CN105969697A - 一种用于秸秆堆肥的复配菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于秸秆堆肥的复配菌剂，其特征在于，包括根霉、蜂房芽孢杆菌、绿色木霉和拟茎点霉B3；所述复合菌剂中含有：真菌孢子数目不少于104个/ml的根霉孢子悬液、细菌OD值为0.5‑1的蜂房芽孢杆菌的细菌菌液、真菌孢子数目不少于104个/ml的绿色木霉孢子悬液、真菌孢子数目不少于104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液；本发明还公开了该复合菌剂的制备方法，将上述四种菌所制备的菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂；使用该复配菌剂可以加快秸秆的堆肥速度，腐熟化程度以及资源的再生利用率；同时解决了秸秆运输和存放困难，避免了因焚烧秸秆造成的大气污染，具有良好的环境效益。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种用于秸秆堆肥的复配菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国是农业大国，农作物资源总量总体呈不断增长趋势，作物秸秆产生量增大，有研究表明，至2016年我国的秸秆产量达到9亿吨左右。农作物秸秆含有一定量的碳、氮、磷、钾、钙、硅等多种元素，同时含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等有机物质。秸秆中含有可供动植物利用的大量的营养成分，是具有综合利用价值的可再生资源。
农作物秸秆是一种难处理好的农业产物，作为纤维素农作物，秸秆存在难降解，耗时长，能源产生量低等工艺缺点。根据我国具体国情，面对农用秸秆这一宝贵的生物资源，我国的再生利用率很低，大量的秸秆被随便堆砌或直接燃烧，不仅占用土地，污染环境，并造成生物质能源的严重浪费。此外，由于化学肥料的成本较高，易引起水体污染，土壤板结，进一步吸引了人们对生物质废料的研究。秸秆含有大量可利用元素，是最大的固体废弃物养分资源，我们可以通过堆肥技术将秸秆制成有机肥，具有经济和环境的双重利益。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于秸秆堆肥的复配菌剂，本发明的复合菌剂可以加快秸秆的堆肥速度，腐熟化程度以及资源的再生利用率，同时本发明还提供了该复合菌剂的制备方法和应用。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种用于秸秆堆肥的复配菌剂，其特征在于，包括根霉、蜂房芽孢杆菌、绿色木霉和拟茎点霉B3；所述菌株都由河海大学环境学院赠送。
所述复合菌剂中含有：真菌孢子数目不少于104个/ml的根霉孢子悬液、细菌OD值为0.5-1的蜂房芽孢杆菌的细菌菌液、真菌孢子数目不少于104个/ml的绿色木霉孢子悬液、真菌孢子数目不少于104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液。
所述复配菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将根霉接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到根霉孢子悬液；
(2)将蜂房芽孢杆菌接种到LB培养基上，温度28-30℃，转速160-200rpm，培养1-2天，离心后去掉上清液取沉淀，再用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水重 悬，得到蜂房芽孢杆菌菌液；
(3)将绿色木霉接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到绿色木霉孢子悬液；
(4)将拟茎点霉B3接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到拟茎点霉B3孢子悬液；
将上述四种菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂。
所述的PDA培养基培养包括：马铃薯提取液180～220g/L，葡糖糖15～30g/L，琼脂15～25g/L，去离子水800～1000mL。
所述的LB培养基包括：蛋白胨10～15g，酵母提取物10～12g，氯化钠5～10g，去离子水900～1000mL。
所述的复配菌剂在秸秆堆肥中的应用，包括如下步骤：
(1)将秸秆经自然晾干后，粉碎至1-2cm，向其中添加牛粪和果蔬废弃物，将秸秆、牛粪果蔬废弃物按40:10:0.25的干重配比进行混合；为避免秸秆在发酵初期所含有机物成分过少所以添加牛粪和果蔬废弃物；
(2)将上述混合物作为堆肥的混合基质，与复配菌剂按145～150：1的重量比混合；
(3)将混合后的废弃物和菌剂投入堆肥箱中，进行发酵；发酵的时间为19-27天。
所述的秸秆优选为玉米秸秆。
上述操作步骤如无特别说明，均按本领域常规操作。
有益效果：与现有技术相比，本发明的复配菌剂具有如下优点：本发明通过选取新型微生物种类制成复配菌剂，使用该菌剂可以加快秸秆的堆肥速度，腐熟化程度以及资源的再生利用率；同时解决了秸秆运输和存放困难，避免了因焚烧秸秆造成的大气污染，具有良好的环境效益；本发明的制备方法简单，生产成本低，对环境无污染。
具体实施方式
实施例1
一种用于秸秆堆肥的复配菌剂的制备方法：
PDA培养基:马铃薯提取液180g/L，葡糖糖15g/L，琼脂15g/L，去离子水800mL。
LB培养基：蛋白胨10g，酵母提取物10g，氯化钠5g，去离子水900mL。
(1)将根霉接种于PDA培养基，28℃培养50小时，用15ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为5×104个/ml的根霉孢子悬液；
(2)将蜂房芽孢杆菌接种到LB培养基上，温度28℃，转速200rpm，培养2天，离心后去掉上清液取沉淀，再用15ml的0.9％灭菌生理盐水重悬，得到细菌OD值为0.5的蜂房芽孢杆菌菌液；
(3)将绿色木霉接种于PDA培养基，28℃培养50小时，用15ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为6×104个/ml的绿色木霉孢子悬液；
(4)将拟茎点霉B3接种于PDA培养基，28℃培养50小时，用15ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为5×104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液；
将上述四种菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂。
实施例2
一种用于秸秆堆肥的复配菌剂的制备方法：
PDA培养基:马铃薯提取液220g/L，葡糖糖30g/L，琼脂25g/L，去离子水1000mL。
LB培养基：蛋白胨15g，酵母提取物12g，氯化钠10g，去离子水1000mL。
(1)将根霉接种于PDA培养基，30℃培养40小时，用30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为7×104个/ml的根霉孢子悬液；
(2)将蜂房芽孢杆菌接种到LB培养基上，温度30℃，转速200rpm，培养1天，离心后去掉上清液取沉淀，再用30ml的0.9％灭菌生理盐水重悬，得到细菌OD值为1的蜂房芽孢杆菌菌液；
(3)将绿色木霉接种于PDA培养基，30℃培养50小时，用30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为5×104个/ml的绿色木霉孢子悬液；
(4)将拟茎点霉B3接种于PDA培养基，30℃培养50小时，用30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为6×104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液；
将上述四种菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂。
实施例3
一种用于秸秆堆肥的复配菌剂的制备方法：
PDA培养基:马铃薯提取液200g/L，葡糖糖22.5g/L，琼脂20g/L，去离子水900mL。
LB培养基：蛋白胨12.5g，酵母提取物11g，氯化钠7.5g，去离子水950mL。
(1)将根霉接种于PDA培养基，29℃培养45小时，用25ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为6×104个/ml的根霉孢子悬液；
(2)将蜂房芽孢杆菌接种到LB培养基上，温度29℃，转速180rpm，培养1.5天，离心后去掉上清液取沉淀，再用25ml的0.9％灭菌生理盐水重悬，得到 细菌OD值为0.8的蜂房芽孢杆菌菌液；
(3)将绿色木霉接种于PDA培养基，29℃培养45小时，用25ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为5×104个/ml的绿色木霉孢子悬液；
(4)将拟茎点霉B3接种于PDA培养基，29℃培养45小时，用25ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到真菌孢子数目为7×104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液；
将上述四种菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂。
实施例4
复配菌剂在秸秆堆肥中的应用，包括如下步骤：
(1)将玉米秸秆经自然晾干后，粉碎至1-2cm，向其中添加牛粪和果蔬废弃物，将秸秆、牛粪果蔬废弃物按40:10:0.25的干重配比进行混合；为避免秸秆在发酵初期所含有机物成分过少所以添加牛粪和果蔬废弃物；
(2)将上述混合物作为堆肥的混合基质，与实施例1所制备的复配菌剂按145：1的重量比混合；
(3)将混合后的废弃物和菌剂投入堆肥箱中，进行发酵；发酵的时间定为19天。
实施例5
实施例5的方法与实施例4基本相同，不同之处在于混合基质与实施例2所制备的复配菌剂按150：1的重量比混合，发酵时间为27天。
实施例6
实施例6的方法与实施例4基本相同，不同之处在于混合基质与实施例3制备的复配菌剂按148：1的重量比混合，发酵时间为24天。
试验例1
以所配复配菌剂用作玉米秸秆堆肥的微生物反应种类，随着时间的迁移，观察其对秸秆反应堆的堆肥效应，反映中碳氮比(C/N)是能够直观的判断是否腐熟的参数，通过碳氮比的数据来说明复配菌剂的效用。
本试验例中按实施例6的方法进行，添加物为：混合基质(47.36kg，包括玉米秸秆、牛粪和果蔬废弃物)+根霉(80g)+蜂房芽孢杆菌(80g)+拟茎点霉B3(80g)+绿色木霉(80g)；试验例1中复配菌剂的作用如表1所示。
表1玉米秸秆中的碳氮比
| 天数(d) | 1 | 7 | 13 | 19 |
| C(％) | 43.1 | 42.2 | 40.7 | 40.0 |
| N(％) | 1.32 | 1.54 | 1.96 | 2.01 |
| C/N | 32.6 | 27.5 | 20.8 | 19.9 |
根据国家制定的《堆肥质量要求》，参考《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》，将碳氮比小于20作为堆肥腐熟的标志，结合表1的数据可以看出在反应发生后的第19天，所得碳氮比小于20，且所需时间相对最少，由此可以得出，本发明所选取的复配菌剂在对秸秆堆肥腐熟的过程中起到了很好的作用。
通过试验发现使用本发明实施例4和实施例5的方法堆肥腐熟的时间也是19天；综上可得，本发明所制备的复配菌剂堆肥时间只需19天就可，达到最佳堆肥腐熟成效。
Claims (7)
1.一种用于秸秆堆肥的复配菌剂，其特征在于，包括根霉、蜂房芽孢杆菌、绿色木霉和拟茎点霉B3。
2.根据权利要求1所述的复配菌剂，其特征在于，所述复合菌剂中含有：真菌孢子数目不少于104个/ml的根霉孢子悬液、细菌OD值为0.5-1的蜂房芽孢杆菌的细菌菌液、真菌孢子数目不少于104个/ml的绿色木霉孢子悬液、真菌孢子数目不少于104个/ml的拟茎点霉B3孢子悬液。
3.权利要求1所述复配菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将根霉接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到根霉孢子悬液；
(2)将蜂房芽孢杆菌接种到LB培养基上，温度28-30℃，转速160-200rpm，培养1-2天，离心后去掉上清液取沉淀，再用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水重悬，得到蜂房芽孢杆菌菌液；
(3)将绿色木霉接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到绿色木霉孢子悬液；
(4)将拟茎点霉B3接种于PDA培养基，28-30℃培养40-50小时，用15-30ml的0.9％灭菌生理盐水振荡，得到拟茎点霉B3孢子悬液；
将上述四种菌剂，取相同质量进行混合，即得到的复配菌剂。
4.根据权利要求3所述的复配菌剂，其特征在于，所述的PDA培养基培养包括：马铃薯提取液180～220g/L，葡糖糖15～30g/L，琼脂15～25g/L，去离子水800～1000mL。
5.根据权利要求3所述的复配菌剂，其特征在于，所述的LB培养基包括：蛋白胨10～15g，酵母提取物10～12g，氯化钠5～10g，去离子水900～1000mL。
6.权利要求1所述的复配菌剂在秸秆堆肥中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述包括如下步骤：
(1)将秸秆经自然晾干后，粉碎至1-2cm，向其中添加牛粪和果蔬废弃物，将秸秆、牛粪果蔬废弃物按40:10:0.25的干重配比进行混合；
(2)将上述混合物作为堆肥的混合基质，与复配菌剂按145～150：1的重量比混合；
(3)将混合后的废弃物和菌剂投入堆肥箱中，进行发酵。
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