CN107344900A - 一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，该腐熟剂的主要成分为马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉，该特制的混合菌种，不但腐熟效果好，而且比传统方法，时间缩短近一半，成本低，效果好；该腐熟剂制备的腐熟料应用于微生物肥料的配方中，除了腐熟料、蛭石、传统的氮磷钾肥和水之外无需加入微量元素等其它原料，成本低，能有效防治水稻旱育秧立枯病。

Description

一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体来说，涉及一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法。
背景技术
据调查统计，我国每年秸秆理论资源量为8.4亿吨，可收集秸秆约7亿吨。秸秆品种以水稻、小麦、玉米等为主，其中，稻草约2.11亿吨，麦秸约1.54亿吨，玉米秸约2.73亿吨，棉秆约2600万吨，油料作物秸秆(主要为油菜和花生)约3700万吨，豆类秸秆约2800万吨，薯类秸秆约2300万吨。我国的粮食生产带有明显的区域性特点，辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、河北、河南、湖北、湖南、山东、江苏、安徽、江西、四川等13个粮食主产省(区)秸秆理论资源量约6.15亿吨，占全国秸秆理论资源量的73％。
近年，秸秆综合利用率为70.6％，利用量约5亿吨。其中，作为饲料使用量约2.18亿吨，占31.9％；作为肥料使用量约1.07亿吨(不含根茬还田，根茬还田量约1.58亿吨)，占15.6％；作为种植食用菌基料量约0.18亿吨，占2.6％；作为人造板、造纸等工业原料量约0.18亿吨，占2.6％；作为燃料使用量(含农户传统炊事取暖、秸秆新型能源化利用)约1.22亿吨，占17.8％。秸秆由过去仅用作农村生活能源和牲畜饲料，拓展到肥料、饲料、食用菌基料、工业原料和燃料等用途；由过去传统农业领域发展到现代工业、能源领域。秸秆能源化利用发生了一定变化，从农民低效燃烧发展到秸秆直燃发电、秸秆沼气、秸秆固化、秸秆干馏等高效利用。通过大力推进秸秆综合利用，带动相关产业加快发展，重点地区的秸秆焚烧问题基本得到解决，大气环境污染问题得到有效缓解，带动了农村剩余劳动力就业、促进了农业增效和农民增收。2010年养畜消耗的秸秆相当于节约粮食5000万吨；作为燃料使用相当于节约标煤约6000万吨，实现了环境效益、经济效益和社会效益的多赢。
但是传统的工艺中，秸秆的综合利用率仍有待提高，尤其是秸秆的腐熟速度特别慢，作为肥料，秸秆腐熟速度慢一方面会导致农作物生长阶段营养供应不足，另一发明还会导致各种害虫滋生，对农作物造成长期危害，故有必要研究一种秸秆的高效腐熟工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，该方法大大提高了秸秆的腐熟效率。
一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉做菌种，经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在业态发酵罐中发酵制取液体菌样；
B、将液体菌样通过冷冻干燥法制成粉末状菌样；
C、将石墨烯加入到粉末状菌样中，进行球磨，控制粉末状菌样的粒径为10-50μm，得到微米级粉末状菌样；
D、将微米级粉末状菌样与秸秆混合后，加水进行堆肥腐熟，紫外线灭菌，得到腐熟料。
优选的，所述的步骤C中，马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉的加入量为108cfu/g、109cfu/g和104cfu/g。
优选的，所述的步骤D中，堆肥腐熟的时间控制在3-4天即可，比常规的方法缩短近一半时间。
优选的，该腐熟料可应用于有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料。
优选的，所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下原料：腐熟料、蛭石、氮磷钾肥和水。
优选的，所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下重量百分比的原料：腐熟料 60-75%、蛭石 3-5%、氮磷钾肥 8-15%和水 余量。
黑根霉（Rhizopus nigricans）是真菌的一种,属于真菌门接合菌亚门的根霉属，菌丝无隔，常利用它的糖化作用,比如甜酒曲中的主要菌种就是黑根霉。
黑根霉，也叫面包霉，分布广泛，常寄生在面包和日常食品上，或混杂于培养基中，瓜果蔬菜等在运输和贮藏中的腐烂及甘薯的软腐都与其有关，菌丝体分泌出果胶酶，分解寄主的细胞壁，感染部位很快会腐烂形成黑斑。黑根霉(ATCC6227b)是目前发酵工业上常使用的微生物菌种。黑根霉的最适生长温度约为28℃，超过32℃不再生长。
黑根霉是一种腐生于面包、馒头和米饭上的真菌。向内部生长伸入基质的菌丝，叫做“营养菌丝”；在基质外部向外生长的菌丝，叫做“直立菌丝”。无性繁殖时，在假根处向上产生直立的孢子囊梗，顶端膨大成放射状的孢子囊，囊中产生孢子，成熟时呈黑色。孢子一般在空气中飘散，落在适宜的基质上萌发形成新的菌丝体。本发明中加入少量的黑根霉就是利用其糖化作用，加快秸秆中木质素和粗纤维的降解速度，但是黑根霉加入量过高，虽然秸秆的降解速度得到加快，但是也会导致秸秆中的营养物质大量流失，故选择数量级为104cfu/g较为合适。
蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外似云母，通常由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石。蛭石可用作土壤改良剂，由于其具有良好的阳离子交换性和吸附性，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，使酸性土壤变为中性土壤；蛭石还可起到缓冲作用，阻碍PH值的迅速变化，使肥料在作物生长介质中缓慢释放，且允许稍过量地使用肥料而对植物没有危害；蛭石还可向作物提供自身含有的K、Mg、Ca、Fe以及微量的Mn、Cu、Zn等元素。蛭石的吸水性、阳离子交换性及化学成分特性，使其起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。试验表明：将0.5-1%的膨胀蛭石掺入复合肥中，可使农作物产量提高15-20%。
本发明所提供的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，该腐熟剂的主要成分为马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉，该特制的混合菌种，不但腐熟效果好，而且比传统方法，时间缩短近一半，成本低，效果好；加入石墨烯，可以提升秸秆的降解效率；该腐熟剂制备的腐熟料应用于微生物肥料的配方中，除了腐熟料、蛭石、传统的氮磷钾肥和水之外无需加入微量元素等其它原料，成本低，能有效防治水稻旱育秧立枯病。
具体实施方式
如下实施例，对本发明进一步详细分析：
实施例1
一种添加水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉做菌种，经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在业态发酵罐中发酵制取液体菌样；
B、将液体菌样通过冷冻干燥法制成粉末状菌样；
C、将石墨烯加入到粉末状菌样中，进行球磨，控制粉末状菌样的粒径为10-50μm，得到微米级粉末状菌样；
D、将微米级粉末状菌样与秸秆混合后，加水进行堆肥腐熟，紫外线灭菌，得到腐熟料。
所述的步骤C中，马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉的加入量为108cfu/g、109cfu/g和104cfu/g。
所述的步骤D中，堆肥腐熟的时间控制在80小时即可。
实施例2
一种添加水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉做菌种，经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在业态发酵罐中发酵制取液体菌样；
B、将液体菌样通过冷冻干燥法制成粉末状菌样；
C、将石墨烯加入到粉末状菌样中，进行球磨，控制粉末状菌样的粒径为10-50μm，得到微米级粉末状菌样；
D、将微米级粉末状菌样与秸秆混合后，加水进行堆肥腐熟，紫外线灭菌，得到腐熟料。
所述的步骤C中，马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉的加入量为108cfu/g、109cfu/g和104cfu/g。
所述的步骤D中，堆肥腐熟的时间控制在72小时即可。
实施例3
一种添加水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉做菌种，经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在业态发酵罐中发酵制取液体菌样；
B、将液体菌样通过冷冻干燥法制成粉末状菌样；
C、将石墨烯加入到粉末状菌样中，进行球磨，控制粉末状菌样的粒径为10-50μm，得到微米级粉末状菌样；
D、将微米级粉末状菌样与秸秆混合后，加水进行堆肥腐熟，紫外线灭菌，得到腐熟料。
所述的步骤C中，马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉的加入量为108cfu/g、109cfu/g和104cfu/g。
所述的步骤D中，堆肥腐熟的时间控制在84小时即可。
对比例1
将实施例1菌种中的黑根霉去除，其余制备条件不变。
以下对实施例1-3和对比例1的微生物肥料中腐熟料的堆肥腐熟时间（按堆肥腐熟结束后，腐熟料干物质中粗纤维的含量低于12%，木质素的含量低于6%为准）和应用于有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，水稻旱育秧立枯病的发病率进行检测，得到如下数据：
所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下步骤：所述的将蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状；将腐熟料与蛭石搅拌均匀后加入其余的原料，搅拌均匀；干燥、造粒，得到有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料。
所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下重量百分比的原料：腐熟料 72%、蛭石 4%、氮磷钾肥 10%和水 余量。
由以上测试数据可以知道，由于未加入黑根霉，微生物肥料的堆肥腐熟时间显著增加，同时该腐熟剂制备的腐熟料应用于有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料可以显著降低水稻旱育秧立枯病的发病率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉做菌种，经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在业态发酵罐中发酵制取液体菌样；
B、将液体菌样通过冷冻干燥法制成粉末状菌样；
C、将石墨烯加入到粉末状菌样中，进行球磨，控制粉末状菌样的粒径为10-50μm，得到微米级粉末状菌样；
D、将微米级粉末状菌样与秸秆混合后，加水进行堆肥腐熟，紫外线灭菌，得到腐熟料。
2.如权利要求1所述的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤C中，马克斯克鲁维酵母菌、胶冻样芽孢杆菌和黑根霉的加入量为108cfu/g、109cfu/g和104cfu/g。
3.如权利要求1所述的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤D中，堆肥腐熟的时间控制在3-4天即可。
4.如权利要求1所述的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，该腐熟料可应用于有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料。
5.如权利要求4所述的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下原料：腐熟料、蛭石、氮磷钾肥和水。
6.如权利要求5所述的水稻秸秆专用高效腐熟剂的制备方法，其特征在于，所述的有利于防治水稻旱育秧立枯病的微生物肥料，包括以下重量百分比的原料：腐熟料 60-75%、蛭石 3-5%、氮磷钾肥 8-15%和水 余量。
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