CN106282048A - 一种复合微生物制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合微生物制剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合微生物制剂，其由黑曲霉菌剂、绿色木霉菌剂、极端嗜热厌氧菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂和假单胞菌菌剂制备而成，各菌剂之间具有协同作用，假单胞菌和枯草芽孢杆菌能够迅速利用堆肥原料中淀粉和蛋白质等启动发酵，黑曲霉和绿色木霉能够快速利用堆肥原料中淀粉类和木质纤维素原料的特点，快速升温达到高温期；然后在引入的极端嗜热厌氧菌的作用下，可以加速对木质纤维素的分解，且能延长堆肥过程的高温期，有助于对其它致病原虫的杀灭。随着堆肥原料中大部分可降解物质被分解，堆体温度开始下降，肥料进入腐熟阶段。本发明提供的菌株组合新、活菌数高、协同作用强，解决了好氧堆肥过程中高温期短，腐解不彻底的问题。

Description

一种复合微生物制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及微生物应用领域，具体地说是涉及生物堆肥过程的快腐复合微生物制剂及其制备方法和应用。
背景技术
近30年来，世界上越来越多的农业专家与政府部门都在积极倡导减少化肥和农药的施用量，多施有机肥，发展生物肥料。早在1972年，国际农业组织就成立了“有机农业运动国际联盟”，以推动世界范围内无公害食品的生产和监测。堆肥法(Composting)是利用自然界广泛存在的微生物(细菌、放线菌、真菌等)有控制性地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵过程。堆肥是把减量化、无害化、资源化融为一体的比较理想的处理方法，所以利用堆肥技术处理城市生活垃圾已日益受到各国的高度重视。
堆肥化系统分类方法有多种：按堆肥方式可分为间歇堆积法和连续堆积法；按堆置过程的需氧量可分为好氧法和厌氧法等。传统的堆肥化技术采用厌氧的野外堆积法，这种方法占地大、时间长。现代堆肥生产一般采用好氧堆肥工艺，可以将其中的易腐有机物转化成土壤易接受的有机营养土。堆肥过程中的高温发酵使垃圾中的致病菌、寄生虫卵基本被杀死，消除了有害病菌的传播，同时把垃圾变为肥料，实现了资源回收，达到了资源化的要求，促进了自然界物质良性循环。常用堆肥原料主要有动物粪便、农业废弃物、城市生活垃圾、污泥和餐厨垃圾等，其中有害微生物较多，有益微生物难以形成优势菌群，因此对垃圾的降解程度和除臭效果以及堆肥肥效均难以达到满意的效果，堆肥处理主要存在生产周期长、肥效低、生产成本高等问题。
堆肥的关键在于堆肥使用的复合菌剂以及堆肥的工艺条件。通过高效的复合菌剂减少堆肥时间，降低堆肥过程中的污染，提高最终肥效，是研究堆肥菌剂的主要目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合微生物制剂，其可使微生物快速活化繁殖，大大加快加强堆肥原料的腐解。
本发明的另一目的是提供上述复合微生物制剂的制备方法。
本发明的又一目的是提供上述复合微生物制剂的应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合微生物制剂，主要由如下组份制备而成：
其中，黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂的孢子总数均为1×109～5×1010cfu/g，极端嗜热厌氧菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂的活菌总数均为1×1010～3×1011cfu/g，假单胞菌菌剂的活菌总数为1×109～3×1010cfu/g。
所述复合微生物制剂中，各菌剂的菌落总数如下：
一种复合微生物制剂的制备方法，包括如下步骤：
1)载体制备：将200-400目碳酸钙、200-400目草炭和200-400目硅藻土按质量比1:1：2比例均匀混合作为微生物的载体备用；
2)保护剂制备：将海藻糖和糊精按质量比1:4比例均匀混合作为微生物的保护剂备用；
3)菌剂制备：
黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂均按如下方式制备：
斜面培养基：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，琼脂15.0g；其中马铃薯提取液按如下方式制备：取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1.0L煮沸30min，滤去马铃薯块，将滤液补足至1.0L；
固体培养基：将麦麸的含水率调整到30％-60％；
分别将黑曲霉和绿色木霉接种于斜面培养基，72小时后，25－28℃培养，待长出孢子，加入无菌水，摇匀后将孢子分散液与固体培养基混匀，培养144小时后长出大量孢子；将其放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后分别获得孢子总数均为1×109～5×1010cfu/g的黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂。
极端嗜热厌氧菌菌剂按如下方式培养：
斜面培养基(1L)：蛋白胨5.0g，牛肉浸取物3.0g，酵母粉2.0g，蔗渣10.0g，琼脂15.0g；
发酵培养基(1L)：蛋白胨10.0g，酵母膏10.0g，蔗渣20.0g；
将极端嗜热厌氧菌接种于斜面培养基，75℃培养48小时，然后从斜面接种于发酵培养基，75℃培养72小时，发酵液低温或室温负压真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液；向浓缩液中先添加保护剂，添加量为2％，混合均匀；再加入载体，添加量为40％，混合均匀；得到含水量约为50％—60％的菌泥；将菌泥放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后获得活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的极端嗜热厌氧菌菌剂；
枯草芽孢杆菌菌剂和假单胞菌菌剂均按如下方式培养：
斜面培养基(1L)：蛋白胨5.0g，牛肉浸取物3.0g，NaCl 5.0g，琼脂15.0g；
发酵培养基(1L)：蛋白胨10.0g，酵母膏10.0g，葡萄糖20.0g，蔗糖10.0g；
分别将枯草芽孢杆菌和假单胞菌接种于斜面培养基，35℃培养20小时，然后从斜面接种于发酵培养基，35℃培养24小时，发酵液低温或室温负压真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液；向浓缩液中先添加保护剂，添加量为2％，混合均匀；再加入载体，添加量为40％，混合均匀；得到含水量约为50％—60％的菌泥；将菌泥放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后分别获得活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的枯草芽孢杆菌菌剂和活菌总数为1×109～3×1010的假单胞菌菌剂；
4)复合微生物制剂的制备：将上述制备得到的各种菌剂按如下比例混合得到复合微生物制剂；
所述复合微生物制剂中，各菌剂的菌落总数如下：
所述复合微生物制剂的应用，将蔗糖5-10g，葡萄糖5-10g，酵母粉10-20g，谷氨酸钠5-10g混合在一起，得到活化营养混合物，使用时，将30g活化营养混合物加于1000ml水中，得到活化营养液，然后将10g所述复合微生物制剂加入上述活化营养液，分散均匀后喷洒于1吨堆肥材料中，边喷边翻堆即可。
采用上述方案后，本发明相比现有技术方案具有如下优点：
本发明提供的复合微生物制剂中，各菌剂之间具有协同作用，假单胞菌和枯草芽孢杆菌能够迅速利用堆肥原料中淀粉和蛋白质等启动发酵，黑曲霉和绿色木霉能够快速利用堆肥原料中淀粉类和木质纤维素原料的特点，快速升温达到高温期；然后在引入的极端嗜热厌氧菌的作用下，可以加速对木质纤维素的分解，且能延长堆肥过程的高温期，有助于对其它致病原虫的杀灭。随着堆肥原料中大部分可降解物质被分解，堆体温度开始下降，肥料进入腐熟阶段。本发明提供的菌株组合新、活菌数高、协同作用强，解决了好氧堆肥过程中高温期短，腐解不彻底的问题。本发明提供的复合微生物制剂制备过程简单，便于操作，所得复合微生物制剂在活化营养混合物的活化作用下，能够更快速启动发酵，迅速提高发酵过程中的活菌数量，应用简单，适合大规模推广。
具体实施方式
本发明的复合微生物制剂，主要由如下组份制备而成：
其中，黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂的孢子总数均为1×109～5×1010cfu/g，极端嗜热厌氧菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂的活菌总数均为1×1010～3×1011cfu/g，假单胞菌菌剂的活菌总数为1×109～3×1010cfu/g。
所得的复合微生物制剂中，各菌剂的菌落总数优选如下：
本发明的复合微生物制剂的制备方法，通过如下步骤实现：
1)载体制备：取200-400目碳酸钙1000g、200-400目草炭1000g和200-400目硅藻土2000g均匀混合作为微生物的载体备用。
2)保护剂制备：取海藻糖100g和糊精400g均匀混合作为微生物的保护剂备用。
3)菌剂制备：
制备黑曲霉菌剂：取去皮马铃薯20g，切成小块，加水100ml煮沸30min，滤去马铃薯块，将滤液补足至100ml，向滤液中加入葡萄糖2.0g和琼脂1.5g，灭菌后制备成斜面培养基。将黑曲霉接种于固体斜面培养基，28℃培养72小时后，待长出孢子，加入100ml无菌水，摇匀后将孢子分散液喷洒于1000g含水50％的麦麸中，28℃培养144小时后长出大量孢子，50℃烘干获得孢子总数为1×109～5×1010cfu/g的黑曲霉菌剂。
制备绿色木霉菌剂：采用与制备黑曲霉菌剂相同的方法制备孢子总数为1×109～5×1010cfu/g的绿色木霉菌剂。
制备极端嗜热厌氧菌菌剂：将蛋白胨0.5g、牛肉浸取物0.3g、酵母粉0.2g、蔗渣1g、琼脂1.5g溶于100ml无菌水，配置斜面培养基。将极端嗜热厌氧菌接种于斜面培养基，75℃培养48小时，然后从斜面接种于1L含蛋白胨10.0g、酵母膏10.0g、蔗渣20.0g的发酵培养基，75℃发酵培养72小时，发酵液在室温负压下真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液，向浓缩液中先添加保护剂4g，混合均匀后再加入载体80g，获得含水量约为50％—60％的菌泥，50℃真空干燥获得活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的极端嗜热厌氧菌菌剂。
制备假单胞菌菌剂：将蛋白胨0.5g、牛肉浸取物0.3g、NaCl 0.5g，琼脂1.5g溶于100ml无菌水，配置斜面培养基。将假单胞菌接种于斜面培养基，35℃培养20小时，然后从斜面接种于1L含蛋白胨10.0g、酵母膏10.0g、葡萄糖20.0g、蔗糖10.0g的发酵培养基，35℃培养24小时，发酵液在室温负压下真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液，向浓缩液中先添加保护剂4g，混合均匀后再加入载体80g，获得含水量约为50％—60％的菌泥，50℃真空干燥获得活菌总数为1×109～3×1010cfu/g的假单胞菌菌剂。
制备枯草芽孢杆菌菌剂：采用与制备假单胞菌菌剂相同的方法制备活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的枯草芽孢杆菌菌剂。
4)复合微生物制剂的制备：将1000g步骤3)所制备的黑曲霉菌剂、1000g步骤3)所制备的绿色木霉菌剂、20g步骤3)所制备的极端嗜热厌氧菌菌剂、20g步骤3)所制备的枯草芽孢杆菌菌剂和20g步骤3)所制备的假单胞菌菌剂混合均匀得复合微生物制剂。
本发明的复合微生物制剂的应用，将蔗糖10g，葡萄糖10g，酵母粉10g，谷氨酸钠5g混合在一起，得到活化营养混合物，使用时，将30g活化营养混合物加于1000ml水中，得到活化营养液，然后将10g所述复合微生物制剂加入上述活化营养液，搅拌均匀后喷洒于1吨堆肥材料中，边喷边翻堆即可。
具体应用例：
将上述所配制的加有复合微生物制剂的活化营养液喷洒于15kg木屑(来自于木材加工厂)表面。将15kg含菌木屑、300kg厨余垃圾(来自于华侨大学食堂)和700kg污泥(来自于华侨大学污水处理厂)混合均匀，堆成高0.8米三角形堆体，利用鼓风机给堆体通风。堆肥12天后，停止通风，对堆体进行翻堆，重新堆成高0.8米三角形堆体，继续腐熟8天后获得生物肥料。

Claims (5)

1.一种复合微生物制剂，其特征在于，主要由如下组份制备而成：
其中，黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂的孢子总数均为1×109～5×1010cfu/g，极端嗜热厌氧菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂的活菌总数均为1×1010～3×1011cfu/g，假单胞菌菌剂的活菌总数为1×109～3×1010cfu/g。
2.根据权利要求1所述的一种复合微生物制剂，其特征在于，在所述复合微生物制剂中，各菌剂的菌落总数如下：
3.一种复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)载体制备：将200-400目碳酸钙、200-400目草炭和200-400目硅藻土按质量比1:1：2比例均匀混合作为微生物的载体备用；
2)保护剂制备：将海藻糖和糊精按质量比1:4比例均匀混合作为微生物的保护剂备用；
3)菌剂制备：
黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂均按如下方式制备：
斜面培养基：马铃薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，琼脂15.0g；
其中马铃薯提取液按如下方式制备：取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1.0L煮沸30min，滤去马铃薯块，将滤液补足至1.0L；
固体培养基：将麦麸的含水率调整到30％-60％；
分别将黑曲霉和绿色木霉接种于斜面培养基，72小时后，25－28℃培养，待长出孢子，加入无菌水，摇匀后将孢子分散液与固体培养基混匀，培养144小时后长出大量孢子；将其放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后分别获得孢子总数均为1×109～5×1010cfu/g的黑曲霉菌剂和绿色木霉菌剂。
极端嗜热厌氧菌菌剂按如下方式培养：
斜面培养基(1L)：蛋白胨5.0g，牛肉浸取物3.0g，酵母粉2.0g，蔗渣10.0g，琼脂15.0g；
发酵培养基(1L)：蛋白胨10.0g，酵母膏10.0g，蔗渣20.0g；
将极端嗜热厌氧菌接种于斜面培养基，75℃培养48小时，然后从斜面接种于发酵培养基，75℃培养72小时，发酵液低温或室温负压真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液；向浓缩液中先添加保护剂，添加量为2％，混合均匀；再加入载体，添加量为40％，混合均匀；得到含水量约为50％—60％的菌泥；将菌泥放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后获得活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的极端嗜热厌氧菌菌剂；
枯草芽孢杆菌菌剂和假单胞菌菌剂均按如下方式培养：
斜面培养基(1L)：蛋白胨5.0g，牛肉浸取物3.0g，NaCl 5.0g，琼脂15.0g；
发酵培养基(1L)：蛋白胨10.0g，酵母膏10.0g，葡萄糖20.0g，蔗糖10.0g；
分别将枯草芽孢杆菌和假单胞菌接种于斜面培养基，35℃培养20小时，然后从斜面接种于发酵培养基，35℃培养24小时，发酵液低温或室温负压真空浓缩到原体积20％，得到菌体浓缩液；向浓缩液中先添加保护剂，添加量为2％，混合均匀；再加入载体，添加量为40％，混合均匀；得到含水量约为50％—60％的菌泥；将菌泥放到震动流化床中干燥，干燥温度不宜超过50度，最后分别获得活菌总数为1×1010～3×1011cfu/g的枯草芽孢杆菌菌剂和活菌总数为1×109～3×1010的假单胞菌菌剂；
4)复合微生物制剂的制备：将上述制备得到的各种菌剂按如下比例混合得到复合微生物制剂；
4.根据权利要求3所述的一种复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，所述复合微生物制剂中，各菌剂的菌落总数如下：
5.根据权利要求1或2所述的一种复合微生物制剂的应用，其特征在于：将蔗糖5-10g，葡萄糖5-10g，酵母粉10-20g，谷氨酸钠5-10g混合在一起，得到活化营养混合物，使用时，将30g活化营养混合物加于1000ml水中，得到活化营养液，然后将10g所述复合微生物制剂加入上述活化营养液，分散均匀后喷洒于1吨堆肥材料中，边喷边翻堆即可。
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