CN105886436A - 用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 - Google Patents
用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105886436A CN105886436A CN201610307467.XA CN201610307467A CN105886436A CN 105886436 A CN105886436 A CN 105886436A CN 201610307467 A CN201610307467 A CN 201610307467A CN 105886436 A CN105886436 A CN 105886436A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- culture
- cfu
- agent capable
- days
- composite bacteria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C9/00—Fertilisers containing urea or urea compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Botany (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂。本申请提供一种组合物、复合菌剂及其应用。所述组合物或复合菌剂包含植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、胶冻样芽孢杆菌和米曲霉,其应用包括降解植物纤维性废弃物或改良土壤板结。
Description
技术领域
本申请属于农业技术领域。具体地,本申请涉及用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂。
背景技术
土壤是农业生产的基础,是农作物赖以生存的关键,土壤质量直接影响农作物的生长发育。目前耕地土壤质量恶化现象日趋突出,农田可耕性变差,耕地板结严重,地力越种越薄,导致农产品产量、品质等受到严重影响。其主要原因是土壤表层缺乏有机质,结构不良,从而耕地土壤板结,透气性变差,土壤团粒结构难以形成,使农田质量下降。这将严重制约农业的可持续发展,同时也对粮食生产造成一定程度的威胁。
在农业生产和农产品加工过程中会产生大量的植物纤维性废弃物,对其进行合理利用,可以变废为宝,获得更大的经济效益。其中,秸秆作为农业生产的主要附属产物,随着农业生产的不断增收,其产量也不断增加,因此如何合理处置也是现阶段农业可持续发展的一个重要方面。通过焚烧的方式处理,不仅会严重污染大气,同时也对人们的生产生活造成严重的影响,违背可持续发展战略。
秸秆含有丰富的纤维素、半纤维素和一定量的木质素、蛋白质和糖等。在微生物的作用下,这些物质经发酵、腐熟和分解转化之后,可以转化成为植物生长需要的有机质。因此秸秆返田不仅有效改善了土壤结构和农田肥力,还有效防治土壤侵蚀,增加土壤透水性和水分利用率。另外,秸秆中所含有的部分微量元素也会随着秸秆返田再次被农作物利用,成为作物生长的重要元素。秸秆返田对提升耕地肥力具有很好的促进作用。
发明内容
一方面,本申请提供一种组合物,包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。
另一方面,本申请提供一种复合菌剂,其活性成分包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillusnige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。
在一个实施方案中,所述复合菌剂由上述五种菌株组成。
在一个实施方案中,所述复合菌剂包含上述五种菌株的培养物。
另一方面,本申请还涉及一种复合菌剂的制备方法,包括:
将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)分别进行培养;以及
获得所述菌株的各自的培养物,并将所述培养物按照上述组合进行混合,得到所述复合菌剂;
任选地,上述培养为固体培养、半固体培养或液体培养。
另一方面,本申请还涉及一种降解或辅助降解植物纤维性废弃物的方法,包括:
将所述组合物或所述复合菌剂加入待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥;
任选地,所述植物纤维性废弃物为植物秸秆、果实外壳、玉米芯、红薯渣、树叶、树枝、木屑或竹屑。
在一个实施方案中,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入动物粪便和/或尿素。
在一些实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂相对于所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为至少0.1%、至少0.15%、至少0.25%、至少0.5%、至少0.75%或至少1%w/w。
在一个实施方案中,将所述组合物或所述复合菌剂加入到动物粪便 中进行培养,得到扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂,然后将所述扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂加入到待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥;
任选地,所述植物纤维性废弃物为植物秸秆、果实外壳、玉米芯、红薯渣、树叶、树枝、木屑或竹屑。
在一个实施方案中,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入尿素。
发酵时间与环境温度相关,当环境温度较高时,发酵时间短,温度较低时,发酵时间会延长。
在一些实施方案中,春夏季环境温度较高时,发酵时间为至少15天或至少20天;秋冬季环境温度较低时,发酵时间为至少20天、至少25天或至少30天。
在一个实施方案中,将所述组合物或所述复合菌剂加入到动物粪便中进行培养,得到扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂,然后将所述扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂加入到待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少30天,得到生物有机肥。
在一些实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂加入到所述动物粪便的接种量为占所述动物粪便的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w。
在一个实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂加入到所述动物粪便的接种量为占所述动物粪便的至少5%w/w。
在一些实施方案中,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w。
在一些实施方案中,3~5月份所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少3%w/w或至少5%w/w;6~8月份所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少1%w/w;9~11月份所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤 维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少5%或至少7%w/w;所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少10%w/w。
在一个实施方案中,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少3%、至少5%或至少10%w/w。
另一方面,本申请还涉及一种增加土壤肥力或改良土壤板结的方法包括:
将用本文公开的方法处理所述待处理植物纤维性废弃物后得到的生物有机肥施入土壤中进行处理至少1个月、至少3个月、至少6个月、至少9个月或至少12个月。
在一个实施方案中,生物有机肥的施入量为每亩地至少0.1吨、至少0.3吨、至少0.5吨、至少0.7吨或至少1吨。
详述
提供以下定义和方法用以更好地界定本申请以及在本申请实践中指导本领域普通技术人员。除非另作说明,术语按照相关领域普通技术人员的常规用法理解。本文所引用的所有专利文献、学术论文及其他公开出版物,其中的全部内容整体并入本文作为参考。
定义
如本文所用术语“组合物”,是指包含两种或两种以上微生物菌种的混合物,或者由所述微生物菌种组成。如果需要,所述组合物还可以包括其他的有利于所述菌株存放或活性的物质,例如,培养基、微量元素、维生素、氨基酸、肉汤等。
如本文所用术语“复合菌剂”,是指包含两种或两种以上且互不拮抗的微生物菌种制成的微生物制剂,所述复合菌剂以所述菌种为活性成分,还可以另外包含载体或赋形剂,也可以包含其他的有利于所述菌株存放或活性的物质,例如,培养基、微量元素、维生素、氨基酸、肉 汤等。在一个实施方案中,所述菌剂一般配伍合理。
如本文所用术语“培养物”,是指在特定工艺条件控制下由微生物菌种在特定的培养基上经过发酵后形成的微生物制品,它主要包含经过发酵后微生物菌种细胞群、微生物菌种细胞外代谢产物和培养基。
如本文所用术语“植物纤维性废弃物”,是指在农业生产和农产品加工过程中产生的含植物纤维的废弃物,植物纤维是指广泛分布在于种子植物中的一种厚壁组织,在植物体中主要起机械支持作用,是一种不能被消化的物质,包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、树胶质和一些非纤维素糖。
如本文所用术语“秸秆”,是指成熟农作物茎叶(穗)部分的总称,通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分;农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,粗纤维含量高(30%~40%),并含有木质素等,是一种具有多用途的可再生的生物资源。
如本文所用术语“生物有机肥”,是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。
如本文所用术语“土壤板结”,是指土壤表层因缺乏有机质,结构不良,在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散,而干燥后受内聚力作用使土面变硬。
如本文所用术语“有机质”,含碳的有机化合物,包括动植物残渣,微生物以及其分解合成的化合物。
如本文所用术语“总氮”,是指土壤水解性氮或称碱解氮,也叫有效氮,能反映土壤近期内氮素供应情况,包括无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白质);用碱液处理土壤时,易水解的有机氮及铵态氮转化为氨,硝态氮则先经硫酸亚铁转化为铵。
具体实施方式
一方面,本申请提供一种组合物,包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。
另一方面,本申请提供一种复合菌剂,其活性成分包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillusnige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。
在一个实施方案中,所述复合菌剂由上述五种菌株组成。
在一个实施方案中,所述复合菌剂包含上述五种菌株的培养物。
在一些实施方案中,所述组合物中或所述复合菌剂中总有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g。
在一些实施方案中,以所述菌株培养物的重量计,其中所述组合物中或所述复合菌剂中所述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物的重量份为:
植物乳杆菌培养物1~3
枯草芽孢杆菌培养物2~6
黑曲霉培养物2~6
胶冻样芽孢杆菌培养物1~3
米曲霉培养物2~6,
任选地,所述培养物包含菌株和载体;
任选地,所述植物乳杆菌培养物中所述植物乳杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述枯草芽孢杆菌培养物中所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述黑曲霉培养物中所述黑曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述胶冻样芽孢杆菌培养物中所述胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述米曲霉培养物中所述米曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述载体包含固体培养基、半固体培养基或液体培养基。
在一个实施方案中,在所述组合物中或所述复合菌剂中,上述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物之间的干重比为1:2:2:1:2。
另一方面,本申请还涉及一种复合菌剂的制备方法,包括:
将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)分别进行培养;以及
获得所述菌株的各自的培养物,并将所述培养物按照上述组合进行混合,得到所述复合菌剂;
任选地,上述培养为固体培养、半固体培养或液体培养。
在一些实施方案中,所述复合菌剂的制备方法中,以所述菌株的各自的培养物的干重计进行混合,混合时所述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物的重量份为:
植物乳杆菌培养物1~3
枯草芽孢杆菌培养物2~6
黑曲霉培养物2~6
胶冻样芽孢杆菌培养物1~3
米曲霉培养物2~6,
任选地,所述培养物包含菌株和载体;
任选地,所述植物乳杆菌培养物中所述植物乳杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述枯草芽孢杆菌培养物中所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述黑曲霉培养物中所述黑曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述胶冻样芽孢杆菌培养物中所述胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述米曲霉培养物中所述米曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述复合菌剂中总有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述载体包含固体培养基、半固体培养基或液体培养基。
在一个实施方案中,所述复合菌剂的制备方法中,以所述菌株的各自的培养物的干重计进行混合,混合时上述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物之间的干重比为1:2:2:1:2。
本申请所用菌种均为已知菌种,可通过常规筛选、商业手段或其它途径获得。
在一个实施方案中,可通过商业途径获得本文所述的菌种,例如植物乳杆菌可以是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),可选择地,可从西安紫瑞生物科技有限公司(地址:陕西省眉县滨河新区眉坞大道东段,邮编:722300)获得上述菌株。
在一个实施方案中,可通过商业途径获得本文所述的菌种,例如枯草芽孢杆菌可以是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),可选择地,可从西安紫瑞生物科技有限公司(地址:陕西省眉县滨河新区眉坞大道东段,邮编:722300)获得上述菌株。
在一个实施方案中,可通过商业途径获得本文所述的菌种,例如黑曲霉可以是黑曲霉(Aspergillus nige),可选择地,可从西安紫瑞生物科技有限公司(地址:陕西省眉县滨河新区眉坞大道东段,邮编:722300)获得上述菌株。
在一个实施方案中,可通过商业途径获得本文所述的菌种,例如胶冻样芽孢杆菌可以是胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus),可选择地,可从西安紫瑞生物科技有限公司(地址:陕西省眉县滨河新区眉坞大道东段,邮编:722300)获得上述菌株。
在一个实施方案中,可通过商业途径获得本文所述的菌种,例如米曲霉可以是米曲霉(Aspergillus oryzae),可选择地,可从西安紫瑞生物科技有限公司(地址:陕西省眉县滨河新区眉坞大道东段,邮编:722300)获得上述菌株。
在一些实施方案中,用于培养所述菌种的固体培养的固体培养基可为麸皮培养基、马铃薯培养基、米糠培养基、豆饼粉培养基或花生饼粉培养基。
在一些实施方案中,用于培养所述菌种的液体培养的液体培养基可为牛肉膏蛋白胨液体培养基、PDA液体培养基或乳酸菌液体培养基(组成为:牛肉膏10g、蛋白胨10g、酵母膏10g、番茄汁200g、葡萄糖10g、吐温0.5mL、碳酸钙17g、溴甲酚绿0.1g和水1000mL)。
在一个实施方案中,用于培养所述菌种的半固体培养的半固体培养基可为在液体培养基中加入少量的凝固剂(如0.2%~0.5%的琼脂)制备而成。
培养物主要包含发酵后微生物菌种细胞群、微生物菌种细胞外代谢产物(例如酶、多糖、脂类、有机酸等)以及培养基。
在一个实施方案中,复合菌剂的制备方法包括以下至少一种方法或步骤:
(1)试管培养:将植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、胶冻样芽孢杆菌和米曲霉分别进行试管培养,分别获得植物乳杆菌试管培养菌种、枯草芽孢杆菌试管培养菌种、黑曲霉试管培养菌种、胶冻样芽孢杆菌试管培养菌种和米曲霉试管培养菌种;
植物乳杆菌所用培养基配方为:牛肉膏10g、蛋白胨10g、酵母膏10g、番茄汁200g、葡萄糖10g、吐温0.5mL、碳酸钙17g、溴甲酚绿0.1g、琼脂15g和水1000mL,培养条件:厌氧培养,40℃,培养48小时;
枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌培养基配方均为:牛肉膏3g,蛋白胨10g,氯化钠5g,琼脂15g和水1000mL,pH调节为7~8,培养条件:好氧培养,37℃,培养24小时;
黑曲霉和米曲霉培养基配方均为:马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂15g和水1000mL,培养条件:好氧培养,30℃,培养48小时。
(2)摇瓶培养:将步骤(1)中各菌株试管培养菌种分别接种至摇瓶培养基中进行摇瓶培养,分别获得植物乳杆菌摇瓶培养菌液、枯草芽孢杆菌摇瓶培养菌液、黑曲霉摇瓶培养菌液、胶冻样芽孢杆菌摇瓶培养菌液和米曲霉摇瓶培养菌液;
植物乳杆菌所用培养基配方为:牛肉膏10g、蛋白胨10g、酵母膏10g、番茄汁200g、葡萄糖10g、吐温0.5mL、碳酸钙17g、溴甲酚绿0.1g和水1000mL,培养条件:厌氧培养,40℃,培养48小时;
枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌培养基配方均为:牛肉膏3g,蛋白胨10g,氯化钠5g和水1000mL,pH调节为7~8,培养条件:好氧培养,37℃,培养24小时;
黑曲霉和米曲霉培养基配方均为:马铃薯200g,葡萄糖20g和水1000mL,培养条件:好氧培养,30℃,培养48小时。
(3)种子罐培养:将步骤(2)中各菌株的摇瓶培养菌液分别接入种子罐培养基中进行种子罐培养,分别获得植物乳杆菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、黑曲霉种子液、胶冻样芽孢杆菌种子液和米曲霉种子液;
植物乳杆菌种子罐发酵培养基为:经水煮后的玉米粉经淀粉酶(106万U/g(玉米粉))糖化,培养条件同摇瓶培养;
枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、黑曲霉和米曲霉的培养条件同摇瓶培养。
(4)规模化发酵罐培养,将步骤(3)中各菌株的种子液按10%的体积比接种到发酵罐中进行液体发酵培养,分别获得植物乳杆菌发酵菌液、枯草芽孢杆菌发酵菌液、黑曲霉发酵菌液、胶冻样芽孢杆菌发酵菌液和米曲霉发酵菌液,各菌株培养基及培养条件同种子罐培养。
(5)麸皮固体培养:将步骤(4)中各菌株的发酵菌液分别按10%重量比加入到麸皮培养基(组成为:麸皮,如小麦麸皮)中,调节水分为50%,室温堆放,进行固体培养,温度超过40℃翻堆降温,24小时后发酵完成,分别获得植物乳杆菌固体培养物、枯草芽孢杆菌固体培养物、黑曲霉固体培养物、胶冻样芽孢杆菌固体培养物和米曲霉固体培养物;
植物乳杆菌固体培养物中含有植物乳杆菌细胞群、植物乳杆菌代谢产物(例如乳酸、乙酸)和发酵后的麸皮培养基;枯草芽孢杆菌固体培养物中含有枯草芽孢杆菌细胞群、枯草芽孢杆菌代谢产物(例如蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、α-淀粉酶、乳酸等)和发酵后的麸皮培养基;黑曲霉固体培养物中含有黑曲霉细胞群、黑曲霉代谢产物(例如淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸)和发酵后的麸皮培养基;胶冻样芽孢杆菌固体培养物中含有胶冻样芽孢杆菌细胞群、胶冻样芽孢杆菌代谢产物(例如,请发明人补充该菌株的代谢产物)和发酵后的麸皮培养基;米曲霉固体培养物中含有米曲霉细胞群、米曲 霉代谢产物(例如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和曲酸)和发酵后的麸皮培养基。
(6)固体菌剂的制备:将上述植物乳杆菌固体培养物、枯草芽孢杆菌固体培养物、黑曲霉固体培养物、胶冻样芽孢杆菌固体培养物和米曲霉固体培养物进行干燥,干燥可为喷粉干燥、室温自然干燥和流化床干燥,分别得到植物乳杆菌固体菌剂、枯草芽孢杆菌固体菌剂、黑曲霉固体菌剂、胶冻样芽孢杆菌固体菌剂和米曲霉固体菌剂;
植物乳杆菌固体菌剂中植物乳杆菌的有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g,枯草芽孢杆菌固体菌剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g,黑曲霉固体菌剂中黑曲霉的有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g,胶冻样芽孢杆菌固体菌剂中冻样芽孢杆菌的有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g,米曲霉固体菌剂中米曲霉的有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g。
(7)复合菌剂的制备:将步骤(6)中的植物乳杆菌固体菌剂、枯草芽孢杆菌固体菌剂、黑曲霉固体菌剂、胶冻样芽孢杆菌固体菌剂和米曲霉固体菌剂进行混合得到复合菌剂。
在一个实施方案中,将植物乳杆菌固体菌剂、枯草芽孢杆菌固体菌剂、黑曲霉固体菌剂、胶冻样芽孢杆菌固体菌剂和米曲霉固体菌剂按照1:2:2:1:2的重量百分比进行混合,得到复合菌剂;复合菌剂中总有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g。
另一方面,本申请还涉及一种降解或辅助降解植物纤维性废弃物的方法,包括:
将所述组合物或所述复合菌剂加入待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥。
在一个实施方案中,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入动物粪便和/或尿素。
在一些实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂相对于所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为至少0.1%、至少0.15%、至少0.25%、至少0.5%、至少0.75%或至少1%w/w。
在一个实施方案中,将所述组合物或所述复合菌剂加入到动物粪便 中进行培养,得到扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂,然后将所述扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂加入到待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥。
在一个实施方案中,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入尿素。
任选地,所述植物纤维性废弃物为植物秸秆、果实外壳、玉米芯、红薯渣、树叶、树枝、木屑或竹屑。
发酵时间与环境温度相关,当环境温度较高时,发酵时间短,温度较低时,发酵时间会延长。
在一些实施方案中,春夏季环境温度较高时,发酵时间为至少15天或至少20天;秋冬季环境温度较低时,发酵时间为至少20天、至少25天或至少30天。
在一个实施方案中,将所述组合物或所述复合菌剂加入到动物粪便中进行培养,得到扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂,然后将所述扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂加入到待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少30天,得到生物有机肥。
在一些实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂加入到所述动物粪便的接种量为占所述动物粪便的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w。
在一个实施方案中,所述组合物或所述复合菌剂加入到所述动物粪便的接种量为占所述动物粪便的至少5%w/w。
在一些实施方案中,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂中植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、胶冻样芽孢杆菌和米曲霉的总有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g。
在一些实施方案中,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w。
在一些实施方案中,3~5月份所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少3%w/w或至少5%w/w;6~8月份所述扩培后 的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少1%w/w;9~11月份所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少5%w/w或至少7%w/w;所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少10%w/w。
在一个实施方案中,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少3%、至少5%或至少10%w/w。
在一个实施方案中,复合菌剂和动物粪便扩培的条件为,复合菌剂和动物粪便混合物的含水量为约30~70%,例如为55%;发酵时间为约1~5天,例如3天,得到扩培后的复合菌剂。
在一个实施方案中,扩培后的复合菌剂加入植物纤维性废弃物的方式为,一层植物纤维性废弃物,一层扩培后的复合菌剂,或者将植物纤维性废弃物和扩培后的复合菌剂混合后直接进行发酵。
在一个实施方案中,植物秸秆可为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、谷子秸秆等;动物粪便可为鸡粪、牛粪、猪粪、羊粪、鸭粪、马粪或其混合物。
在一个实施方案中,动物粪便为新鲜猪粪和羊粪按重量比为1:2进行混合的混合物。
在一个实施方案中,也可先将秸秆进行粉碎,可选择地,粉碎的秸秆为长度5cm。
在一些实施方案中,将扩培后的复合菌剂加入到植物纤维性废弃物进行堆积发酵,堆成方垛约1.5m高。
腐熟标准如下:1)颜色变为深褐色,没有恶臭,甚至略带芳香气味;2)pH值近中性,为6.5~8.5;3)当发酵物料的含水量降至30%、35℃下密封时不会再自动升温(即不再发生分解和合成化学反应);4)蛔虫卵死亡率达到95~100%;5)大肠菌值为0.1~0.2;和/或6)植物纤维性废弃物变软,变黑,易断。
对发酵待处理植物纤维性废弃物后获得的生物有机肥进行效果检测,分别测定生物有机肥中的有机质的质量分数、总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数、水分(鲜重)的质量分数、酸碱度(pH)、蛔虫卵死亡率和粪大肠杆菌数,测定方法按照农业部有机肥料标准(NY525-2012)和生物有机肥标准要求(NY884-2012)中的方法进行测定。其中有机质含量测定有所不同,由于本申请主要用于分解植物纤维素,所以在检测有机物含量时剔除纤维素而单独检测,以求更能体现本申请中的复合菌剂分解纤维素的能力。
有机肥NY525-2012中的相关标准值如下:
项目 | 标准值 |
有机质的质量分数(以烘干基计),% | ≥45 |
总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计),% | ≥5.0 |
水分(鲜重)的质量分数,% | ≤30.0 |
酸碱度(pH) | 5.5~8.5 |
粪大肠杆菌群数,个/g | ≤100 |
蛔虫卵死亡率,% | ≥95% |
农业部生物有机肥标准要求(NY884-2012)中的标准值如下:
项目 | 标准值 |
有效活菌数(cfu),亿/g | ≥0.2 |
有机质(以干基计),% | ≥40 |
水分,% | ≤30.0 |
pH值 | 5.5~8.5 |
粪大肠杆菌群数,个/g | ≤100 |
蛔虫卵死亡率,% | ≥95% |
有效期,月 | ≥6 |
本申请还涉及一种增加土壤肥力或改良土壤板结的方法包括:
将用本文公开的方法处理所述待处理植物纤维性废弃物后得到的生物有机肥施入土壤中进行处理至少1个月、至少3个月、至少6个月、至少9个月或至少12个月。
在一些实施方案中,生物有机肥施入土壤中进行处理的时间主要由 土壤板结情况和每亩添加有机肥的量而定,而且在栽种植物后有机肥仍然在发挥作用,在施入有机肥后1个月就可以栽种作物了。
在一个实施方案中,生物有机肥的施入量为每亩地至少0.1吨、至少0.3吨、至少0.5吨、至少0.7吨或至少1吨,施入后进行正常耕作。一年后参照NY525-2012中的测定方法对土壤中有机质的质量分数、总氮含量、P2O5含量和K2O含量进行测定。
因此,本申请提供的用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂,具有以下至少一种优势:
(1)本申请的组合物或复合菌剂中,各菌株能适应自然环境,接种到动物粪便或秸秆中,所选育菌株均可以存活,进行代谢活动和原料发酵。
(2)本申请的组合物或复合菌剂中,各菌株能快速生长繁殖,在接种到动物粪便中3天后,各菌株的有效活菌数即可达到(1×109~1×1010)cfu/g;在接种到待处理秸秆中10天,各菌株的有效活菌数即可达到1×108cfu/g以上,能够达到快速发酵、节省处理时间的目的。
(3)本申请的组合物或复合菌剂中,各菌株均为优势菌株,能适应原料的发酵环境,其代谢产物,例如乳酸、乙酸、柠檬酸、曲酸、淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶等能够抑制其他杂菌的生长,更有利于发酵的进行。
(4)本申请的组合物或复合菌剂中,各菌株配比合理,能够发挥各自的降解优势。
(5)本申请的组合物或复合菌剂中,相对于自然沤肥,降解速度增快,缩短场地占用周期,节约用地。
(6)本申请在微生物功能菌剂的作用下,秸秆中的纤维素、半纤维素等大分子难降解物质被有效降解,获得生物有机肥富含氮、磷和有机质,从而实现了废物利用、污染物降解和物质的循环与转化等绿色农业生产方式。
(7)本申请获得的生物有机肥能有效地改善土壤板结状况,提高土壤肥力,推动了绿色生态农业产业的可持续发展。
(8)本申请发酵堆肥依据的原理是生化反应,过程温和,相对于废料常见的焚烧处理,避免产生大量有害气体和悬浮颗粒造成的环境污 染,具备环保、经济双重效益。
在一些实施方案中,本申请提供的用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂,获得以下至少一种效果:
(1)使用本申请的组合物或复合菌剂降解植物纤维性废弃物得到生物有机肥各项指标均达到NY525-2012和NY884-2012中的标准,并且优于对照组,具体数据参见实施例。相对于对照组1,实验组中有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高至少5%,实验组中粪大肠杆菌数降低至少95%,纤维素含量降低至少15%。
(2)使用本申请的组合物或复合菌剂降解植物纤维性废弃物得到生物有机肥,相对于对照组1,实验组生物有机肥无臭味,松软,呈棕色。
(3)本申请的组合物或复合菌剂降解植物纤维性废弃物得到生物有机肥改善了土壤板结度,提高了土壤肥力,具体数据参见实施例。相对于对照组,实验组土壤中P2O5增加至少35%,K2O增加至少10%。
以下实施例仅用于说明而非限制本申请范围的目的。
实施例
实施例1
实验地点选在山西省长治市,该实验地为玉米收割地,玉米秸秆就地取材,时间为2015年10月。
(1)将植物乳杆菌固体菌剂、枯草芽孢杆菌固体菌剂、黑曲霉固体菌剂、胶冻样芽孢杆菌固体菌剂和米曲霉固体菌剂按照1:2:2:1:2的重量百分比进行混合,得到复合菌剂。
(2)将步骤(1)的复合菌剂按照畜禽粪便重量的5%加入到畜禽粪便(新鲜猪粪和羊粪按重量百分比为1:2进行混合的混合物)中,得到实验组混合物料。对照组仅为畜禽粪便(新鲜猪粪和羊粪按重量比为1:2进行混合的混合物)。调节实验组混合物料和对照组畜禽粪便的含水率为55%左右,露天堆放,早中晚各翻堆一次,由于晚上气温较低,所以晚上加盖塑料膜。温度达到50℃以上,发酵三天,得到实验组扩培后的复合菌剂和对照组自然发酵的畜禽粪便。实验组扩培后的复合菌剂中植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、胶冻样芽孢杆菌和米曲霉的 总有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g。
(3)将玉米秸秆粉碎,长约5厘米,得到粉碎后的玉米秸秆,按照玉米秸秆重量的2%~3%加入尿素,混合均匀,得到发酵物料。将发酵物料等分为五份,实验组1为向发酵物料中加入玉米秸秆重量的3%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;实验组2为向发酵物料中加入玉米秸秆重量的5%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;实验组3为向发酵物料中加入玉米秸秆重量的10%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;对照组1为向发酵物料加入玉米秸秆重量3%的步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便;对照组2为仅为发酵物料。尿素、步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂和步骤(2)所得对照组扩培后的畜禽粪便的添加方式均为一层玉米秸秆,一层尿素、步骤(2)所得扩培后的复合菌剂或步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便,依次再添加一层玉米秸秆,一层尿素、步骤(2)所得扩培后的复合菌剂或步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便,混合后得到混合发酵物料。分别将实验组1、实验组2、实验组3、对照组1和对照组2的混合发酵物料进行堆积发酵,堆成方垛约1.5米高,发酵时间为30天。
腐熟标准如下:1)颜色变为深褐色,没有恶臭,甚至略带芳香气味;2)pH值近中性,为6.5~8.5;3)当发酵物料的含水量降至30%、35℃下密封时不会再自动升温(即不再发生分解和合成化学反应);4)蛔虫卵死亡率达到95~100%;5)大肠菌值为0.1~0.2;和/或6)玉米秸秆变软,变黑,易断。
在发酵结束后分别获得实验组1生物有机肥、实验组2生物有机肥、实验组3生物有机肥和对照组1生物有机肥,对照组2未进行有效发酵。在检验样品前先对各组生物有机肥进行预处理,挑出样品中人眼可见还成型的秸秆碎渣用于检测纤维素含量,挑出秸秆残渣后的剩余生物有机肥再根据农业部有机肥标准要求(NY525-2012)和生物有机肥标准要求NY884-2012进行指标测定。各组指标测定结果如表1所示:相对于对照组1,实验组1的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高9%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高1.3%,蛔虫卵死亡率升高11%,粪大肠杆菌数降低98.38%;相对于对照组1,实验组2 的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高12%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高1.2%,蛔虫卵死亡率升高13%,粪大肠杆菌数降低99.28%;相对于对照组1,实验组3的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高16%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高1.3%,蛔虫卵死亡率升高15%,粪大肠杆菌数降低99.91%。
表1生物有机肥的检测结果
发酵期间,在发酵的第5天、第10天、第20天和第30天分别抽取各组样品(每组样品4份,每份样品100g)以供检测纤维素含量。从各实验组和对照组样品中挑出人眼可见还成型的秸秆碎渣进行纤维素含量检测,检测方法按照农业部有机肥标准NY525-2012中检测有机质含量的方法进行检测,测定结果如表2所示:处理结束后,实验组1的纤维素含量比对照组1降低20%,实验组2的纤维素含量比对照组1降低24%,
实验组3的纤维素含量比对照组1降低33%。
表2发酵期间各组的纤维素含量(干重,%)测定
样品 | 第5天 | 第10天 | 第20天 | 第30天 |
实验组1 | 78 | 65 | 47 | 30 |
实验组2 | 73 | 61 | 42 | 26 |
实验组3 | 68 | 41 | 22 | 17 |
对照组1 | 83 | 77 | 68 | 50 |
各组发酵期间的温度变化结果如表3所示:
表3发酵期间各组的温度变化(℃)
样品 | 第5天 | 第10天 | 第20天 | 第30天 |
实验组1 | 53 | 58 | 43 | 31 |
实验组2 | 58 | 63 | 51 | 35 |
实验组3 | 69 | 73 | 63 | 40 |
对照组1 | 47 | 50 | 37 | 21 |
在堆肥发酵的过程中由于微生物的呼吸作用,有CO2的释放造成碳元素的减少。从表1和表2中的数据可以发现,发酵结束后,各实验组的纤维素含量均低于对照组1,而有机质(除去纤维素,%)含量均高于对照组1,说明各实验组中的微生物活性均高于对照组1,分解有机物的能力更强,对于纤维素的转化率更高。所有加入复合菌剂的实验组在各个检测指标上都达到NY525-2012和NY884-2012中的标准,并且在发酵结束后秸秆大部分变软易断,物料松软蓬松并伴有泥土香味,说明本申请中的复合菌剂能够加快分解秸秆,促进肥料的腐熟,减少有效发酵时间。对照组1有机质(除去纤维素,%)和纤维素的含量(%)之和最高,但是大部分为植物不可直接应用的纤维素,发酵堆肥后物料中秸秆物理性状变化不大,仍然坚韧不易断;物料中畜禽粪便成分未经过有效微生物的发酵所以变干板结,并伴有臭味。表3中结果表明,未加复合菌剂的对照组1升温缓慢,并且未达到55℃的无害化处理标准,所以蛔虫卵死亡率和大肠杆菌数都未达到检测标准。
根据土壤板结状况,实验组1施加实验组1生物有机肥、实验组2施加实验组2生物有机肥、实验组3施加实验组3生物有机肥,对照组1施加对照组1生物有机肥,各组有机肥的施加量均相同,为每亩地0.5~1吨生物有机肥,对照组为未施加任何肥料的土地。利用相应机械进行翻盖,进行正常耕作,一年后检测有机质含量、总氮、P2O5、K2O。实验组1、实验组2、实验组3、对照组1和对照组的实验结果如表4所示:
表4土壤各理化因子检测结果
结果显示,相对于对照组,实验组1的有机质含量升高0.17%,总氮含量增加9.60%,P2O5含量增加38.89%,K2O增加45%;相对于对照组,实验组2的有机质含量升高0.28%,总氮含量增加13.56%,P2O5含量增加50%,K2O增加52.50%;实验组3的有机质含量升高0.45%,总氮含量增加15.82%,P2O5含量增加116.67%,K2O增加57.50%;对照组1的有机质含量升高0.08%,总氮含量增加5.08%,P2O5含量增加16.67%,K2O增加25.00%。施用本发明的复合菌剂后,玉米秸秆被降解较完全,改善了土壤板结度,提高了土壤肥力,达到了预期效果。
实施例2
实验地点选在辽宁省盘锦市,该实验地为水稻收割地,水稻秸秆就地取材,时间为2014年11月。
(1)将植物乳杆菌固体菌剂、枯草芽孢杆菌固体菌剂、黑曲霉固体菌剂、胶冻样芽孢杆菌固体菌剂和米曲霉固体菌剂按照1:2:2:1:2的重量百分比进行混合,得到复合菌剂。
(2)将步骤(1)的复合菌剂按照畜禽粪便重量的5%加入到畜禽粪便(新鲜猪粪和羊粪按重量比为1:2进行混合的混合物)中,得到实验组混合物料。对照组仅为畜禽粪便(新鲜猪粪和羊粪按重量比为1:2进行混合的混合物)。调节实验组混合物料和对照组畜禽粪便的含水率为55%左右,露天堆放,早中晚各翻堆一次,由于晚上气温较低,所以晚上加盖塑料膜。温度达到50℃以上,发酵三天,得到实验组扩培后的复合菌剂和对照组自然发酵的畜禽粪便。实验组扩培后的复合菌剂中植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、胶冻样芽孢杆菌和米曲霉的总有效活菌数为(1×109~1×1010)cfu/g。
(3)将水稻秸秆粉碎,长约5厘米,得到粉碎后的水稻秸秆,按照水稻秸秆重量的2%~3%加入尿素,混合均匀,得到发酵物料。将发酵物料等分为五份,实验组1为向发酵物料中加入水稻秸秆重量的3%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;实验组2为向发酵物料中 加入水稻秸秆重量的5%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;实验组3为向发酵物料中加入水稻秸秆重量的10%的步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂;对照组1为向发酵物料加入水稻秸秆重量3%的步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便;对照组2为仅为发酵物料。尿素、步骤(2)所得实验组扩培后的复合菌剂和步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便的添加方式均为一层水稻秸秆,一层尿素、步骤(2)所得扩培后的复合菌剂或步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便,依次再添加一层水稻秸秆,一层尿素、步骤(2)所得扩培后的复合菌剂或步骤(2)所得对照组自然发酵的畜禽粪便,混合后得到混合发酵物料。分别将实验组1、实验组2、实验组3、对照组1和对照组2的混合发酵物料进行堆积发酵,堆成方垛约1.5米高,发酵时间为30天。
腐熟标准如下:1)颜色变为深褐色,没有恶臭,甚至略带芳香气味;2)pH值近中性,为6.5~8.5;3)当发酵物料的含水量降至30%、35℃下密封时不会再自动升温(即不再发生分解和合成化学反应);4)蛔虫卵死亡率达到95~100%;5)大肠菌值为0.1~0.2;和/或6)水稻秸秆变软,变黑,易断。
在发酵结束后分别获得实验组1生物有机肥、实验组2生物有机肥、实验组3生物有机肥和对照组1生物有机肥,对照组2未进行有效发酵。在检验样品前先对各组生物有机肥进行预处理,挑出样品中人眼可见还成型的秸秆碎渣用于检测纤维素含量,挑出秸秆残渣后的剩余生物有机肥再根据农业部有机肥标准要求(NY525-2012)和生物有机肥标准要求NY884-2012进行指标测定。各组指标测定结果如表5所示:相对于对照组1,实验组1的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高8%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高0.2%,蛔虫卵死亡率升高15%,粪大肠杆菌数降低99.14%;相对于对照组1,实验组2的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高10%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高0.4%,蛔虫卵死亡率升高16%,粪大肠杆菌数降低99.53%;相对于对照组1,实验组3的有机质的质量分数(干重,除去纤维素)升高18%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(干重)升高0.4%,蛔虫卵死亡率升高18%,粪大 肠杆菌数降低99.85%。
表5生物有机肥的检测结果
发酵期间,在发酵的第5天、第10天、第20天和第30天分别抽取各组样品(每组样品4份,每份样品100g)以供检测纤维素含量。从各实验组和对照组样品中挑出人眼可见还成型的秸秆碎渣进行纤维素含量检测,检测方法按照农业部有机肥标准NY525-2012中检测有机质含量的方法进行检测,测定结果如表6所示:处理结束后,实验组1的纤维素含量比对照组1降低21%,实验组2的纤维素含量比对照组1降低25%,
实验组3的纤维素含量比对照组1降低34%。
表6发酵期间各组的纤维素含量(干重,%)测定
样品 | 第5天 | 第10天 | 第20天 | 第30天 |
实验组1 | 76 | 61 | 43 | 28 |
实验组2 | 71 | 58 | 40 | 24 |
实验组3 | 62 | 51 | 35 | 15 |
对照组1 | 81 | 77 | 69 | 49 |
各组发酵期间的温度变化结果如表7所示:
表7发酵期间各组的温度变化(℃)
在堆肥发酵的过程中由于微生物的呼吸作用,有CO2的释放造成碳元素的减少。从表5和表6中的数据可以发现,发酵结束后,各实验组的纤维素含量均低于对照组1,而有机质(除去纤维素,%)含量均高于对照组1,说明各实验组中的微生物活性均高于对照组1,分解有机物的能力更强,对于纤维素的转化率更高。所有加入复合菌剂的实验组在各个检测指标上都达到NY525-2012和NY884-2012中的标准,并且在发酵结束后秸秆大部分变软易断,物料松软蓬松并伴有泥土香味,说明本申请中的复合菌剂能够加快分解秸秆,促进肥料的腐熟,减少有效发酵时间。对照组1有机质(除去纤维素,%)和纤维素的含量(%)之和最高,但是大部分为植物不可直接应用的纤维素,发酵堆肥后物料中秸秆物理性状变化不大,仍然坚韧不易断;物料中畜禽粪便成分未经过有效微生物的发酵所以变干板结,并伴有臭味。表7中结果表明,未加复合菌剂的对照组1升温缓慢,并且未达到55℃的无害化处理标准,所以蛔虫卵死亡率和大肠杆菌数都未达到检测标准。
根据土壤板结状况,实验组1施加实验组1生物有机肥、实验组2施加实验组2生物有机肥、实验组3施加实验组3生物有机肥,对照组1施加对照组1生物有机肥,各组有机肥的施加量均相同,为每亩地0.5~1吨生物有机肥,对照组为未施加任何肥料的土地。利用相应机械进行翻盖,进行正常耕作,一年后检测有机质含量、总氮、P2O5、K2O。实验组1、实验组2、实验组3、对照组1和对照组的实验结果如表8所示:
表8土壤各理化因子检测结果
养分 | 实验组1 | 实验组2 | 实验组3 | 对照组1 | 对照组 |
有机质含量(%) | 4.02 | 4.19 | 4.25 | 3.91 | 3.75 |
总氮(mg/kg) | 199 | 211 | 204 | 183 | 176 |
P2O5(mg/kg) | 23 | 29 | 37 | 20 | 17 |
K2O(mg/kg) | 54 | 58 | 60 | 51 | 47 |
结果显示,相对于对照组,实验组1的有机质含量升高0.27%,总氮含量增加13.07%,P2O5含量增加35.29%,K2O增加14.89%;相对于对 照组,实验组2的有机质含量升高0.44%,总氮含量增加19.89%,P2O5含量增加70.59%,K2O增加23.40%;实验组3的有机质含量升高0.50%,总氮含量增加15.91%,P2O5含量增加117.65%,K2O增加27.66%;对照组1的有机质含量升高0.16%,总氮含量增加3.98%,P2O5含量增加17.65%,K2O增加8.51%。施用本发明的复合菌剂后,水稻秸秆被降解较完全,改善了土壤板结度,提高了土壤肥力,达到了预期效果。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种组合物,包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。
2.一种复合菌剂,其活性成分包含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae);优选地由上述五种菌株组成;或者包含上述五种菌株的培养物。
3.如权利要求2所述复合菌剂,其中所述复合菌剂中总有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
或者,以所述菌株培养物的干重计,其中所述复合菌剂中所述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物的重量份为:
植物乳杆菌培养物 1~3
枯草芽孢杆菌培养物 2~6
黑曲霉培养物 2~6
胶冻样芽孢杆菌培养物 1~3
米曲霉培养物 2~6,
优选地,上述菌株培养物之间的干重比为1:2:2:1:2;
任选地,所述培养物包含菌株和载体;
任选地,所述植物乳杆菌培养物中所述植物乳杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述枯草芽孢杆菌培养物中所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述黑曲霉培养物中所述黑曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述胶冻样芽孢杆菌培养物中所述胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述米曲霉培养物中所述米曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述载体包含固体培养基、半固体培养基或液体培养基。
4.一种复合菌剂的制备方法,包括:
将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus nige)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和米曲霉(Aspergillus oryzae)分别进行培养;以及
获得所述菌株的各自的培养物,并将所述培养物按照上述组合进行混合,得到所述复合菌剂;
任选地,上述培养为固体培养、半固体培养或液体培养。
5.如权利要求4所述的方法,其中以所述菌株的各自的培养物的干重计进行混合,混合时所述植物乳杆菌培养物、枯草芽孢杆菌培养物、黑曲霉培养物、胶冻样芽孢杆菌培养物和米曲霉培养物的重量份为:
植物乳杆菌培养物 1~3
枯草芽孢杆菌培养物 2~6
黑曲霉培养物 2~6
胶冻样芽孢杆菌培养物 1~3
米曲霉培养物 2~6,
优选地,上述菌株培养物之间的干重比为1:2:2:1:2;
任选地,所述培养物包含菌株和载体;
任选地,所述植物乳杆菌培养物中所述植物乳杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述枯草芽孢杆菌培养物中所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述黑曲霉培养物中所述黑曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述胶冻样芽孢杆菌培养物中所述胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;所述米曲霉培养物中所述米曲霉的有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述复合菌剂中总有效活菌数为(1×107~1×1010)cfu/g,优选为(1×109~1×1010)cfu/g;
任选地,所述载体包含固体培养基、半固体培养基或液体培养基。
6.一种降解或辅助降解植物纤维性废弃物的方法,包括:
将权利要求1所述组合物,或权利要求2或3所述复合菌剂加入待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥;
任选地,所述植物纤维性废弃物为植物秸秆、果实外壳、玉米芯、红薯渣、树叶、树枝、木屑或竹屑;
优选地,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入动物粪便和/或尿素;
优选地,所述组合物或所述复合菌剂相对于所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为至少0.1%、至少0.15%、至少0.25%、至少0.5%、至少0.75%或至少1%w/w。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述方法包括:
将权利要求1所述组合物,或权利要求2或3所述复合菌剂加入到动物粪便中进行培养,得到扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂;
然后将所述扩培后的组合物或扩培后的复合菌剂加入到待处理植物纤维性废弃物中进行发酵至少10天、至少15天,至少20天、至少25天、至少30天、至少35天或至少40天,得到生物有机肥;
任选地,所述植物纤维性废弃物为植物秸秆、果实外壳、玉米芯、红薯渣、树叶、树枝、木屑或竹屑;
优选地,向所述待处理植物纤维性废弃物中可加入尿素;
优选地,所述组合物或所述复合菌剂加入到所述动物粪便的接种量为占所述动物粪便的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w;
优选地,所述扩培后的组合物或所述扩培后的复合菌剂加入到所述待处理植物纤维性废弃物的接种量为占所述待处理植物纤维性废弃物量的至少1%、至少3%、至少5%、至少7%或至少10%w/w。
8.权利要求6或7所述的方法处理所述待处理植物纤维性废弃物后得到的生物有机肥。
9.一种增加土壤肥力或改良土壤板结的方法,包括:
将权利要求8所述的生物有机肥施入土壤中进行处理至少1个月、至少3个月、至少6个月、至少9个月或至少12个月;
优选地,生物有机肥的施入量为每亩地至少0.1吨、至少0.3吨、至少0.5吨、至少0.7吨或至少1吨。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610307467.XA CN105886436A (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610307467.XA CN105886436A (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105886436A true CN105886436A (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=56702645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610307467.XA Pending CN105886436A (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105886436A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106993540A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-01 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 红薯渣在畜禽养殖发酵床垫料基质中的应用 |
CN108728373A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-02 | 吉林农业大学 | 一种高效降解藜麦秸秆的复合菌及应用 |
CN109796226A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-24 | 北京世纪阿姆斯生物工程有限公司 | 果枝腐熟用复合微生物菌剂、果枝腐熟用腐熟剂及果枝腐熟的方法 |
CN113372148A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-10 | 创想未来生物工程(北京)有限公司 | 一种有机物料腐熟微生物菌剂及其制备方法 |
CN116120122A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-05-16 | 石家庄中农兴泰生物科技有限公司 | 一种聚天酶富硒生物有机肥及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186879A (zh) * | 2007-12-05 | 2008-05-28 | 中国科学院南京土壤研究所 | 农业废弃物堆肥化三元微生物复合菌剂 |
CN102212494A (zh) * | 2011-04-12 | 2011-10-12 | 王颖 | 有机物料腐熟剂及其制备方法和应用 |
CN103819239A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-05-28 | 重庆圣沛农业科技有限公司 | 一种柑橘皮渣生物发酵方法 |
CN104030746A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 湖南豫园生物科技有限公司 | 有机物料腐熟剂、含烟草废弃物生物有机肥及其生产方法和使用方法 |
-
2016
- 2016-05-11 CN CN201610307467.XA patent/CN105886436A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186879A (zh) * | 2007-12-05 | 2008-05-28 | 中国科学院南京土壤研究所 | 农业废弃物堆肥化三元微生物复合菌剂 |
CN102212494A (zh) * | 2011-04-12 | 2011-10-12 | 王颖 | 有机物料腐熟剂及其制备方法和应用 |
CN103819239A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-05-28 | 重庆圣沛农业科技有限公司 | 一种柑橘皮渣生物发酵方法 |
CN104030746A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 湖南豫园生物科技有限公司 | 有机物料腐熟剂、含烟草废弃物生物有机肥及其生产方法和使用方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106993540A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-01 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 红薯渣在畜禽养殖发酵床垫料基质中的应用 |
CN108728373A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-02 | 吉林农业大学 | 一种高效降解藜麦秸秆的复合菌及应用 |
CN108728373B (zh) * | 2018-05-04 | 2021-02-02 | 吉林农业大学 | 一种高效降解藜麦秸秆的复合菌及应用 |
CN109796226A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-24 | 北京世纪阿姆斯生物工程有限公司 | 果枝腐熟用复合微生物菌剂、果枝腐熟用腐熟剂及果枝腐熟的方法 |
CN113372148A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-10 | 创想未来生物工程(北京)有限公司 | 一种有机物料腐熟微生物菌剂及其制备方法 |
CN116120122A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-05-16 | 石家庄中农兴泰生物科技有限公司 | 一种聚天酶富硒生物有机肥及其制备方法 |
CN116120122B (zh) * | 2023-03-02 | 2024-09-13 | 石家庄中农兴泰生物科技有限公司 | 一种聚天酶富硒生物有机肥及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103966150B (zh) | 一种农作物秸秆腐熟菌剂及其使用方法和效果 | |
CN103710282B (zh) | 一种低温状态下快速启动腐熟的秸秆腐熟剂及其制备方法 | |
CN102531766B (zh) | 一种微生物腐熟剂及其生产方法 | |
CN102531720B (zh) | 尾菜与秸秆畜禽便发酵生物肥料及其制备方法 | |
CN103848698B (zh) | 一种利用沼渣好氧发酵制备的生物有机肥及其制备方法 | |
CN103113167B (zh) | 一种复合型微生物有机肥及其制备方法 | |
CN101941851B (zh) | 采用餐厨废弃物制备生化腐植酸的技术与工艺 | |
CN102992827B (zh) | 一种活性有机菌肥及其制备方法 | |
CN107325990B (zh) | 一种复合微生物腐熟剂及其用于烟草栽培的用途 | |
CN104671860A (zh) | 农业废弃物为原料的生物有机肥及其制备方法 | |
CN102442849A (zh) | 一种利用秸秆制备的防病生物有机肥及其制备方法 | |
CN103194407B (zh) | 一种稻草腐解复合微生物制剂及其制备方法 | |
CN103980019A (zh) | 一种农业固体有机废弃物中温生物发酵工艺及应用 | |
CN103981107A (zh) | 一种多功能农用微生物菌剂及其使用方法和效果 | |
CN102491802A (zh) | 茶粕生物有机肥及其生产方法 | |
CN102217469A (zh) | 一种有机栽培介质及其应用方法 | |
CN104276874A (zh) | 一种促进农作物增产用微生物和酶粉状复合生物制剂 | |
CN103484410B (zh) | 一种用于畜禽粪便堆肥处理的生物菌剂 | |
CN103304285A (zh) | 一种微生物菌剂及其制备方法和应用 | |
CN105886436A (zh) | 用于降解植物纤维性废弃物的组合物或复合菌剂 | |
CN104447095A (zh) | 一种生物活性有机药肥及其制备方法和应用 | |
CN105462878A (zh) | 一种畜禽粪便高效腐熟剂及其发酵方法 | |
CN107646616A (zh) | 一种花卉栽培基质的制备方法 | |
CN104099281A (zh) | 一种环保复合微生物菌剂 | |
CN105399473A (zh) | 一种生物有机肥及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160824 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |