CN106747711A - 一种加速玉米秸秆还田腐解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，包括以下步骤：调整锯木屑的水分含量，并置于发酵池中；然后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵5‑7天，得到发酵锯木屑；将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1～2的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物；向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，放置2‑3天，得到用于还田的腐解玉米秸秆。本发明的方法中，利用木屑上长出的菌丝中含有多种酶类，可以降解玉米秸秆中的纤维素类物质，破坏秸秆的表面结构，加速秸秆降解，使玉米秸秆腐解效率大大提高，为农作物秸秆的还田利用提供了有效途径。

Description

一种加速玉米秸秆还田腐解的方法

技术领域

本发明属于农作物秸秆利用技术领域，具体涉及一种加速玉米秸秆还田腐解的方法。

背景技术

随着农村经济的快速发展和农民生活水平的不断提高，作为秸秆已不再担当农村主要燃料的角色，将秸秆进行返田处理，可以提高土壤肥力，保障作物稳产增产。我国每年产生的玉米秸秆超过上亿吨，玉米秸秆含有30％以上的碳水化合物、2-4％的蛋白质和0.5-1％的脂肪，如何合理利用这些玉米秸秆，变废为宝，已经成为研究的热点。

现有技术中，玉米秸秆主要用作牲畜饲料的主要原料，其在还田腐解方面研究较少。通常的做法是利用机械直接将秸秆打碎，然后进行土壤翻耕，利用土壤自身微生物体系代谢秸秆。然而，这种方法玉米秸秆降解速度较慢，常常是还未完全腐解即播种，影响后茬作物的生长。

发明内容

本发明提供的一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，解决了现有技术中，玉米秸秆降解速度较慢，影响后茬作物生长的问题。

本发明的目的是提供一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在30-40％，得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中；所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有一定距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵5-7天，得到发酵锯木屑；

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1～2的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物；

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:5～10，放置2-3天，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、30-40份的抑菌剂和1-2份的吐温80，所述抑菌剂为乙醇、双氧水中的一种或两种。

优选的，上述加速玉米秸秆还田腐解的方法中，步骤1中，在锯木屑原料发酵之前，向锯木屑原料中喷淋发酵助剂，并且锯木屑原料与发酵助剂的质量比例为100:5～10，混合均匀后再置于发酵池中发酵；

所述发酵助剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、10-20份的葡萄糖、5-10淀粉和1-2份的聚乙二醇。

优选的，上述加速玉米秸秆还田腐解的方法中，步骤1中，锯木屑原料发酵期间翻搅物料或者适当加热，控制发酵温度在30-35℃之间。

优选的，上述加速玉米秸秆还田腐解的方法中，步骤1中，锯木屑原料发酵期间补充水分，维持锯木屑的水分含量在30-40％之间。

优选的，上述加速玉米秸秆还田腐解的方法中，步骤3中，所述抑菌剂由乙醇和双氧水按照2:1的体积比例混合而成。

与现有技术相比，本发明的加速玉米秸秆还田腐解的方法具有以下有益效果：

(1)木屑上长出的菌丝中含有多种酶类，可以降解玉米秸秆中的纤维素类物质，破坏秸秆的表面结构，加速秸秆降解，使玉米秸秆腐解效率提高了100％以上，秸秆中纤维素和木质素快速降解，不会影响后茬作物的生长，为农作物秸秆的还田利用提供了有效途径，该方法具有良好的应用前景。

同时，设计的发酵池结构，可以为菌丝提供充足的氧气，以加速菌丝的生长。

(2)锯木屑原料之前加入的发酵助剂，为菌丝的生长补充营养成分，使真菌快速聚集形成优势菌，以减少杂菌的污染，提高菌丝生长效率。

(3)由于发酵木屑的加入，当玉米秸秆腐解后，滋生了大量的微生物，如果此时将玉米秸秆还田使用，会影响土壤的微生态环境，所以本发明使用抑制剂对腐解后的玉米秸秆进行处理。抑制剂采用的乙醇和双氧水均具有短时间杀菌作用，以快速杀死其中的大部分微生物，至此，整个玉米秸秆腐解过程完成。

乙醇易挥发、双氧水长时间见光后会分解，从而腐解的玉米秸秆中，微生物含量大量降低，而保留了大量矿物质元素，不会对土壤微环境造成危害。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。如未特别说明，以下所述的各个物质均为市售或者按照常规方法制得。

本发明提供的一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在30-40％，得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中；所述发酵池为一个向下凹陷的坑形结构，且所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，每个发酵室内放置的锯木屑原料的体积不超过该发酵室体积的4/5，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有一定距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵5-7天，得到发酵锯木屑。

木屑上长出的菌丝中含有多种酶类，可以降解玉米秸秆中的纤维素类物质，破坏秸秆的表面结构，加速秸秆降解。

需要说明的是，步骤1中，在锯木屑原料发酵之前，向锯木屑原料中喷淋发酵助剂，并且锯木屑原料与发酵助剂的质量比例为100:5～10，混合均匀后再置于发酵池中发酵；所述发酵助剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、10-20份的葡萄糖、5-10淀粉和1-2份的聚乙二醇。发酵助剂为菌丝的生长补充营养成分，使真菌快速聚集形成优势菌，而抑制细菌的生长。

优选的，步骤1中，锯木屑原料发酵期间翻搅物料或者适当加热，控制发酵温度在30-35℃之间，且锯木屑原料发酵期间补充水分，保证锯木屑的水分含量在30-40％之间，以促进菌丝的快速生长。

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1～2的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物；玉米秸秆在菌丝的作用下逐渐腐解，比常规自然条件的腐解速率明显提高。

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:5～10，放置2-3天(最好是暴晒2-3天)，使其中的乙醇自然挥发、双氧水见光自然降解，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、30-40份的抑菌剂和1-2份的吐温80，所述抑菌剂为乙醇、双氧水中的一种或两种。

需要说明的是，玉米秸秆腐解的终点要求，根据本领域人员的实际应用需求选取，比如以纤维素降解率达40％以上确定为腐解终点，或者纤维素以纤维素降解率达80％以上确定为腐解终点，但是不管以何种标准作为腐解终点，只要达到了腐解终点，就算是达到了玉米秸秆腐解的要求。

需要说明的是，所述锯木屑采用常规木材制品制备过程中产生的锯木屑均可，比如杨树木屑、松树木屑等，如果锯木屑的原始水分含量较高，则需要进行通风干燥，使其失去部分水分；如果锯木屑的原始水分含量较低，则需要添加水分，以保证锯木屑的水分含量在30-40％之间。

优选的，本发明还包括以下实施例。

实施例1

一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在30-35％，得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中；所述发酵池为一个向下凹陷的坑形结构，且所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，每个发酵室内放置的锯木屑原料的体积不超过该发酵室体积的4/5，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有10cm的距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵5天，得到发酵锯木屑。

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物。

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:8，暴晒2天，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：45份的水、35份的抑菌剂和2份的吐温80，所述抑菌剂由乙醇和双氧水按照2:1的体积比例混合而成。

实施例2

一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在35-40％后得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中，所述发酵池为一个向下凹陷的坑形结构，且所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，每个发酵室内放置的锯木屑原料的体积不超过该发酵室体积的4/5，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有5cm的距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵7天，得到发酵锯木屑。

在锯木屑原料发酵之前，向锯木屑原料中喷淋发酵助剂，并且锯木屑原料与发酵助剂的质量比例为100:5，混合均匀后再置于发酵池中发酵；所述发酵助剂按以下重量份的组分混合而成：40份的水、10份的葡萄糖、10淀粉和2份的聚乙二醇。

同时，锯木屑原料发酵期间翻搅物料或者适当加热，控制发酵温度在30-35℃之间，且发酵过程中补充水分，保证锯木屑的水分含量在35-40％之间。

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:2的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物。

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:10，暴晒3天，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：45份的水、40份的抑菌剂和2份的吐温80；所述抑菌剂为乙醇。

实施例3

一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在35-36％后得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中；所述发酵池为一个向下凹陷的坑形结构，且所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，每个发酵室内放置的锯木屑原料的体积不超过该发酵室体积的4/5，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有10cm的距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵6天，得到发酵锯木屑。

在锯木屑原料发酵之前，向锯木屑原料中喷淋发酵助剂，并且锯木屑原料与发酵助剂的质量比例为100:10，混合均匀后再置于发酵池中发酵；所述发酵助剂按以下重量份的组分混合而成：50份的水、20份的葡萄糖、5淀粉和1.5份的聚乙二醇。

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1.5的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物。

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:10，暴晒3天，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：45份的水、30份的抑菌剂和2份的吐温80；所述抑菌剂为双氧水。

实施例1-3的方法中，将玉米秸秆与发酵锯木屑混合后，我们分别测定了不同样品的纤维素酶活，同时以单纯玉米秸秆中的纤维素酶活作为对照组，结果如表1所示。为了方便比较，我们对纤维素酶活进行了归一化处理，即以对照组的纤维素酶活为标准，其酶活值规定为1，计算实施例1-3样品的相对纤维素酶活，相对纤维素酶活的计算公式为：

相对纤维素酶活＝样品纤维素酶活/对照组样品纤维素酶活。

比较表1中的数据可知，将玉米秸秆与发酵锯木屑混合后，实施例1-3的样品中纤维素酶活分别为对照组的51.40倍、49.15倍和50.36倍，极大的提高了纤维素酶活，为快速降解玉米秸秆纤维素奠定了基础。

表1不同样品的相对纤维素酶活

	实施例1	实施例2	实施例3	对照组
					相对纤维素酶活	51.40	49.15	50.36	1

实施例1-3的方法中，分别取玉米秸秆与发酵锯木屑混合后发酵第5天、10天、15天、20天的样品，以玉米秸秆的自然腐解作为对照组，测定不同样品中木质素含量和纤维素(以粗纤维素计)含量，计算不同样品中木质素和纤维素的降解率，结果如表2所示。

通过不同发酵时间木质素的降解率，我们发现，在玉米秸秆中加入发酵锯木屑后，木质素的降解率有明显提高，发酵15天即可达到46％以上，而只进行自然腐解处理的对照组玉米秸秆发酵15天后，其木质素的降解率仍不到16％，实施例1-3的方法使木质素的降解率提高了约1倍以上。

通过不同发酵时间纤维素的降解率，我们发现，在玉米秸秆中加入发酵锯木屑后，纤维素的降解率有明显提高，发酵15天即可达到62％以上，而只进行自然腐解处理的对照组玉米秸秆发酵15天后，其纤维素的降解率仅为24.12％，实施例1-3的方法使纤维素的降解率提高了约150％以上。

表2不同样品中木质素和纤维素的降解率

上述实验数据说明，本发明的方法可以有效加速玉米秸秆腐解，耗时短，不会影响后茬作物的生长，为农作物秸秆的还田利用提供了有效途径，该方法就有良好的应用前景。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种加速玉米秸秆还田腐解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，调整锯木屑的水分含量在30-40％，得到锯木屑原料，然后将锯木屑原料置于发酵池中；所述发酵池内自下而上间隔设置有若干隔板，将发酵池分割成若干个发酵室，每个发酵室内放置有锯木屑原料，且锯木屑原料与发酵室内侧壁之间留有一定距离；最后用绒布覆盖顶层锯木屑的上表面，发酵5-7天，得到发酵锯木屑；

步骤2，将玉米秸秆粉碎，并与发酵锯木屑按照4:1～2的质量比例混合，充分混匀后堆积在一起，自然条件发酵至达到玉米秸秆腐解要求，得到玉米秸秆腐解物；

步骤3，向玉米秸秆腐解物中喷淋抑制剂，并且玉米秸秆腐解物与抑制剂的质量比例为100:5～10，放置2-3天，得到用于还田的腐解玉米秸秆；

所述抑制剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、30-40份的抑菌剂和1-2份的吐温80；所述抑菌剂为乙醇、双氧水中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的加速玉米秸秆还田腐解的方法，其特征在于，步骤1中，在锯木屑原料发酵之前，向锯木屑原料中喷淋发酵助剂，并且锯木屑原料与发酵助剂的质量比例为100:5～10，混合均匀后再置于发酵池中发酵；

所述发酵助剂按以下重量份的组分混合而成：40-50份的水、10-20份的葡萄糖、5-10淀粉和1-2份的聚乙二醇。

3.根据权利要求1所述的加速玉米秸秆还田腐解的方法，其特征在于，步骤1中，锯木屑原料发酵期间翻搅物料或者适当加热，控制发酵温度在30-35℃之间。

4.根据权利要求1所述的加速玉米秸秆还田腐解的方法，其特征在于，步骤1中，锯木屑原料发酵期间补充水分，维持锯木屑的水分含量在30-40％之间。

5.根据权利要求1所述的加速玉米秸秆还田腐解的方法，其特征在于，步骤3中，所述抑菌剂由乙醇和双氧水按照2:1的体积比例混合而成。