CN105294181B - 富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法 - Google Patents

富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，其特征是，包括以下步骤：（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：培养容器高温灭菌，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接种至培养容器内，摇床培养，得到胶质芽孢杆菌种子液；（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：发酵罐预先空消，装发酵培养基，再灭菌，待发酵培养基冷却后接种，发酵培养得到发酵液；（3）发酵液的保存：发酵结束时，添加0.1～1公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中；（4）秸秆的腐熟；（5）将发酵液装入喷雾器与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，边喷洒边混匀，晾干后包装成品。本发明既解决了秸秆再利用问题，又能高效转化土壤中不溶性K、P、Si为植物所利用的有机肥料，使农作物增产效果明显。

Description

富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种利用微生物生产秸秆有机肥的方法，尤其是一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，属于微生物农业技术领域。
背景技术
胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）是一种能分解硅酸盐矿物的细菌，能分解长石、云母等铝硅酸盐类的原生态矿物，使土壤中难溶性K、P、Si等转变为可溶性，供植物生长利用，具有解钾、解磷、固氮和增强作物抗病能力等特点，同时还可以产生多种生物活性物质促进植物生长。我国钾肥资源严重不足，国家每年需大量外汇进口无机钾肥。因此，开发利用生物钾肥不仅可以保护生态环境也能带来较好的经济效益。
目前胶质芽孢杆菌通过液体发酵后，采用离心、板框过滤或者喷雾干燥后得到菌体再与其他辅料，比如碳酸钙、硅藻土、电厂灰等多孔物质混匀后粉碎，这种方法得到的菌体能耗大，废水多，生产环节多，使菌体损失大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，既解决了秸秆再利用问题，又能高效转化土壤中不溶性K、P、Si为植物所利用的有机肥料，使农作物增产效果明显。
按照本发明提供的技术方案，所述富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：
种子培养基配方为：蔗糖0.5 %、淀粉0.5 %、MgSO4 0.02%、CaCO3 0.5%、K2HPO40.02%和CaSO4 0.01%，种子培养基pH值为7.0～7.2；
培养容器高温121～125℃灭菌20～25分钟，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接种至培养容器内，摇床培养，摇床转速为180～200转/分钟，培养温度37℃，培养时间18～20小时，得到胶质芽孢杆菌种子液；
（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：
胶质芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖1%、酵母膏 0.02%、（NH4）SO4 0.05%、MgSO40.01%、KCl 0.01%、Na2HPO4 0.01%和CaCO3 0.1%，发酵培养基pH值为7.0～7.2；
发酵罐预先空消1～1.2小时，装发酵培养基，再灭菌，灭菌条件为121～125℃，灭菌时间30～35分钟，待发酵培养基冷却至30～35℃，接种，接种量为1.5～2%；所述1吨发酵罐中装液量为800～850L，装液量指的是发酵培养基的量，发酵温度为37℃，搅拌速度为150～250转/分钟，通气量1～5立方/分钟，培养20～24小时，得到发酵液；
（3）发酵液的保存：
发酵结束时，添加0.1～1公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中；
（4）将秸秆进行腐熟；
（5）将发酵液装入喷雾器，按照1:10～100比例与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，每立方秸秆喷洒0.1～1升的发酵液，边喷洒边混匀，晾干至秸秆含水量为20～25%，包装成品。
进一步的，所述步骤（2）发酵结束时发酵液中胶质芽孢杆菌的含量为3×1011～1×1012个/毫升发酵液。
进一步的，所述步骤（3）中，尼泊金复合酯先用水溶解，然后倒入发酵罐，搅拌均匀。
进一步的，所述步骤（3）处理后的发酵液的保质期为3～6个月，活菌数保持90%以上。
进一步的，所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆或稻草。
进一步的，所述步骤（5）中，喷洒发酵液后，每立方秸秆含有1014～1015个胶质芽孢杆菌。
进一步的，所述步骤（4）将秸秆进行腐熟按照以下步骤：将秸秆曝晒后粉碎成小块或者粉状，将粉碎的秸秆加水，加水量为秸秆重量的1～2倍，进行堆放发酵，堆高1～2米，宽度1～3米，长度2～5米，发酵温度控制在60～80℃，发酵时间3～5周，每周翻动1～2次降温散热。
本发明具有以下优点：
（1）变废为宝，把燃烧后容易污染环境的秸秆进行腐熟成为有机肥，减少化肥的使用，改良土壤品质。
（2）腐熟的秸秆吸附液体胶质芽孢杆菌，减少发酵产生的废水对环境的污染，提取活菌无需能耗，活菌损失少，容易操作。
（3）延长液体胶质芽孢杆菌的保存期，随取随用，使用方便。
（4）富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料能转化土壤中不被植物利用的钾、磷矿物质成为易被植物吸收的可溶性钾、磷，增强土壤肥力，改善土质，能使农作物增产增收。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，包括以下步骤：
（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：
种子培养基配方为：蔗糖0.5 %、淀粉0.5 %、MgSO4 0.02%、CaCO3 0.5%、K2HPO40.02%和CaSO4 0.01%，种子培养基pH值为7.0～7.2；
500毫升三角瓶装液量为100毫升，高温120℃灭菌25分钟，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接斜面一环，摇床培养，摇床转速为180转/分钟，培养温度37℃，培养时间20小时，得到胶质芽孢杆菌种子液；
（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：
胶质芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖1%、酵母膏 0.02%、（NH4）SO4 0.05%、MgSO40.01%、KCl 0.01%、Na2HPO4 0.01%和CaCO3 0.1%，发酵培养基pH值为7.0～7.2；
发酵罐预先空消1小时，装发酵培养基，再灭菌，灭菌条件为121℃，灭菌时间35分钟，待发酵培养基冷却至30℃，接种量1.5%，1吨罐中装液量为800L，装液量指导是发酵培养基的量，发酵温度为37℃，搅拌速度为150转/分钟，通气量1立方/分钟，培养24小时；发酵结束时胶质芽孢杆菌的含量为3×1011～1×1012个/毫升发酵液。
（3）发酵液的保存：
发酵结束时，添加0.1公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中，尼泊金复合酯先用少量水溶解，然后倒入发酵罐，搅拌均匀；发酵液分别装入50L塑料桶中，密封备用；发酵液的保质期为3～6个月，活菌数保持90%以上。
（4）秸秆的腐熟：
将玉米秸秆曝晒后粉碎成小块或者粉状，将粉碎的秸秆加水，加水量为秸秆重量的1倍，进行堆放发酵，堆高约1米，宽度约1米，长度约2米，发酵温度控制在60℃，发酵时间3周，每周翻动1次降温散热。
（5）腐熟的秸秆吸附发酵液中的胶质芽孢杆菌：
将发酵液装入喷雾器，按照1:10比例与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，每立方秸秆喷洒0.1升的发酵液，边喷洒边用混土机混匀，晾干至秸秆含水量为20%，检测后包装成品。
实施例二：一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，包括以下步骤：
（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：
种子培养基配方为：蔗糖0.5 %、淀粉0.5 %、MgSO4 0.02%、CaCO3 0.5%、K2HPO40.02%和CaSO4 0.01%，种子培养基pH值为7.0～7.2；
500毫升三角瓶装液量为100毫升，高温125℃灭菌20分钟，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接斜面一环，摇床培养，摇床转速为200转/分钟，培养温度37℃，培养时间18小时，得到胶质芽孢杆菌种子液；
（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：
胶质芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖1%、酵母膏 0.02%、（NH4）SO4 0.05%、MgSO40.01%、KCl 0.01%、Na2HPO4 0.01%和CaCO3 0.1%，发酵培养基pH值为7.0～7.2；
发酵罐预先空消1.2小时，装发酵培养基，再灭菌，灭菌条件为125℃，灭菌时间30分钟，待发酵培养基冷却至35℃，接种量2%，1吨罐中装液量为850L，装液量指导是发酵培养基的量，发酵温度为37℃，搅拌速度为250转/分钟，通气量5立方/分钟，培养20小时；发酵结束时胶质芽孢杆菌的含量为3×1011～1×1012个/毫升发酵液。
（3）发酵液的保存：
发酵结束时，添加1公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中，尼泊金复合酯先用少量水溶解，然后倒入发酵罐，搅拌均匀；发酵液分别装入50L塑料桶中，密封备用；发酵液的保质期为3～6个月，活菌数保持90%以上。
（4）秸秆的腐熟：
将小麦秸秆曝晒后粉碎成小块或者粉状，将粉碎的秸秆加水，加水量为秸秆重量的2倍，进行堆放发酵，堆高约2米，宽度约3米，长度约5米，发酵温度控制在80℃，发酵时间5周，每周翻动1次降温散热。
（5）腐熟的秸秆吸附发酵液中的胶质芽孢杆菌：
将发酵液装入喷雾器，按照1:100比例与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，每立方秸秆喷洒1升的发酵液，边喷洒边用混土机混匀，晾干至秸秆含水量为25%，检测后包装成品。
实施例三：一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，包括以下步骤：
（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：
种子培养基配方为：蔗糖0.5 %、淀粉0.5 %、MgSO4 0.02%、CaCO3 0.5%、K2HPO40.02%和CaSO4 0.01%，种子培养基pH值为7.0～7.2；
500毫升三角瓶装液量为100毫升，高温122℃灭菌22分钟，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接斜面一环，摇床培养，摇床转速为190转/分钟，培养温度37℃，培养时间19小时，得到胶质芽孢杆菌种子液；
（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：
胶质芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖1%、酵母膏 0.02%、（NH4）SO4 0.05%、MgSO40.01%、KCl 0.01%、Na2HPO4 0.01%和CaCO3 0.1%，发酵培养基pH值为7.0～7.2；
发酵罐预先空消1.1小时，装发酵培养基，再灭菌，灭菌条件为124℃，灭菌时间32分钟，待发酵培养基冷却至32℃，接种量1.6%，1吨罐中装液量为820L，装液量指导是发酵培养基的量，发酵温度为37℃，搅拌速度为200转/分钟，通气量2立方/分钟，培养22小时；发酵结束时胶质芽孢杆菌的含量为3×1011～1×1012个/毫升发酵液。
（3）发酵液的保存：
发酵结束时，添加0.5公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中，尼泊金复合酯先用少量水溶解，然后倒入发酵罐，搅拌均匀；发酵液分别装入50L塑料桶中，密封备用；发酵液的保质期为3～6个月，活菌数保持90%以上。
（4）秸秆的腐熟：
将高梁秸秆曝晒后粉碎成小块或者粉状，将粉碎的秸秆加水，加水量为秸秆重量的1.5倍，进行堆放发酵，堆高约1.5米，宽度约2米，长度约4米，发酵温度控制在70℃，发酵时间4周，每周翻动1次降温散热。
（5）腐熟的秸秆吸附发酵液中的胶质芽孢杆菌：
将发酵液装入喷雾器，按照1:50比例与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，每立方秸秆喷洒0.5升的发酵液，边喷洒边用混土机混匀，晾干至秸秆含水量为22%，检测后包装成品。
实施例四：一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，包括以下步骤：
步骤（1）～步骤（3）同实施例三；
（4）秸秆采用草菇下脚料曝晒后粉碎，草菇下脚料富含稻草秸秆、棉花及其他有机物，因为已经种植过草菇，所以无需腐熟，直接吸附胶质芽孢杆菌，使草菇下脚料变废为宝；
将发酵液装入喷雾器，按照1:50比例与水混匀，喷洒在草菇下脚料中，每立方草菇下脚料喷洒0.5升的发酵液，边喷洒边用混土机混匀，晾干至含水量为22%，检测后包装成品。
本发明直接用液体发酵液，喷洒在腐熟过的秸秆中，得到富含高浓度胶质芽孢杆菌的有机肥，解决了液体发酵液短期（3-6个月）的保存问题，防止菌体自溶，发酵液发臭染杂菌的问题。另外，本发明利用腐熟的农作物秸秆作为吸附剂吸附发酵液中的胶质芽孢杆菌，使废弃物秸秆成为一种富含解钾、解磷固氮作用的有机肥料。本发明既解决了秸秆再利用问题，又生产出能高效转化土壤中不溶性K、P、Si为植物所利用的有机肥料，使农作物增产效果明显，本发明无污染、发酵后处理无能耗，产品符合绿色肥料标准。
本发明属于微生物技术在农业生产中的应用。胶质芽孢杆菌在是一种特殊细菌，因其具有解钾(将土壤中无效钾转化成可被植物利用的有效钾) 、解磷、固氮和增强作物抗病能力等特点而被制成微生物肥料，应用于各种农作物，增产效果极为明显。本发明提供了胶质芽孢杆菌的生产方法，液体短期保存方法，以及与腐熟的秸秆混匀方法，使腐熟的秸秆富含胶质芽孢杆菌，缓解我国钾肥资源不足的难题，开发有机钾肥不仅增进效益而且解决环境污染，对保护生态环境就有重要意义。

Claims (1)

1.一种富含胶质芽孢杆菌的秸秆肥料的生产方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）胶质芽孢杆菌的种子培养：
种子培养基配方为：蔗糖0.5 %、淀粉0.5 %、MgSO4 0.02%、CaCO3 0.5%、K2HPO4 0.02%和CaSO4 0.01%，种子培养基pH值为7.0～7.2；
培养容器高温121～125℃灭菌20～25分钟，冷却后将胶质芽孢杆菌菌株接种至培养容器内，摇床培养，摇床转速为180～200转/分钟，培养温度37℃，培养时间18～20小时，得到胶质芽孢杆菌种子液；
（2）胶质芽孢杆菌的液体发酵：
胶质芽孢杆菌的发酵培养基为：蔗糖1%、酵母膏 0.02%、（NH4）SO4 0.05%、MgSO4 0.01%、KCl 0.01%、Na2HPO4 0.01%和CaCO3 0.1%，发酵培养基pH值为7.0～7.2；
发酵罐预先空消1～1.2小时，装发酵培养基，再灭菌，灭菌条件为121～125℃，灭菌时间30～35分钟，待发酵培养基冷却至30～35℃，接种，接种量为1.5～2%；所述1吨发酵罐中装液量为800～850L，装液量指的是发酵培养基的量，发酵温度为37℃，搅拌速度为150～250转/分钟，通气量1～5立方/分钟，培养20～24小时，得到发酵液；
（3）发酵液的保存：
发酵结束时，添加0.1～1公斤尼泊金复合酯到一吨发酵液中；
（4）将秸秆进行腐熟；
（5）将发酵液装入喷雾器，按照1:10～100比例与水混匀，喷洒在腐熟的秸秆中，每立方秸秆喷洒0.1～1升的发酵液，边喷洒边混匀，晾干至秸秆含水量为20～25%，包装成品；
所述步骤（2）发酵结束时发酵液中胶质芽孢杆菌的含量为3×1011～1×1012个/毫升发酵液；
所述步骤（3）中，尼泊金复合酯先用水溶解，然后倒入发酵罐，搅拌均匀；所述步骤（3）处理后的发酵液的保质期为3～6个月，活菌数保持90%以上；
所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆或稻草；
所述步骤（5）中，喷洒发酵液后，每立方秸秆含有1014～1015个胶质芽孢杆菌；
所述步骤（4）将秸秆进行腐熟按照以下步骤：将秸秆曝晒后粉碎成小块或者粉状，将粉碎的秸秆加水，加水量为秸秆重量的1～2倍，进行堆放发酵，堆高1～2米，宽度1～3米，长度2～5米，发酵温度控制在60～80℃，发酵时间3～5周，每周翻动1～2次降温散热。
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