秆的半纤维素分解率的2.4倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后水稻秸秆的半纤维素分解率达64.4％，为对照处理区水稻秸秆的半纤维素分解率的2.1倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后水稻秸秆的木质素分解率达17.2％，为对照处理区水稻秸秆的木质素分解率的12.3倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后水稻秸秆的木质素分解率达39.6％，为对照处理区水稻秸秆的纤维素分解率的3.7倍；施用实施例1制备的菌剂C 7天后水稻秸秆的总分解率达28.9％，为对照处理区水稻秸秆的总分解率的2.3倍，施用实施例1制备的菌剂C 15天后水稻秸秆的总分解率达60.1％，为对照处理区水稻秸秆的纤维素分解率的2.2倍。结果表明菌剂C既能显著增加水稻秸秆在大田中的分解率。
4、不同菌剂在土壤中对油菜秸秆的腐解效果
田间试验在四川省都江堰四川农业大学实验基地进行。
1.1、对照处理区
将油菜秸秆粉碎至粒径为2-5cm后不加菌剂，轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第10天和第20天测定油菜秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.2、菌剂A处理区
将油菜秸秆粉碎至粒径为2-5cm后按每亩菌剂A 10kg均匀撒入，将其轻翻使秸秆位于距地表0-15cm的土壤层。然后分别与第10天和第20天测定油菜秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。
1.3、菌剂B处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂B，其它步骤均相同。
1.4、菌剂C处理区
除将1.2中的菌剂A替换为菌剂C，其它步骤均相同。
除1.1中土壤中不施菌剂、1.2-1.4中穴施菌剂的种类不同外，各处理的其它操作均相同。
分别计算上述4个处理中秸秆的纤维素分解率、半纤维素分解率和木质素分解率。实验结果见表5。
结果表明，施用实施例1制备的菌剂C 10天后油菜秸秆的纤维素分解率达20.2％，为对照处理区油菜秸秆的纤维素分解率的2.9倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后油菜秸秆的纤维素分解率达60.3％，为对照处理区油菜秸秆的纤维素分解率的3.0倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后油菜秸秆的半纤维素分解率达24.1％，为对照处理区油菜秸秆的半纤维素分解率的2.4倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后油菜秸秆的半纤维素分解率达54.1％，为对照处理区油菜秸秆的半纤维素分解率的2.1倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后油菜秸秆的木质素分解率达10.4％，为对照处理区油菜秸秆的木质素分解率的8.0倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后油菜秸秆的木质素分解率达40.1％，为对照处理区油菜秸秆的纤维素分解率的7.6倍；施用实施例1制备的菌剂C 10天后油菜秸秆的总分解率达23.5％，为对照处理区油菜秸秆的总分解率的2.4倍，施用实施例1制备的菌剂C 20天后油菜秸秆的总分解率达57.7％，为对照处理区油菜秸秆的纤维素分解率的2.5倍。结果表明菌剂C既能显著增加油菜秸秆在大田中的分解率。
表5.不同菌剂在土壤中对油菜秸秆的腐解效果
Figure BDA0000700342110000141
Figure BDA0000700342110000151

Claims (10)

1.菌剂，它的活性成分是由黑曲霉、拟康氏木霉、鲜绿青霉、解木聚糖梭菌、假单胞菌和枯草芽孢杆菌组成；
所述黑曲霉为黑曲霉ZM-8(Aspergillus niger ZM-8)CCTCC NO.M209125、所述拟康氏木霉为拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)CGMCC NO.3.6608、所述鲜绿青霉为鲜绿青霉(Penicillium visidicatum)CGMCC NO.3.5933、所述解木聚糖梭菌为解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)DSM No.6555、所述假单胞菌为假单胞菌(Pseudomonassp.)ACCC No.11691和所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCCNo.03189；
所述菌剂的活性成分中，所述黑曲霉、所述拟康氏木霉、所述鲜绿青霉、所述解木聚糖梭菌、所述假单胞菌和所述枯草芽胞杆菌的菌落形成单位数目比为1:1.5:1.5:2:2:2。
2.制备权利要求1所述菌剂的方法，包括将权利要求1所述菌剂中所述黑曲霉、所述拟康氏木霉、所述鲜绿青霉、所述解木聚糖梭菌、所述假单胞菌和所述枯草芽孢杆菌按照权利要求1中所述比例混合，得到所述菌剂的活性成分，将所述菌剂的活性成分与菌剂载体混合，得到所述菌剂。
3.权利要求1所述菌剂在提高农作物秸秆分解率和/或提高农作物秸秆中纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中半纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中木质素分解率中的应用。
4.权利要求1所述菌剂在制备提高农作物秸秆分解率和/或提高农作物秸秆中纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中半纤维素分解率和/或提高农作物秸秆中木质素分解率的产品中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述产品为微生物肥料。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述微生物肥料为复合微生物肥料和/或生物有机肥。
7.提高土壤中秸秆分解率的方法，包括向土壤中施入权利要求1所述菌剂，提高土壤中秸秆分解率；所述土壤为秸秆还田的土壤。
8.提高农作物秸秆中纤维素分解率的方法，包括向土壤中施入权利要求1所述菌剂，提高土壤中农作物秸秆的纤维素分解率。
9.提高农作物秸秆中半纤维素分解率的方法，包括向土壤中施入权利要求1述菌剂，提高土壤中农作物秸秆的半纤维素分解率。
10.提高农作物秸秆中木质素分解率的方法，包括向土壤中施入权利要求1所述菌剂，提高土壤中农作物秸秆的木质素分解率。
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