CN105272424A - 一种低温农家自用腐熟剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉公开了一种农家自用堆肥腐熟剂的制备方法，特别是涉及一种沼渣式低温农家自用腐熟剂的制备方法。一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其特征在于制备过程如下：取质量比为1:1:1:3的低温葡萄糖降解菌F26、低温淀粉降解菌T4、低温蛋白质降解菌F1、低温纤维素降解菌X11制得混合发酵液；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌8-10质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮制成复合菌剂；取1质量份的复合菌剂和40-60质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。本方法制得腐熟剂既能使堆体中的纤维素含量降低，又能在低温10℃~18℃的条件下有效地缩短堆体腐熟时间，提高堆肥产物肥力。

Description

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种农家自用堆肥腐熟剂的制备方法，特别是涉及一种用于农作物秸秆纤维素降解、消耗大量农作物秸秆并增加土壤有机碳的沼渣式低温农家自用腐熟剂的制备方法。

背景技术

在国家和各级政府的关注扶持下，我国沼气发展极其迅速，随着沼气工程在农村推广日益普及，沼气工程所产生的沼渣资源不断增加。沼渣中含有大量的营养元素，但直接还田应用还存在一些问题，不能高效的利用这些营养元素。另一方面如果利用农作物秸秆则需要无碳污染处理。堆肥可以得到两方面的益处，但迫切需要一种低温农家自用、易得的腐熟剂的生产方法。

传统有机肥料堆置技术，因其体积庞大，养分含量低，无害化程度差和腐熟时间长等限制因素，在实际的生产应用中受到很大的局限。在现代堆肥工艺工厂化、专业化的发展过程中，发现堆肥还存在着许多问题：发酵启动较慢，发酵过程中养分特别是氮素损失严重，腐熟指标不明确，堆肥成本过高等。

在一些气温较低的地区，9月~10月气温逐渐降低至10℃~15℃，有些没有特殊处理的沼气池运行能力逐渐下降，应用沼渣做腐熟剂，进行秸秆腐熟。新秸秆没有产生，待大田作物大量收割时已进入10月~11月，这时天气温度接近10℃左右，在沼渣中缺少在5℃~10℃左右仍然很活跃的低温腐熟的菌群，因而单纯应用沼渣作腐熟剂与秸秆进行堆肥，启动时间很长。当发生部分生化反应时，由于堆肥体系因为低温、生化反应慢，导致反应速度慢，腐熟时间长，随着时间增长，堆肥内外温差大，堆肥体系散热很快，有时使堆肥体系很难达到腐熟。

为了降低堆肥成本，尽量缩短腐熟发酵时间，在堆肥工艺工厂化、专业化的过程中，添加的辅料是至关重要的。添加的辅料可以起到提供碳源、调节碳氮比，增加堆体中低温腐熟微生物菌种数量及所需的营养，提高堆体启动速度等作用。

沼渣因其所含大量营养元素可以为很多堆肥中微生物的快速生长繁殖提供所需的生长条件，而成为一种比较理想的堆肥添加剂。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，本方法制得腐熟剂既能使堆体中的纤维素含量降低，又能在低温10℃~18℃的条件下有效地缩短堆体腐熟时间，提高堆肥产物肥力。

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其制备过程如下：取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的8-10质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和40-60质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。

上所述的沼渣为50质量份。

上述的水稻秸秆为9质量份。

上述的沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下优点和效果：

本发明方法所需菌剂来源易得，沼渣可以由沼气发生器自行获取；9~10月份后大田作物及其他时段的秸秆均可应用，堆肥方法为广大农民熟悉易于掌握，本方法比较容易推广。

本发明方法消耗秸秆量大，而且对秸秆无过多要求，使堆肥处理7~15天后秸秆腐熟剂可以作为农业各种作物的基肥、底肥，可以使作物的秸秆全部无污染的回田处理。增加土壤有机质，如果有腐熟不完全的情况，在后续作为底肥过程中秸秆仍然在土壤中进行无污染碳化腐熟，是秸秆还田的最佳方法，增加了土壤中有机碳的含量。

本发明方法制得的腐熟剂可以很好的调节碳氮比，堆肥过程中氮素损失小，增加了堆体中低温腐熟微生物菌种数量及所需的营养，提高了堆体启动速度。

本方法制得腐熟剂既能使堆体中的纤维素含量降低80%-90%，又能在低温10℃~18℃的条件下有效地缩短堆体腐熟时间7-14d，提高堆肥产物肥力，施用该堆肥产物种植白菜，在出苗期和成熟期分别较未施用堆肥产物处理分别增加土壤有机质为11.4%和10.5%。

具体实施方式

下面结合实施例和试验数据对本发明进行进一步详细描述。以下实施例仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其具体步骤如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的9质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和50质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。其中沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

实施例2

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其具体步骤如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的9.5质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和40质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。其中沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

实施例3

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其具体步骤如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的8.5质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和60质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。其中沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

实施例4

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其具体步骤如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的10质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和45质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。其中沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

实施例5

一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其具体步骤如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的8质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和55质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。其中沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。

按上述实施例1-5制得的秸秆腐熟剂堆肥试验结果如下：

按常规方法进行堆肥（温度可低至10℃~16℃），取实施例1-5任意一种方法制得的秸秆腐熟剂，在10℃温度下，由于自制的复合菌剂中含有低温葡萄糖降解菌、低温淀粉降解菌、低温蛋白质降解菌、低温纤维素降解菌，可以在沼渣和秸秆体系中产生生化反应，降解葡萄糖、淀粉、蛋白质、纤维素。同时产生热量，所产生的热量可以使堆肥体系温度升高，使沼渣中的各种葡萄糖、淀粉、蛋白质、纤维素降解菌群工作，同时继续放出热量，使堆肥体系温度快速升高，进而使生化反应启动进行到底。由于反应堆温度在通常外界环境温度较低时，可使堆肥体系维持正常的生化反应。在7~12天内堆肥体系中秸秆分解完成，使秸秆腐熟化，使7~12天堆肥腐熟处理后的产物可以作为农作物的基肥、底肥应用。

按实施例1-5方法及单独接种一种菌种制备秸秆腐熟剂，试验结果如下：

低温糖降解菌在第4d达到最高，为29.2-29.5℃，随后缓慢下降。低温淀粉降解菌的升温效果也较为明显，升温速度较快，和低温蛋白质降解菌同样在第6d达到最高温度26℃。而低温纤维素降解菌的相对活性较低，升温能力较弱，最高温出现在第5d，为21.3℃。而接种实施例1-5的复合菌种的堆肥堆，在第4d就达到40℃，第8d达到66℃的最高温度。

施用1-5方法制得的秸秆腐熟剂的堆肥产物种植白菜，在出苗期和成熟期分别较未施用堆肥产物处理分别增加土壤有机质为11.4%和10.5%。

上述实施例1-5所用的菌种筛选试验如下：

对初步筛选出的3株低温葡萄糖降解菌、6株低温淀粉降解菌、3株低温蛋白质降解菌、3株低温纤维素降解菌进行复筛。

1、将分离、纯化的低温葡萄糖降解菌菌株F14、F19和F26接种到加入溴甲酚紫指示剂的糖发酵培养液中，由于降解菌株发酵糖产生酸，若使培养液由原来的紫色变成黄色即该菌株具有降解糖的能力，在15℃、120rpm的培养条件下，只有F14、F19和F26三株菌可以使培养液由紫色变成黄色。当温度下降到10℃时，只有F26一株菌在24h内可以使培养液变色，F14和F19菌株在48h内无明显变化。当培养温度下降到8℃时，F26菌株在48h内也不能使培养基变色，所以最终得到低温葡萄糖降解菌F26。

上述的糖发酵培养液的制备方法如下：1000ml蛋白胨水培养液10ml1.6%溴甲酚紫乙醇溶液，pH7.6。将德汉氏管倒放在试管里，添加足量蛋白胨水培养液及0.5ml20%的灭菌葡萄糖溶液。

上述的菌株F26在固体营养培养基中菌落为白色、圆形、透明、表面光滑、边缘较为平整，菌体表面湿润光滑，容易挑起，能够在液体培养基内均匀生长。经16SrDNA基因序列鉴定为诺尔曼氏极小单孢菌(Pusillimonassp.)，其培养基为LB培养基（5gNaCl，10g琼脂粉，1000mL蒸馏水。pH自然，于121℃下灭菌30分钟）。

2、取低温淀粉降解菌F4、F23、F27、T4、T10和T15接种到固体营养培养基中，在15℃的培养条件下，48h后菌株F4、F23、F27、T4、T10和T15在固体培养基上产生透明圈。当温度下降到4℃时，48h后菌株F27、T4和T10能够在固体培养基上产生透明圈，当培养温度下降到1℃时，48h后无菌株能产生透明圈，因此得到低温淀粉降解菌3株。其中，淀粉降解效果最明显的是菌株T4，其透明圈与菌落直径比达到了6.11；其次是菌株T11，其透明圈与菌落直径比为5.55；最次是菌株F27，其透明圈与菌落直径比为3.89。通过综合比较淀粉降解菌透明圈筛选结果及淀粉降解菌24h降解量，最终得到低温淀粉降解菌T4。

上述的菌体T4在固体营养培养基中菌落为乳白色、圆形、不透明、隆起、表面光滑，菌体表面湿润光滑，容易挑起，能够在液体培养基内均匀生长。经16SrDNA基因序列鉴定为α-变形菌（Alphaproteobacteria）。其固体营养培养基为淀粉培养基（5g牛肉膏，10g蛋白胨，5gNaCl，2g可溶性淀粉，20g琼脂，1000mL蒸馏水。pH自然，于121℃下灭菌30分钟）。

3、取低温蛋白质降解菌F1、F3、F15、F17和F25接种到固体营养培养基中，在15℃的培养条件下，菌株F1、F3、F15、F17和F25在固体培养基上产生透明水解圈。当温度下降到4℃时，菌株F1、F15和F25能够在固体培养基上产生透明水解圈，当温度下降到1℃时，无菌株产生透明圈，所以最终得到低温蛋白质分解菌3株。其中，蛋白质降解效果最明显的是菌株F1，其透明圈与菌落直径比达到了2.77；其次是菌株F15，其透明圈与菌落直径比为2.10；最次是菌株F25，其透明圈与菌落直径比为2.05。通过综合比对蛋白质降解菌透明圈筛选结果，最终得到低温蛋白质降解菌F1。

菌株F1在固体营养培养基上菌落为红色、圆形、隆起、透明，边缘平整，菌体表面湿润光滑，容易挑起，能够在液体培养基内均匀生长。经16SrDNA基因序列鉴定为嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonassp.）。其固体营养培养基为酪素培养基（3g牛肉膏，5gNaCl，2g酪素，20g琼脂，1000mL蒸馏水。取2g酪素，用少量2%NaOH溶液润湿，玻璃棒搅拌，加入适量的蒸馏水后沸水加热，待全部溶解后，定容1000mL并加入剩余成分，调pH7.6-8.0，于121℃下灭菌30分钟）。

4、取低温纤维素降解菌X11、X36、X42接种到固体营养培养基中，对3株低温混合纤维素降解菌进行滤纸酶活力、CMC酶活力和微晶纤维素酶活力的测定，低温纤维素降解菌X11、X36、X42滤纸酶活力最高分别为0.235IU/g，0.174IU/g和0.180IU/g；低温混合纤维素降解菌X11、X36、X42的CMC酶活力最高分别为0.541IU/g,0.301IU/g和0.388IU/g；低温混合纤维素降解菌X11、X36、X42的微晶纤维素酶活力最高分别为0.273IU/g、0.212IU/g和0.215IU/g。通过对比，X11为高效的低温纤维素降解菌。

所述的菌株X11在平板培养基上呈乳白色，单菌落为圆形，隆起，不透明，边缘不平整，菌体表面湿润光滑，易挑起，在液体培养基内能够均匀生长。经16SrDNA基因序列鉴定为属于假单胞菌属（Pseudomohassp.)。其固体营养培养基为羧甲基纤维素培养基（5gCMC，1gK₂HPO₄，3gNaNO₃，0.5gKCl，0.5gMgSO₄，0.01gFeSO₄，17g琼脂粉，1000mL蒸馏水。pH自然，于121℃下灭菌30分钟）。

Claims (4)

1.一种低温农家自用腐熟剂的制备方法，其特征在于制备过程如下：

取1质量份的低温葡萄糖降解菌F26、1质量份的低温淀粉降解菌T4、1质量份的低温蛋白质降解菌F1、3质量份的低温纤维素降解菌X11混合均匀得混合发酵液，备用；取制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的8-10质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得复合菌剂，备用；取1质量份的复合菌剂和40-60质量份的沼渣，混合均匀，制成秸秆腐熟剂。

2.根据权利要求1所述的低温农家自用腐熟剂的制备方法，其特征在于所述的沼渣为50质量份。

3.根据权利要求1所述的低温农家自用腐熟剂的制备方法，其特征在于所述的水稻秸秆为9质量份。

4.根据权利要求1所述的低温农家自用腐熟剂的制备方法，其特征在于所述的沼渣是在沼气池取出后，在筛上放置1h控去水分后的经过固液分离的沼渣。