CN107056436A - 一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，属于生物菌肥技术领域。目的在于利用天然植物生长调节剂印度梨形孢菌株、枯草芽孢杆菌的特定功能分解发酵造纸厂和城市生活垃圾，研制出抗寒、抗旱、抗涝、抗病、增产的生物菌肥。技术路线为：造纸厂产生的废弃物稻壳与秸秆等纤维素类物质经处理后和剩饭菜干粉制成培养基，接种纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌和印度梨型孢真菌的发酵液混合物，经发酵制成液体菌肥。本发明解决当前3大难题：秸秆和稻壳等再生资源的有效利用；造纸厂污染治理；城市生活垃圾治理问题，同时具有提高各种作物产量、品质，生产成本低，肥效显著，增强作物抗逆性能，经济效益十分显著。

Description

一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法

技术领域

本发明具体涉及一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，属于生物菌肥技术领域。

背景技术

我国是一个农业大国，农肥支撑着我国农业的生存与发展，然而大量使用化肥已造成了土壤“贫瘠”和环境污染，地力下降、水源污染、农产品品质下降、有害物质残留严重超标等影响人类健康的问题，对我国发展生态农业、绿色农业和农业的科学发展及可持续发展构成了严重的阻碍。因此，发展低成本、高肥效、无污染的生物菌肥已引起国家的高度重视，并取得了一定成效。欧美发达国家生物菌肥的使用量已占农肥施用量的50％左右，而我国仅为10％。因此研究发展生物菌肥是支撑我国农业科学发展和可持续发展的重大措施之一，其发展前景广阔，市场潜力巨大。

我国菌肥的产量仅为化肥的1/200。有关专家估计，若菌肥产量为化肥的3％，则可增产粮食50-100亿公斤。我国每年盲目施用化肥造成的浪费约为100万吨，5亿元人民币之多。因此，开发生产高效优质的菌肥资源，即是发展生态农业的需要，符合农业可持续发展战略的要求，又可以达到增产增收的目的。

我国微生物肥料的研究应用是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的，并且在上世纪50-60年代期间，根瘤菌剂成为应用最为广泛的微生物肥料产品。令人遗憾的是根瘤菌菌剂质量与应用效果、生产成本等问题未能很好的解决。其他的微生物肥料产品的研发应用也取得了一定的进展。在20世纪50年代，我国从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂(当时俗称为细菌肥料)，60年代又推广使用制成的“5406”放线菌抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；70～80年代中期，又开始研究VA菌根(现也称为AM菌根)，在改善植物磷素营养条件和提高水分利用率方面，效果显著；80年代中期至90年代，农业生产中又相继应用联合固氮菌和复合菌剂作为拌种剂；近几年来又推广应用由不同的菌剂与有机、无机复合的生物有机肥、复合微生物肥料做基肥施用。目前，生物菌肥产品种类繁多，在农业部登记的产品种类有12个，包括固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、复合菌剂、微生物产气剂、农药残留降解菌剂、水体净化菌剂和土壤生物改良剂(或称生物修复剂)、复合生物肥和生物有机肥类产品。但作为真菌菌剂应用于菌肥生产的菌株非常少见，VA菌根又不能人工培养。

目前微生物肥的发展仍然受到制约。大多数新型肥料产品是实用新型技术产品，在研究上没有得到足够重视。国内专家们从事新型肥料开发的很少，目前市场上应用的许多新型肥料，产品技术含量不高，新产品开发更是乏力。

发明内容

因此，针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于利用天然植物生长调节剂印度梨形孢菌株、枯草芽孢杆菌的特定功能分解发酵造纸厂和城市生活垃圾，研制出抗寒、抗旱、抗涝、抗病、增产的生物菌肥。

为达到上述目的，本发明提供了下述的技术方案。

一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，所述方法具体为；

将含纤维素类物质的废弃物质和剩饭菜干粉制成培养基，接种发酵液混合液，发酵液混合液为纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌(ACCC10010)、解钾菌及印度梨型孢真菌混合而成，经发酵制成生物菌肥成品。

进一步的，所述方法中含纤维素类物质的废弃物质为造纸厂下脚料、米糠、稻壳、秸秆中的一种或多种。

进一步的，所述方法中纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌及印度梨型孢真菌混合比例为0.5∶1.0∶2.0∶4.0

进一步的，所述方法中剩饭菜干粉原料为饭店和学校食堂丢弃的馒头、面条、大米等含淀粉的食品。

进一步的，所述方法中印度梨形孢发酵剂的培养方法具体为下述四种方法之一；

方法一 斜面培养；培养基为土豆200g，葡萄糖20g，琼脂20g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，培养温度28-30℃，时间36-72小时；

方法二 摇瓶菌种；培养基为土豆50g，葡萄糖，10g，剩饭菜干粉100g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，将斜面菌种一环接种于装有100mL培养液的三角瓶内，在摇床上振荡培养48小时；振荡培养条件为180rpm，28℃；

方法三 卡氏罐培养菌种；葡萄糖5g，剩饭菜干粉150g，麸皮50g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，摇瓶菌种50mL接种于装有5L培养液的卡氏罐内，48小时培养；

方法四 发酵罐菌种培养；剩饭菜干粉200g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，将卡氏罐菌种经自动密闭除菌接头转种于发酵罐内，接种量5％，28℃通气条件下培养。

进一步的，所述方法中巨大芽孢杆菌培养方法具体为下述四种方法之一；

方法一 斜面菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，琼脂20g，土壤浸出液配制要点：土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法二 摇瓶菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法三 卡氏罐培养菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，玉米粉5.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法四 发酵罐菌种培养；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，玉米粉5.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL。

进一步的，所述方法具体为；

培养基为稻壳灰500kg，剩饭菜粉100kg，发酵液混合液500mL，发酵液混合液为纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌及印度梨型孢真菌按0.5∶1.0∶2.0∶4.0的比例混合而成，将培养基与发酵液混合液混匀，置发酵池中进行15天调温发酵后，取其上清液，制成液体菌肥。

进一步的，所述方法中经发酵制成生物菌肥成品具体为；

将发酵后的产品，取其上清液，制成液体菌肥。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，解决了当前3大难题：秸秆和稻壳等再生资源的有效利用；造纸厂污染治理；城市生活垃圾治理问题，同时本发明与已有技术相比具有提高各种作物产量、品质，生产成本低，肥效显著，增强作物抗逆性能等效果，经济效益十分显著。

附图说明

图1为实施例中可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

本实施例中，利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法的主要技术路线为造纸厂产生的废弃物、稻壳与秸秆等纤维素类物质经处理后和剩饭菜干粉制成培养基，接种纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌(ACCC10010)、解钾菌和印度梨型孢真菌的发酵液混合物，接种比例为0.5∶1.0∶2.0∶4.0，经发酵、烘干制成成品。

主要工艺包括：

混合菌剂的制备技术：

根据四株菌不同的营养需求，分别选用最适木霉、印度梨形孢真菌、解钾菌和枯草芽孢杆菌生长繁殖的技术设备和工艺参数进行纯菌发酵，成熟的4种发酵液经检验合格后，合格的高质量的发酵液再按照0.5∶1.0∶2.0∶4.0的比例与载体进行分步复混。

菌肥载体的选择和优化

该生物菌肥的原材料主要来源于造纸厂下脚料、米糠、稻壳、秸秆等纤维素类物质和剩饭菜。下脚料原材料来源充足，以山西忻州市为例，每天至少可以收集50多吨的原料，而且一年四季均有产生，材料本身富含硅、钾等营养元素，既充分利用了自然资源，又没有市场竞争，同时又可以变废为宝。

剩饭菜原材料来源比较广泛，它的利用有利于消化生活垃圾，可以促进环境的环保。由于它们成本低、效益高、无污染，符合我国可持续农业和环保农业的发展。

印度梨形孢发酵剂的扩大培养技术包括以下几种：

斜面培养：培养基为土豆200g，葡萄糖20g，琼脂20g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，培养温度28-30℃，时间36-72小时。

摇瓶菌种：培养基为土豆50g，葡萄糖，10g，剩饭菜干粉100g，水1000mL，pH值为6.5-7.5。将斜面菌种一环接种于装有100mL培养液的三角瓶内，在摇床上振荡培养48小时(180rpm，28℃，)。

卡氏罐培养菌种：葡萄糖5g，剩饭菜干粉150g，麸皮50g，水1000mL，pH值为6.5-7.5。摇瓶菌种50mL接种于装有5L培养液的卡氏罐内，48小时培养。

发酵罐菌种培养：剩饭菜干粉200g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，将卡氏罐菌种经自动密闭除菌接头转种于发酵罐内，接种量5％，28℃通气条件下培养。

巨大芽孢杆菌扩大培养技术包括以下几种：

斜面菌种：蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，琼脂20g。土壤浸出液配制要点：土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL。

摇瓶菌种：同斜面菌种配方，但不加入琼脂。

卡氏罐培养菌种：蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，玉米粉5.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL。土壤浸出液配制要点同斜面菌种制备方法。

发酵罐菌种培养：方法同卡氏罐培养菌种。

两株菌分别按照不同菌种的特点选用最适的技术设备和工艺参数进行纯菌发酵，成熟的发酵液经检验合格后，合格的高质量的发酵液再枯草芽孢杆菌和印度梨形孢1.0∶4.0的比例进行复混。

吸附剂的选择和优化：

吸附剂从造纸厂下脚料，剩饭菜，落叶粉，果皮渣，鸡粪、河泥中筛选，效果比较好为为稻壳灰，剩饭菜。通过不同载体用量及配比对生物复合肥活菌数的影响，来确定他们合适的混合比例。

一种优选的接种发酵方式为：

稻壳灰500kg，剩饭菜粉100kg，菌体500mL混匀后，置发酵池中进行15天调温发酵后，取其上清液，制成液体菌肥。

本实施例的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法的工艺流程图如图1所示。

本发明所选优势微生物发酵剂为印度梨形孢真菌，该菌营养需求简单，易于人工培养，能满足工业化大规模生产需要；代谢过程中可产生次生代谢产物吲哚乙酸、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、脱落酸等植物生长激素，协调作物和养分有序供给，实现吸收与供给同步，用最优的生物方式实现肥料缓释控释；它可以定殖于多种作物根部，促进植物生长，加快植物对氮、磷等矿物质的吸收，提高作物对逆境胁迫的忍耐性，诱导植物产生系统抗病性、抗旱性和抗涝性，提高各种作物的品质。

解磷解钾菌可将土壤中不被农作物吸收的无效钾和无效磷，转化为可被农作物吸收利用的速效钾和速效磷，同时释效土壤中硅、锰、锌、钼等多种元素，提高营养水平；解钾、解磷细菌在生命活动中产生赤霉素、细胞分裂素、吲哚乙酸等生物活性物质，可有效地刺激农作物生长发育。抗生菌在土壤中可迅速定殖，其所产生的抗菌素能有效抑制土壤中30余种常见土传病害，对作物生长有独特的防病保苗作用，同时可分泌大量的植物生长调节物质，可增产增收，提高作物品质，在重茬作物上使用可有效降低作物的连作障碍。常年使用可有效改良土壤结构及微生态环境。

固氮菌：在土壤中能够独立进行固氮，具有较强的固氮能力，并且能够分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。

纤维素降解菌：

本发明所选用的生物菌肥原材料来源于造纸厂下脚料、秸秆等纤维素类物质和食堂剩饭菜。下脚料原材料来源充足，以山西忻州市为例，每天至少可以收集50多吨的原料，而且一年四季均有产生，材料本身富含硅、钾等营养元素，既充分利用了自然资源，又没有市场竞争，同时又可以变废为宝。

剩饭菜原材料来源比较广泛，它的利用有利于消化生活垃圾，可以促进环境的环保。由于它们成本低、效益高、无污染，符合我国可持续农业和环保农业的发展。

本发明对印度梨型孢生物菌肥的稳定性、肥效比较以及菌肥的抗病、抗旱和抗涝性已做过大量研究。结果表明该菌肥在农林业中应用范围非常广泛，可促进多种寄主植物生长。如禾本科的水稻、小麦、大麦、玉米、棉花、粟和高粱；黎科的菠菜、小白菜；豆科的大豆和鹰嘴豆、苜蓿；茄科的茄子和烟草；伞形科的皱叶欧芹；菊科的黄花篙；玄参科的假马齿觉；观赏植物兰花科的陆生兰花；拢牛儿苗科的天竺葵；大戟科的一品红；旋花科的牵牛花；药用植物卡帆菊；睡茄；鸭嘴花；十字花科的花椰菜和芥菜等。此外，该菌肥能肥效非常显著，能显著提高作物产量。使用该菌肥的大麦，产量比对照高出11％；在大田生产中能显著提高卡帆菊、睡茄和鸭嘴花这三种药用植物的产量；能在陆生兰花的根上定殖，显著提高陆生兰花在自然状态下的存活率；使用该菌肥的甘蓝和芥菜植株与对照株相比，提前开花和结果。该菌肥能显著提高根系侧根和须根的发育，使用该菌肥的小白菜、辣椒、黄瓜、棉花和苜蓿等与对照组相比，根毛比较发达，须根数量明显增多，根系活力显著提高。使用该菌肥能使土壤理化因素得到相当程度的改善，能诱导寄主植物产生系统抗性。使用该菌肥的大麦，不仅产量得到提高，而且可以抵抗两种主要大麦病菌黄色镰刀菌和禾旋抱腔菌的侵染；同时大麦叶部受大麦白粉病菌侵染的程度显著降低。使用该菌肥的棉花，黄萎病的发病率显著降低。在干旱和涝渍条件下，该菌肥能明显提高棉苗的抗逆性。另外，该菌肥使用剂量较少。小白菜大田试验表明，使用5g该菌肥，可以达到30g纯鸡粪的田间增肥效果，而且在品质上明显优于鸡粪肥。与市售生物菌肥相比，肥效显著优于市售史丹利和金禾圣菌肥。小白菜大田试验表明，使用该菌肥，小白菜发芽率高出空白对照组23％，高出市售生物菌肥史丹利35％，高出市售生物菌肥金禾圣38％。产量分别高出对照组29％；高出史丹利37％；高出金禾圣43％，市场应用前景非常好。

印度梨型孢菌肥具有独特的优势，它生长繁殖迅速，生产成本低，生产工艺简单，便于大规模生产。该菌肥能在酸性土壤、强盐碱土壤以及高温等恶劣环境中使用。使用方式多样，可以追肥，也可以叶面喷洒的方式使用，还可以种子包衣剂的形式使用。

长期以来，过量滥用化肥，使土壤中微生物数量锐减和微生物菌群失调，微生物区系发生逆转，导致病虫害频发、猖獗，危害严重和土地板结、土壤酸化、化肥利用率低等不良后果。生物肥料是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一类含有生命活力的微生物制剂。微生物进入土壤后，在生长繁殖过程中产生大量次生代谢产物，这些产物能够促进土壤团粒结构的形成，减少土壤板结，有利于保水、保肥、通气和促进根系发展，为农作物提供舒适的生长环境。土壤理化性状的改善，加强了土壤有益微生物的活动，从而促使有机物分解转化，有的还产生多种营养物质和刺激性物质，这些物质反过来又刺激微生物的生长发育，分泌更多的有益物质，促进作物生长，最终达到增产增收的目的。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法具体为；

将含纤维素类物质的废弃物质和剩饭菜干粉制成培养基，接种发酵液混合液，发酵液混合液为纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌及印度梨型孢真菌混合而成，经发酵制成生物菌肥成品。

2.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法中含纤维素类物质的废弃物质为造纸厂下脚料、米糠、稻壳、秸秆中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法中纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌及印度梨型孢真菌混合比例为0.5∶1.0∶2.0∶4.0。

4.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法中印度梨形孢发酵剂的培养方法具体为下述四种方法之一；

方法一 斜面培养；培养基为土豆200g，葡萄糖20g，琼脂20g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，培养温度28-30℃，时间36-72小时；

方法二 摇瓶菌种；培养基为土豆50g，葡萄糖，10g，剩饭菜干粉100g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，将斜面菌种一环接种于装有100mL培养液的三角瓶内，在摇床上振荡培养48小时；振荡培养条件为180rpm，28℃；

方法三 卡氏罐培养菌种；葡萄糖5g，剩饭菜干粉150g，麸皮50g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，摇瓶菌种50mL接种于装有5L培养液的卡氏罐内，48小时培养；

方法四 发酵罐菌种培养；剩饭菜干粉200g，水1000mL，pH值为6.5-7.5，将卡氏罐菌种经自动密闭除菌接头转种于发酵罐内，接种量5％，28℃通气条件下培养。

5.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法中巨大芽孢杆菌培养方法具体为下述四种方法之一；

方法一 斜面菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，琼脂20g，土壤浸出液配制要点：土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法二 摇瓶菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法三 卡氏罐培养菌种；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，玉米粉5.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL；

方法四 发酵罐菌种培养；蛋白胨5.0g，牛肉膏3.0g，玉米粉5.0g，土壤浸出液250mL，蒸馏水750mL，土壤浸出液配制要点；土壤50g，加水200mL，121℃灭菌1小时，过滤补水至250mL。

6.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法具体为；

培养基为稻壳灰500kg，剩饭菜粉100kg，发酵液混合液500mL，发酵液混合液为纤维素降解菌木霉、巨大芽孢杆菌、解钾菌及印度梨型孢真菌按0.5∶1.0∶2.0∶4.0的比例混合而成，将培养基与发酵液混合液混匀，置发酵池中进行15天调温发酵后，取其上清液，制成液体菌肥。

7.如权利要求1所述的可利用废弃物质为原料生产生物菌肥的方法，其特征在于，所述方法中经发酵制成生物菌肥成品具体为；

将发酵后的产品做成液体菌剂后，灌瓶包装。