CN107603920A - 一种复合菌剂及其在发酵有机废弃物增繁原生菌生产生物有机肥中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合菌剂及其在发酵有机废弃物增繁原生菌生产生物有机肥中的应用。本发明复合菌剂由嗜碳芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、诺尔斯氏链霉菌、发酵放线纤丝菌、草酸青霉、汉逊德巴利酵母、圆褐固氮菌分别经菌种活化、扩大培养、脱水干燥获得各菌种的纯菌体干粉,再将各纯菌体干粉按比例混合均匀得到;该复合菌剂用于发酵有机废弃物生产生物有机肥,在发酵的同时激活环境中原生有益菌,使有益菌种群大量增殖,发酵结束后,有效活性菌酶活及有益菌种群数量高,无需再次添加功能性微生物,直接一次性转换成生物有机肥。本发明可实现不同来源、任意比例混合的固体有机废弃物或者固液态有机物的共同发酵。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物菌剂及其应用,具体涉及一种复合菌剂及其在发酵有机废弃物增繁原生菌生产生物有机肥中的应用,属于微生物与环境技术领域。
背景技术
我国农业生态环境建设和保护虽然取得了很大的成绩,但近年来,我国的农业环境和农产品污染问题日趋严重,耕地环境质量不断下降,农产品有毒有害物质残留问题突出,已成为制约农业和农村经济发展的重要因素。
我国工业“三废”对农业环境的污染正在由局部向整体蔓延。因固体废弃物堆存而被占用和毁损的农田面积已达300万亩以上,8000万亩以上的耕地遭受不同程度的大气污染。全国利用污水灌溉的面积已占全国总灌溉面积的73%,比80年代增加了1.6倍,农业废弃物污染日益突出。近年来,为丰富城镇居民的“菜篮子”,我国在大中城市周围相继建立了一批“菜篮子”工程,但也带来了大量的粪便、粪水等废弃物。据初步统计,目前我国畜禽粪便每年产生量约17.3×1010吨,相当于工业固体废弃物2.7倍,每年禽畜养殖场排放的粪便及粪水总量超过17亿吨。一些地区养殖业排放废物总量已经超过了当地土地负荷警戒值,养殖场粪便、污水的贮运和处理能力不足的问题比较普遍。调查显示,我国畜禽粪便总体土地负荷警戒值已达到0.49(正常值应<0.40),已显现出一定的环境胁迫水平和较严重的环境压力。畜禽粪便中污染物质主要包括悬浮物、有机质、沉积物、盐、气体、病毒、细菌与微生物和氮、磷、钾及其他养分,这些物质在畜禽粪便收集、贮存、运输、肥田期间均有可能产生环境污染。
畜禽粪便造成的环境污染主要形式是水质的污染。畜禽场污水、高浓度的粪尿排入江河湖泊中,导致水质持续恶化。从调查中得知,畜禽粪便普遍流失致使92%的大中型畜禽场周围环境恶化,大中型畜禽场畜禽尿、粪年流失率至少为50%,可对畜禽场密集地区地下水质及地表形成污染危害。畜禽粪便污染物不仅污染了地表水,其有毒、有害成分还易进入到地下,严重污染地下水。如此多的禽畜粪便,不仅污染了养殖场周围的环境,而且导致了水体的污染。
畜牧业对大气环境的污染主要体现在畜牧业引发的温室效应和畜禽粪便的恶臭两个方面。与其他食品生产相比,畜禽产品对温室气体的排放贡献更大。畜牧业温室气体排放主要来自畜禽饲养,粪便管理以及后续的零售、加工和运输阶段,其中粪便管理与畜禽饲养阶段直接排放的温室气体占主导地位。畜禽养殖场的恶臭主要来源于畜禽粪便排出体外后,腐败分解所产生的乙醛、乙醇、苯酚、硫醇、胺和硫化氢等上百种有毒有害物质。此外,由于秸秆随意焚烧造成的空气污染问题十分突出,每到夏收、秋收时节,大量剩余秸秆堆放在田间地头,最终被付之一炬,不仅浪费了宝贵的资源,而且烟雾弥漫,造成了严重的空气污染,给人民生活和经济建设带来不良影响。
目前,农业有机废弃物有效利用率不高,利用自然发酵堆肥腐熟时间长,有机肥料含水量高,产品质量差。在农业种植与养殖领域,微生物发酵技术未能大面积应用,面临以下技术难题:一是市场很多微生物发酵剂功能单一,以好氧菌为主,在水分含量高且氧气供给不足的情况下好氧菌难以繁殖,不能发挥发酵剂的功能作用;二是在有机物发酵过程中,因物料的来源不同,特别是养殖粪污及含水率高的废弃有机物料,因水分含量高,需要大量的干料调节水分比,耗费大量的人工与材料,难以实现规模化、无害化处理;三是人工接种微生物发酵剂不注重土著原生微生物与人工接种微生物的共生关系,效果差,用量大,成本高,发酵腐熟不彻底,无害化水平低。发酵结束的单一有机肥料需要单独再次加入功能微生物才能成为生物有机肥,致使成本大幅上升,因添加功能微生物的活性不可控,导致产品质量极不稳定。
发明内容
本发明目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种复合菌剂,解决现有微生物发酵剂功能单一、效果差、成本高、用于发酵生物肥料需要多次添加、发酵腐熟不彻底、无害化水平低等问题。
本发明还提供了上述复合菌剂在发酵有机废弃物、通过增繁原生菌生产生物有机肥方面的应用,通过将本发明的复合菌剂接种到养殖业粪便、农作物秸秆、工业加工有机废料等不同来源的各种固体有机废弃物或固液混合态有机物原料中,可激活原料中土著原生有益菌协调共生持续发酵,实现一次性、直接生产高品质、高附加值的生物有机肥。
本发明解决了现有技术无法实现对不同有机废弃物混合发酵的技术难题,通过采用本发明技术方案可实现将不同固体有机废弃物或固液混合态的有机物以任意比例混合作为发酵原料的共同发酵,实现了有机废弃物的无害化与高效综合利用,解决了有机废弃物对环境的污染,节约资源、经济高效、生态环保。
为实现上述第一个目的,本发明技术方案如下:一种复合菌剂,是由以下9种微生物菌:嗜碳芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、诺尔斯氏链霉菌、发酵放线纤丝菌、草酸青霉、汉逊德巴利酵母、圆褐固氮菌,分别经菌种活化、扩大培养、脱水干燥获得各菌种的纯菌体干粉,再将各菌种的纯菌体干粉按比例混合均匀得到;各菌种的纯菌体干粉混合比例,以纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的比例计,为:嗜碳芽孢杆菌1-5%、解淀粉芽孢杆菌5-10%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌10-20%、枯草芽孢杆菌15-30%、诺尔斯氏链霉菌5-10%、发酵放线纤丝菌10-15%、草酸青霉8-10%、汉逊德巴利酵母6-15%、圆褐固氮菌10-15%;该复合菌剂中的有效活性菌含量为100-200亿个cfu/g复合菌剂;该复合菌剂中水分的质量含量≤8%。
所述嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)嗜碳芽孢杆菌活化培养:将嗜碳芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:牛肉膏2.05g/L、蛋白胨0.45g/L、氯化钠0.15g/L、酵母膏1.40g/L、活性碳粉0.33g/L,pH7.0;活化培养条件为:摇瓶转速190rpm,在29-30℃温度下培养18-22h,获得液体发酵种子;
(2)嗜碳芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为5.5-8.5%,扩大培养基配方为:麦芽糖20-30g/L、玉米粉14-16g/L、酵母膏4.0-4.8g/L、尿素3.0-4.3g/L、K2HPO4 0.15g/L、MgSO4·7H2O 0.015g/L、木瓜汁1.39-1.48g/L、FeSO4·7H20 0.093g/L、CaCl 0.035g/L、NaCl 0.20g/L;扩大培养条件为:发酵温度27-29℃、发酵罐搅拌速度160-190rpm,通气量8-12%,发酵时间24-48h;当发酵罐中的嗜碳芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的嗜碳芽孢杆菌干燥脱水,制得嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉。
所述解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)解淀粉芽孢杆菌活化培养:将解淀粉芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨10g/L、牛肉膏3g/L、氯化钠5g/L、淀粉2-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:培养温度28-32℃,转速200 R/Min,培养时间18-24h,获得液体发酵种子;
(2)解淀粉芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:葡萄糖 30-33g/L、氨基酸15-18g/L、MgS040.55g/L、KCl 0.8-1.0g/L、KH2P04 1.0g/L、FeSO4 0.15 Mg/L、MnSO4 5.0 Mg/L、CuSO4 0.16Mg/L;扩大培养条件为:发酵培养温度28℃,发酵罐搅拌速度180-200rpm,通气量8-12%,发酵时间48-72h;当发酵罐中的解淀粉芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的解淀粉芽孢杆菌干燥脱水,制得解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉。
所述嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌活化培养:将嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨2-3.5g/L、鱼蛋白胨3-5g/L、牛肉膏4-4.5g/L、酵母膏0.5-1.0g/L、硫酸镁0.2-0.3g/L、磷酸二氢钾0.3-0.8g/L、乳糖2-3g/L,pH 6.5-6.8;活化培养条件为:在65-68℃温度下静置培养24-28h,获得液体发酵种子;
(2)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:葡萄糖2-2.5g/L、大豆蛋白胨3-5g/L、磷酸氢二钾1.5-2.5g/L、玉米汁40-50g/L、醋酸钠1-2g/L、脱脂乳13-15g/L、pH为6.5-6.8;扩大培养条件为:温度65℃,搅拌速度150-180rpm,发酵时间48-72h;当发酵罐中的嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时将培养菌液经离心后冻干,制得嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉。
所述枯草芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌活化培养:将枯草芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白10-12.5g/L、牛肉膏2-3g/L、NaCl 5-6g/L、葡萄糖10-12g/L,pH7.2-7.5;活化培养条件为:摇瓶转速180-200rpm,在35-37℃温度下培养26-32h,获得液体发酵种子;
(2)枯草芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:玉米粉20-22g/L、豆粉22-25g/L、鱼粉5.5-6.5g/L、K2HPO4 1.0-1.2g/L、MgSO4·7H2O 0.10-0.15g/L、碳酸钙1.5-2.0g/L、尿素1.0-1.2g/L、硫酸铵0.4-1.0g/L;扩大培养条件为:温度36-39℃,pH 7-8,搅拌速度200-250rpm,发酵时间28-32h;当发酵罐中的枯草芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的枯草芽孢杆菌干燥脱水,制得枯草芽孢杆菌纯菌体干粉。
所述诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)诺尔斯氏链霉菌活化培养:将诺尔斯氏链霉菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:葡萄糖10-12g/L、酵母膏4-5g/L、蛋白胨4-5g/L、K2HPO4 4-5g/L、KH2PO4 2-3%、MgSO4·7H2O 0.5-0.8g/L、水1000mL,pH7.2-7.4;活化培养条件为:摇瓶转速160-180rpm,在30-32℃温度下培养26-32h,获得液体发酵种子;
(2)诺尔斯氏链霉菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:淀粉50g/L、酵母膏20g/L、蔗糖10g/L、NaCl 20g/L;蛋白胨20g/L、K2HPO45g/L;MgSO4·7H2O5g/L、葡萄糖10g/L、CaCO3 0.10g/L、2%的黄豆粉浸汁100 mL/L、小米10g/L,pH值7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度100-150rpm,发酵时间35-40h;当发酵罐中的诺尔斯氏链霉菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的诺尔斯氏链霉菌干燥脱水,制得诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉。
所述发酵放线纤丝菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)发酵放线纤丝菌活化培养:将发酵放线纤丝菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基按以下浓度,将各组分溶解于1000ml蒸馏水中,加无菌维生素K 0.01g,混匀后制得:胰酪蛋白胨5.0-5.5g/L、大豆蛋白胨5.0-6.0g/L、酵母粉5.0-5.8g/L、氯化钠5.0-6.5g/L、FeSO4·7H2O 0.4-0.55g/L、K2HPO4 0.5g/L、KNO3 0.05g/L;活化培养条件为:培养温度27-28℃,静置培养48-72h,pH7.2-7.4,获得液体发酵种子;
(2)发酵放线纤丝菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:玉米粉50g/L、酵母膏20g/L、NaCl 30g/L、蛋白胨20g/L、K2HPO4 8-12g/L、MgSO4·7H2O 5g/L、FeSO4·7H2O 5.5g/L、KNO3 5g/L,pH 7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度80-100rpm,发酵温度28℃,发酵时间48h,当发酵罐中的发酵放线纤丝菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的发酵放线纤丝菌干燥脱水,制得发酵放线纤丝菌纯菌体干粉。
所述圆褐固氮菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)圆褐固氮菌活化培养:将圆褐固氮菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:甘露醇10g/L、NaCl 0.2g/L、CaCO3 5g/L、KH2PO4 0.2g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、CaSO4·2H2O 0.1g/L、K2HPO4 0.5g/L, pH 7.0-7.2,加蒸馏水定容到1000mL;活化培养条件为:温度28-30℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-28h;获得液体发酵种子;
(2)圆褐固氮菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:葡萄糖15-20g/L、KH2PO4 25g/L、硫酸铵5-6g/L、K2HPO4 3-5g/L、MgSO4.7H2O 1-1.5g/L、碳酸钙2-3g/L、尿素10-12g/L、硫酸钙5g/L;扩大培养条件为:温度30-35℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-30h;当发酵罐中的圆褐固氮菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的圆褐固氮菌干燥脱水,制得圆褐固氮菌纯菌体干粉。
所述草酸青霉纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)草酸青霉活化培养:将草酸青霉接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨 5.0-5.5g/L、葡萄糖 10.0-15g/L、硫酸镁 0.5-0.8g/L、酵母浸出粉 2.0-3.0g/L、磷酸氢二钾1-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:摇瓶转速100-160rpm,在28-35℃温度下培养25-28h,获得液体发酵种子;
(2)草酸青霉扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:麦芽糖30-32g/L、淀粉50-54g/L、葡萄糖20-50g/L、磷酸氢二钾 5-8g/L、硫酸镁 1-1.5g/L、硝酸铵2-3g/L、尿素1.5g/L,pH值为7.0;扩大培养条件为:温度为28℃,搅拌速度160-180rpm,发酵时间40-55h;当发酵罐中的草酸青霉含量达到≧109个/ml时,将发酵好的草酸青霉干燥,制得草酸青霉纯菌体干粉。
所述汉逊德巴利酵母纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)汉逊德巴利酵母活化培养:将汉逊德巴利酵母接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:浓度l0%的新鲜麦汁10ml/L、蔗糖3.0g/ L、NaN03 0.3g/L、K2HPO4 0.05g/L、MgSO4·7H2O 0.05g/L、FeS040.03g/L,自然pH值;活化培养条件为:摇瓶转速120-160rpm,在28-35℃温度下培养25-28h,获得液体发酵种子;
(2)汉逊德巴利酵母扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:浓度l0% 的新鲜麦汁50ml/L、蔗糖30g/ L、NaN03 5g/L、K2HPO4 0.8g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeS04 0.3g/L、硫酸铵0.5g/L、淀粉5g/L,pH4.5-5.0;扩大培养条件为:温度30℃,搅拌速度120-160rpm,发酵时间24h;当发酵罐中的汉逊德巴利酵母含量达到≧108个/ml时,将发酵好的汉逊德巴利酵母干燥,制得汉逊德巴利酵母纯菌体干粉。
进一步的,所述枯草芽孢杆菌扩大培养条件优选为:温度37.5℃,pH 7.0-7.5,发酵时间30h。
进一步的,所述诺尔斯氏链霉菌扩大培养优选的发酵时间为35h。
进一步的,所述圆褐固氮菌扩大培养优选的发酵时间为28h。
进一步的,所述草酸青霉扩大培养优选的发酵时间为48h。
本发明的复合菌剂中,9种微生物菌的作用机理说明如下。
嗜碳芽孢杆菌(Bacilluscarboniphilus)可降解木质素与纤维中的碳,对环境中的二氧化碳具有吸收作用并积累碳元素。
解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的作用机理主要包括分泌抗菌物质,产生拮抗作用,营养与空间的竞争,诱导寄主产生抗性和促进植物生长等。解淀粉芽孢杆菌通过产生低分子量抗生素以及抗菌蛋白或多肽等活性物质,抑制植物病原菌,并且可作为根围细菌促进植物生长;通过非核糖体途径合成分子量小热稳定性好、含有D-氨基酸、耐受蛋白酶水解以及有机溶剂作用的脂肽类抗生素,在生物防治应用中对植物病原细菌、真菌、病毒、线虫的抑制起到主要作用;通过同化作用产生抗菌物质抑制有害病原物的生长或发展或直接杀灭病原物。解淀粉芽孢杆菌可与病原菌直接作用。除了产生抗菌素等次级代谢产物外,解淀粉芽孢杆菌还会产生一系列对病原菌抑制起到重要作用的胞外水解酶。解淀粉芽孢杆菌还可以产生赤霉素、吲哚乙酸、细胞分裂素等多种生理活性物质和氨基酸类物质,促进植物根系及植株生长,增强植物抗病性,从而间接地减少病害发生。
嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)属于高温菌,与枯草芽孢杆菌形成共生关系,可灭杀有害病原菌,释放脂肪及蛋白酶。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)能产生多种抗菌素和生蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶、木聚糖酶等十几种酶,具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力。枯草芽孢杆菌的孢子体能够成功的转化为营养体并占据优势长期存活并继续繁殖发挥作用。枯草芽孢杆菌能提高作物抗病、抗寒、抗旱能力;能增加土壤养分、改良土壤结构,促使土壤中的有机质分解成腐殖酸,促进作物生长、成熟、降低成本、增加产量、提高收入;能固氮、解磷、解钾,提高肥料利用率。
诺尔斯氏链霉菌(Streptomyces noursei Brawn et al)及发酵放线纤丝菌(ActinotaLea fermentans)属于放线菌,在有机物料发酵腐熟后期有益土著微生物实现共生,抑制杂菌的繁殖与生长,实现环境有益菌的种群平衡。
草酸青霉(Penicillium oxalicum)用于植物病害防治的机制有诱导抗性、分泌酶解类物质等。它通过代谢能产生抗真菌物质,能抑制多种病原真菌的生长,如能拮抗菌核病菌、抑制菌核病菌菌丝的生长。草酸青霉还具有溶磷、降解农药的功能,同时具有促生和改善农产品品质的作用。
汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hanseni)和草酸青霉具有共生互代谢关系,可产生超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHI)和β-1,3-葡聚糖酶(GLU)这6种保护酶。汉逊德巴利酵母可以在植物伤口处快速繁殖,除PAL受酵母影响较小外,SOD、CAT、PPO、CHI和GLU这5种保护酶均受汉逊德巴利酵母诱导表现出了一定的活性,说明汉逊德巴利酵母对植物保护酶的诱导有积极作用。
圆褐固氮菌(Azotobacter chroococcum)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,因此,将圆褐固氮菌制成菌剂,施用到土壤中,可以提高农作物的产量。圆褐固氮菌属于自生固氮菌,属于需氧异养型,能为植物供氮,形成依附关系。同时,环境中硝化细菌与圆褐固氮菌形成共生关系,可将有机物料中的氮养分固定保留。
本发明所述的嗜碳芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、诺尔斯氏链霉菌、发酵放线纤丝菌、草酸青霉、汉逊德巴利酵母、圆褐固氮菌其原始菌株是指未经过筛选、纯化的、可直接从中国科学院微生物研究所普通微生物中心等国家认可的机构获得。
本发明另一个目的是提供上述一种复合菌剂在发酵有机废弃物增繁原生菌生产生物有机肥中应用方式,通过以下实现:本发明的复合菌剂接种到有机废弃物原料中,增繁有机废弃物原料中的原生菌,将有机废弃物发酵后,制备生物有机肥。具体应用方式是:将复合菌剂按照如下步骤接种至有机废弃物原料中,混合均匀,送入发酵设施中进行发酵:
(1)稀释活化:接种前,将复合菌剂进行稀释活化,每1克复合菌剂与10倍质量的麸皮或者米糠充分混合均匀,喷雾加水将调节水分含量至20-30%,静置5-6h,备用;
(2)稀释活化后的复合菌剂接种量标准:日平均温大于20℃以上时,接种量为0.001%-0.002%;日平均温在0-20℃时,接种量为0.003%-0.005%;日平均温在0℃以下时,接种量为0.01%-0.05%;
(3)发酵原料参数:固态发酵含水率40%-75%;碳氮比(C/N)为20:1-30:1。
对本发明的复合菌剂在发酵有机废弃物原料制备生物有机肥方面的应用方式,包括发酵原料、发酵场地、发酵设备设施、发酵工艺流程以及不同的发酵方式,如堆肥发酵、平堆体方式及沟槽式发酵、发酵塔或者发酵罐发酵等说明如下。
1、发酵原料:本发明所述的有机废弃物原料可以是来自于自然界及人类活动产生的各种不同来源的、以任意比例混合的有机废弃物原料。可作为发酵原料的固体有机废弃物包括:养殖业粪便、农作物秸秆、农产品加工下脚料、食品加工业废料、各类食用菌废料、餐厨垃圾、非化学化工业来源的有机物料、其他含有有机物的资源。在发酵原料中严禁混入的物质:有毒工业制品及其残弃物;有毒试剂和药品;有化学反应并产生有害物质的物品;有腐蚀性或放射性的物质;易燃、易爆等危险品;生物危险品和医院垃圾;其它严重污染环境的物质。
2、发酵场地选择:在进行发酵时,应选择地势较高、适当远离村庄、背风、交通运输方便等的地块作为堆肥垃圾处理的场地;场地面积根据物料量的大小来决定;场地一般可分为物料堆放场地和堆肥场地以及成品堆肥存放场地(厂房)等;物料堆放场地是指将每天收集的临时停放处;堆肥场地是指物料处理场地。
3、适用发酵设施与设备:采用本发明复合菌剂发酵生产生物有机肥时可采用常用的发酵方法、设施、设备来进行,如固体平堆式堆肥好氧发酵、固体发酵罐好氧发酵、固体发酵塔好氧发酵、固体发酵槽好氧发酵、固液混合发发酵罐兼氧发酵、发酵室好氧发酵等,根据实际生产要求来选择。
4、发酵基本要求与工艺流程
采用本发明的复合菌剂制备生物有机肥的发酵工艺流程可采用如图1所示的工艺流程:
(1)符合进仓原料要求的有机废弃物原料,可直接进入发酵设施发酵或经预处理去除粗大物和非堆肥物后进入发酵设施发酵;
(2)发酵原料进入发酵设施发酵前,按发酵原料参数进行物料的水分和C/N调节;
(3)发酵完毕后的有机物料成为合格的生物有机肥;
(4)预处理和后处理过程中的分选物,其可回收物应作资源回收利用,其非堆肥物、杂物采用其它无害化措施处置。
5、堆肥发酵周期和发酵条件
(1)发酵周期:当自然环境日平均温大于20℃时,固态发酵为7-15天,固液混合发酵为2-3天;当自然环境日平均温在0-20℃时,固态发酵为10-20天,固液混合发酵为3-5天;当自然环境日平均温在0℃以下时,固态发酵为20-30天,固液混合发酵为5-7天;
(2)发酵条件
1)发酵设施应有保温、防雨、防渗的性能,并配置通风、排水和其它测试工艺参数的装置;
2)发酵过程中,每8-10h测定堆层温度的变化情况,堆层各测试点温度均保持在55℃以上,且持续时间不得少于5天,发酵温度不宜大于85℃;
3)发酵过程中,应行氧浓度的测定,各测试点的氧浓度大于10%。
6、平堆体方式及沟槽式发酵:每堆底宽3-5米、高2-3米,长度按实际需要而定;要求地表结实,该场地地面必须用混泥土浇筑,有利于机械出入与操作;地表有坡度,混泥土地表,其坡度不少于1%,以利于多于水的快速流走;建立排水系统,建立地下排水管系统或具有格栅和入孔的排水系统;建立贮水池,用以收集堆肥渗滤液和雨水;与排水系统相通;建立简易篷,按略宽于每堆堆肥长宽度塔建简易篷,防日晒雨淋。
7、堆肥发酵工艺流程:物料分类处理——搬运(将堆肥物料运往处理场)——堆垛第一次发酵(即低温发热阶段)——翻堆、温度在55oC左右时进行翻堆发酵(即中温阶段)——温度在65oC以上左右时进行翻堆发酵(即高温阶段),温度在75oC左右时进行翻堆发酵(即灭杀病原菌及有机物高速降解阶段)——持续翻堆后温度降至40oC以下(即降温阶段)-----停止翻堆——腐熟增殖有益菌32-48h——保肥阶段——过筛粉粹——添加氮磷钾养分——包装至成品。
8、发酵塔或者发酵罐发酵:依据设施条件及设备体积与容积确定每次投料量。
9、通风:发酵过程中,必须进行通风,对不同通风方式应符合下列要求:自然通风时,堆层高度宜在1.2-1.5m,并采用必要的强化措施;机械通风时,应对耗氧速率进行跟踪测试,及时调整通风量,标准状态的风量宜为每立方米物料0.05-0.20m3/min;风压可按堆层每升高1m增加1000-1500Pa选取;通风次数和时间应保证发酵在最适宜条件下进行。
本发明相对于现有技术的有益效果如下:
(1)本发明的复合菌剂由多种微生物构成,有好氧菌、厌氧菌、兼氧菌,也包含细菌、真菌与放线菌,可有效实现蛋白、纤维、淀粉、脂肪高效降解,同步固氮,并抑制消灭有害病原菌;
(2)本发明的复合菌剂经过多次优选复合制备,微生物之间可互生共代谢,协调统一;在应用于有机废弃物的发酵过程中,低温菌与中温菌及高温菌交替生长繁殖,交替休眠并同步激活土著有益微生物种群,最终实现一次接种该复合菌剂便可实现连续发酵,激活有益微生物,保证有益菌的有效活性与数量,直接生产高效优质的生物有机肥,改善生态环境,促进废弃有机物的无害高效化利用;
(3)本发明的复合菌剂可对不同来源、任意比例混合的固体有机废弃物或者固液态有机物同时进行发酵,通过人工接种本发明的复合菌剂,可在发酵过程同时激活环境中的原生有益菌,使废弃物中有益菌种群大量增殖,发酵结束后,无需再次添加功能性微生物,直接一次性转换成生物有机肥,获得的生物有机肥产品中有效活性菌酶活及有益菌种群数量高;
(4)本发明不仅能加快固体废弃物的发酵降解过程,控制臭气排放,缩短发酵时间,无害化程度高,同时可节省能耗,降低成本,提升产品经济价值,且操作简单,易于推广。
附图说明
图1为采用本发明的复合菌剂制备生物有机肥的发酵工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,这些实施例仅用来说明本发明,并不限制本发明的范围。
本发明实施例采用的菌种来源于中国科学院微生物研究所普通微生物保藏管理中心(CGMCC),其编号为:嗜碳芽孢杆菌CGMCC1.3652、解淀粉芽孢杆菌 CGMCC1.1099、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌CGMCC1.1099、枯草芽孢杆菌CGMCC1.337、诺尔斯氏链霉菌CGMCC4.1116、发酵放线纤丝菌CGMCC1.10857、草酸青霉CGMCC3.304、汉逊德巴利酵母CGMCC2.33、圆褐固氮菌CGMCC1.2391。
实施例1 采用如下步骤制备本发明的复合菌剂
1、嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)嗜碳芽孢杆菌活化培养:将嗜碳芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:牛肉膏2.05g/L、蛋白胨0.45g/L、氯化钠0.15g/L、酵母膏1.40g/L、活性碳粉0.33g/L,pH7.0;活化培养条件为:摇瓶转速190rpm,在29-30℃温度下培养22h,获得液体发酵种子;
(2)嗜碳芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为8.5%,扩大培养基配方为:麦芽糖30g/L、玉米粉16g/L、酵母膏4.8g/L、尿素3.0g/L、K2HPO4 0.15g/L、MgSO4·7H2O 0.015g/L、木瓜汁1.39g/L、FeSO4·7H20 0.093g/L、CaCl 0.035g/L、NaCl 0.20g/L;扩大培养条件为:发酵温度27-29℃、发酵罐搅拌速度160-190rpm,通气量12%,发酵时间48h;当发酵罐中的嗜碳芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的嗜碳芽孢杆菌干燥脱水,制得嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉;
2、解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)解淀粉芽孢杆菌活化培养:将解淀粉芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨10g/L、牛肉膏3g/L、氯化钠5g/L、淀粉2-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:培养温度28-32℃,转速200 R/Min,培养时间18h,获得液体发酵种子;
(2)解淀粉芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为10%,扩大培养基配方为:葡萄糖 30g/L、氨基酸15g/L、MgS04 0.55g/L、KCl 0.8g/L、KH2P04 1.0g/L、FeSO4 0.15 Mg/L、MnSO4 5.0 Mg/L、CuSO4 0.16 Mg/L;扩大培养条件为:发酵培养温度28℃,发酵罐搅拌速度180-200rpm,通气量12%,发酵时间48h;当发酵罐中的解淀粉芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的解淀粉芽孢杆菌干燥脱水,制得解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉;
3、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌活化培养:将嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨2g/L、鱼蛋白胨3g/L、牛肉膏4g/L、酵母膏1.0g/L、硫酸镁0.3g/L、磷酸二氢钾0.8g/L、乳糖3g/L,pH 6.5-6.8;活化培养条件为:在65-68℃温度下静置培养24h,获得液体发酵种子;
(2)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为5%,扩大培养基配方为:葡萄糖2.5g/L、大豆蛋白胨5g/L、磷酸氢二钾2.5g/L、玉米汁50g/L、醋酸钠2g/L、脱脂乳15g/L、pH为6.5-6.8;扩大培养条件为:温度65℃,搅拌速度150-180rpm,发酵时间72h;当发酵罐中的嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时将培养菌液经离心后冻干,制得嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉;
4、枯草芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)枯草芽孢杆菌活化培养:将枯草芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白10g/L、牛肉膏2g/L、NaCl 5g/L、葡萄糖10g/L,pH7.2-7.5;活化培养条件为:摇瓶转速180-200rpm,在35-37℃温度下培养26h,获得液体发酵种子;
(2)枯草芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:玉米粉22g/L、豆粉25g/L、鱼粉6.5g/L、K2HPO4 1.0g/L、MgSO4·7H2O 0.10g/L、碳酸钙1.5g/L、尿素1.0g/L、硫酸铵0.4g/L;扩大培养条件为:温度36-39℃,pH 7-8,搅拌速度200-250rpm,发酵时间28h;当发酵罐中的枯草芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的枯草芽孢杆菌干燥脱水,制得枯草芽孢杆菌纯菌体干粉;
5、诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉的制备:
(1)诺尔斯氏链霉菌活化培养:将诺尔斯氏链霉菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:葡萄糖10g/L、酵母膏5g/L、蛋白胨4g/L、K2HPO4 5g/L、KH2PO4 2%、MgSO4·7H2O 0.8g/L、水1000mL,pH7.2-7.4;活化培养条件为:摇瓶转速160-180rpm,在30-32℃温度下培养26h,获得液体发酵种子;
(2)诺尔斯氏链霉菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为5%,扩大培养基配方为:淀粉50g/L、酵母膏20g/L、蔗糖10g/L、NaCl 20g/L;蛋白胨20g/L、K2HPO45g/L;MgSO4·7H2O5g/L、葡萄糖10g/L、CaCO3 0.10g/L、2%的黄豆粉浸汁100 mL/L、小米10g/L,pH值7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度100-150rpm,发酵时间40h;当发酵罐中的诺尔斯氏链霉菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的诺尔斯氏链霉菌干燥脱水,制得诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉;
6、发酵放线纤丝菌纯菌体干粉的制备步骤:
(1)发酵放线纤丝菌活化培养:将发酵放线纤丝菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基按以下浓度,将各组分溶解于1000ml蒸馏水中,加无菌维生素K 0.01g,混匀后制得:胰酪蛋白胨5.0g/L、大豆蛋白胨6.0g/L、酵母粉5.0g/L、氯化钠5.0g/L、FeSO4·7H2O0.4g/L、K2HPO4 0.5g/L、KNO3 0.05g/L;活化培养条件为:培养温度27-28℃,静置培养72h,pH7.2-7.4,获得液体发酵种子;
(2)发酵放线纤丝菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为5%,扩大培养基配方为:玉米粉50g/L、酵母膏20g/L、NaCl 30g/L、蛋白胨20g/L、K2HPO4 8-12g/L、MgSO4·7H2O 5g/L、FeSO4·7H2O 5.5g/L、KNO3 5g/L,pH 7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度80-100rpm,发酵温度28℃,发酵时间48h,当发酵罐中的发酵放线纤丝菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的发酵放线纤丝菌干燥脱水,制得发酵放线纤丝菌纯菌体干粉;
7、圆褐固氮菌纯菌体干粉的制备:
(1)圆褐固氮菌活化培养:将圆褐固氮菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:甘露醇10g/L、NaCl 0.2g/L、CaCO3 5g/L、KH2PO4 0.2g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、CaSO4·2H2O 0.1g/L、K2HPO4 0.5g/L, pH 7.0-7.2,加蒸馏水定容到1000mL;活化培养条件为:温度28-30℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-28h;获得液体发酵种子;
(2)圆褐固氮菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为5%,扩大培养基配方为:葡萄糖20g/L、KH2PO4 25g/L、硫酸铵6g/L、K2HPO4 5g/L、MgSO4.7H2O 1.5g/L、碳酸钙3g/L、尿素12g/L、硫酸钙5g/L;扩大培养条件为:温度30-35℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间30h;当发酵罐中的圆褐固氮菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的圆褐固氮菌干燥脱水,制得圆褐固氮菌纯菌体干粉;
8、草酸青霉纯菌体干粉的制备:
(1)草酸青霉活化培养:将草酸青霉接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨 5.5g/L、葡萄糖 10 g/L、硫酸镁 0.8g/L、酵母浸出粉 2.0g/L、磷酸氢二钾3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:摇瓶转速100-160rpm,在28-35℃温度下培养28h,获得液体发酵种子;
(2)草酸青霉扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8%,扩大培养基配方为:麦芽糖32g/L、淀粉50g/L、葡萄糖50g/L、磷酸氢二钾 8g/L、硫酸镁1.5g/L、硝酸铵3g/L、尿素1.5g/L,pH值为7.0;扩大培养条件为:温度为28℃,搅拌速度160-180rpm,发酵时间48h;当发酵罐中的草酸青霉含量达到≧109个/ml时,将发酵好的草酸青霉干燥,制得草酸青霉纯菌体干粉;
9、汉逊德巴利酵母纯菌体干粉的制备:
(1)汉逊德巴利酵母活化培养:将汉逊德巴利酵母接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:浓度l0%的新鲜麦汁10ml/L、蔗糖3.0g/ L、NaN03 0.3g/L、K2HPO4 0.05g/L、MgSO4·7H2O 0.05g/L、FeS040.03g/L,自然pH值;活化培养条件为:摇瓶转速120-160rpm,在28-35℃温度下培养25h,获得液体发酵种子;
(2)汉逊德巴利酵母扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:浓度l0% 的新鲜麦汁50ml/L、蔗糖30g/ L、NaN03 5g/L、K2HPO4 0.8g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeS04 0.3g/L、硫酸铵0.5g/L、淀粉5g/L,pH4.5-5.0;扩大培养条件为:温度30℃,搅拌速度120-160rpm,发酵时间24h;当发酵罐中的汉逊德巴利酵母含量达到≧108个/ml时,将发酵好的汉逊德巴利酵母干燥,制得汉逊德巴利酵母纯菌体干粉;
10、将步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌4%、解淀粉芽孢杆菌7%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌15%、枯草芽孢杆菌25%、诺尔斯氏链霉菌9%、发酵放线纤丝菌10%、草酸青霉9%、汉逊德巴利酵母10%、圆褐固氮菌11%,混合均匀,制得复合菌剂。
实施例2采用实施例1步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉,按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌3%、解淀粉芽孢杆菌5%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌10%、枯草芽孢杆菌30%、诺尔斯氏链霉菌10%、发酵放线纤丝菌15%、草酸青霉10%、汉逊德巴利酵母7%、圆褐固氮菌10%,将9种微生物菌的纯菌体干粉混合均匀,制得复合菌剂。
实施例3采用实施例1步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉,按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌5%、解淀粉芽孢杆菌9%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌20%、枯草芽孢杆菌15%、诺尔斯氏链霉菌5%、发酵放线纤丝菌12%、草酸青霉8%、汉逊德巴利酵母11%、圆褐固氮菌15%,将9种微生物菌的纯菌体干粉混合均匀,制得复合菌剂。
实施例4采用如下步骤制备本发明的复合菌剂:
1、嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)嗜碳芽孢杆菌活化培养:将嗜碳芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:牛肉膏2.05g/L、蛋白胨0.45g/L、氯化钠0.15g/L、酵母膏1.40g/L、活性碳粉0.33g/L,pH7.0;活化培养条件为:摇瓶转速190rpm,在29-30℃温度下培养18h,获得液体发酵种子;
(2)嗜碳芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为5.5%,扩大培养基配方为:麦芽糖20g/L、玉米粉14g/L、酵母膏4.0g/L、尿素-4.3g/L、K2HPO4 0.15g/L、MgSO4·7H2O 0.015g/L、木瓜汁1.48g/L、FeSO4·7H20 0.093g/L、CaCl 0.035g/L、NaCl 0.20g/L;扩大培养条件为:发酵温度27-29℃、发酵罐搅拌速度160-190rpm,通气量8%,发酵时间24h;当发酵罐中的嗜碳芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的嗜碳芽孢杆菌干燥脱水,制得嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉;
2、解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)解淀粉芽孢杆菌活化培养:将解淀粉芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨10g/L、牛肉膏3g/L、氯化钠5g/L、淀粉2-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:培养温度28-32℃,转速200 R/Min,培养时间24h,获得液体发酵种子;
(2)解淀粉芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为8%,扩大培养基配方为:葡萄糖 33g/L、氨基酸18g/L、MgS04 0.55g/L、KCl1.0g/L、KH2P04 1.0g/L、FeSO4 0.15 Mg/L、MnSO4 5.0 Mg/L、CuSO4 0.16 Mg/L;扩大培养条件为:发酵培养温度28℃,发酵罐搅拌速度180-200rpm,通气量8%,发酵时间72h;当发酵罐中的解淀粉芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的解淀粉芽孢杆菌干燥脱水,制得解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉;
3、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌活化培养:将嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨3.5g/L、鱼蛋白胨5g/L、牛肉膏4.5g/L、酵母膏0.5g/L、硫酸镁0.2g/L、磷酸二氢钾0.3g/L、乳糖2g/L,pH 6.5-6.8;活化培养条件为:在65-68℃温度下静置培养28h,获得液体发酵种子;
(2)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2%,扩大培养基配方为:葡萄糖2g/L、大豆蛋白胨3g/L、磷酸氢二钾1.5g/L、玉米汁40g/L、醋酸钠1g/L、脱脂乳13g/L、pH为6.5-6.8;扩大培养条件为:温度65℃,搅拌速度150-180rpm,发酵时间48h;当发酵罐中的嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时将培养菌液经离心后冻干,制得嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉;
4、枯草芽孢杆菌纯菌体干粉的制备:
(1)枯草芽孢杆菌活化培养:将枯草芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白12.5g/L、牛肉膏-3g/L、NaCl 6g/L、葡萄糖12g/L,pH7.2-7.5;活化培养条件为:摇瓶转速180-200rpm,在35-37℃温度下培养32h,获得液体发酵种子;
(2)枯草芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:玉米粉20g/L、豆粉22g/L、鱼粉5.5g/L、K2HPO4 1.2g/L、MgSO4·7H2O 0.15g/L、碳酸钙2.0g/L、尿素1.2g/L、硫酸铵1.0g/L;扩大培养条件为:温度36-39℃,pH 7-8,搅拌速度200-250rpm,发酵时间32h;当发酵罐中的枯草芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的枯草芽孢杆菌干燥脱水,制得枯草芽孢杆菌纯菌体干粉;
5、诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉的制备:
(1)诺尔斯氏链霉菌活化培养:将诺尔斯氏链霉菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:葡萄糖12g/L、酵母膏4g/L、蛋白胨5g/L、K2HPO4 4g/L、KH2PO4 3%、MgSO4·7H2O 0.5g/L、水1000mL,pH7.2-7.4;活化培养条件为:摇瓶转速160-180rpm,在30-32℃温度下培养32h,获得液体发酵种子;
(2)诺尔斯氏链霉菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2%,扩大培养基配方为:淀粉50g/L、酵母膏20g/L、蔗糖10g/L、NaCl 20g/L;蛋白胨20g/L、K2HPO45g/L;MgSO4·7H2O5g/L、葡萄糖10g/L、CaCO3 0.10g/L、2%的黄豆粉浸汁100 mL/L、小米10g/L,pH值7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度100-150rpm,发酵时间35h;当发酵罐中的诺尔斯氏链霉菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的诺尔斯氏链霉菌干燥脱水,制得诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉;
6、发酵放线纤丝菌纯菌体干粉的制备步骤:
(1)发酵放线纤丝菌活化培养:将发酵放线纤丝菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基按以下浓度,将各组分溶解于1000ml蒸馏水中,加无菌维生素K 0.01g,混匀后制得:胰酪蛋白胨5.5g/L、大豆蛋白胨5.0g/L、酵母粉5.8g/L、氯化钠5.0g/L、FeSO4·7H2O0.55g/L、K2HPO4 0.5g/L、KNO3 0.05g/L;活化培养条件为:培养温度27-28℃,静置培养48h,pH7.2-7.4,获得液体发酵种子;
(2)发酵放线纤丝菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2%,扩大培养基配方为:玉米粉50g/L、酵母膏20g/L、NaCl 30g/L、蛋白胨20g/L、K2HPO4 8-12g/L、MgSO4·7H2O 5g/L、FeSO4·7H2O 5.5g/L、KNO3 5g/L,pH 7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度80-100rpm,发酵温度28℃,发酵时间48h,当发酵罐中的发酵放线纤丝菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的发酵放线纤丝菌干燥脱水,制得发酵放线纤丝菌纯菌体干粉;
7、圆褐固氮菌纯菌体干粉的制备:
(1)圆褐固氮菌活化培养:将圆褐固氮菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:甘露醇10g/L、NaCl 0.2g/L、CaCO3 5g/L、KH2PO4 0.2g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、CaSO4·2H2O 0.1g/L、K2HPO4 0.5g/L, pH 7.0-7.2,加蒸馏水定容到1000mL;活化培养条件为:温度28-30℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-28h;获得液体发酵种子;
(2)圆褐固氮菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3%,扩大培养基配方为:葡萄糖15g/L、KH2PO4 25g/L、硫酸铵5g/L、K2HPO4 3g/L、MgSO4.7H2O 1g/L、碳酸钙2g/L、尿素10g/L、硫酸钙5g/L;扩大培养条件为:温度30-35℃,pH7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25h;当发酵罐中的圆褐固氮菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的圆褐固氮菌干燥脱水,制得圆褐固氮菌纯菌体干粉;
8、草酸青霉纯菌体干粉的制备:
(1)草酸青霉活化培养:将草酸青霉接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨 5.0g/L、葡萄糖 15g/L、硫酸镁 0.5g/L、酵母浸出粉3.0g/L、磷酸氢二钾3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:摇瓶转速100-160rpm,在28-35℃温度下培养25h,获得液体发酵种子;
(2)草酸青霉扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为10%,扩大培养基配方为:麦芽糖30g/L、淀粉54g/L、葡萄糖20g/L、磷酸氢二钾 5g/L、硫酸镁 1g/L、硝酸铵2g/L、尿素1.5g/L,pH值为7.0;扩大培养条件为:温度为28℃,搅拌速度160-180rpm,发酵时间48h;当发酵罐中的草酸青霉含量达到≧109个/ml时,将发酵好的草酸青霉干燥,制得草酸青霉纯菌体干粉;
9、汉逊德巴利酵母纯菌体干粉的制备:
(1)汉逊德巴利酵母活化培养:将汉逊德巴利酵母接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:浓度l0%的新鲜麦汁10ml/L、蔗糖3.0g/ L、NaN03 0.3g/L、K2HPO4 0.05g/L、MgSO4·7H2O 0.05g/L、FeS040.03g/L,自然pH值;活化培养条件为:摇瓶转速120-160rpm,在28-35℃温度下培养28h,获得液体发酵种子;
(2)汉逊德巴利酵母扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:浓度l0% 的新鲜麦汁50ml/L、蔗糖30g/ L、NaN03 5g/L、K2HPO4 0.8g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeS04 0.3g/L、硫酸铵0.5g/L、淀粉5g/L,pH4.5-5.0;扩大培养条件为:温度30℃,搅拌速度120-160rpm,发酵时间24h;当发酵罐中的汉逊德巴利酵母含量达到≧108个/ml时,将发酵好的汉逊德巴利酵母干燥,制得汉逊德巴利酵母纯菌体干粉;
10、将步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌1%、解淀粉芽孢杆菌5%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌18%、枯草芽孢杆菌22%、诺尔斯氏链霉菌7%、发酵放线纤丝菌10%、草酸青霉9%、汉逊德巴利酵母15%、圆褐固氮菌13%,将9种微生物菌的纯菌体干粉混合均匀,制得复合菌剂。
实施例5采用实施例4步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉,按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌2%、解淀粉芽孢杆菌10%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌12%、枯草芽孢杆菌28%、诺尔斯氏链霉菌8%、发酵放线纤丝菌11%、草酸青霉8%、汉逊德巴利酵母6%、圆褐固氮菌15%,将9种微生物菌的纯菌体干粉混合均匀,制得复合菌剂。
实施例6采用实施例4步骤1-9制得的9种微生物菌的纯菌体干粉,按照纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的如下比例:嗜碳芽孢杆菌4%、解淀粉芽孢杆菌6%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌16%、枯草芽孢杆菌17%、诺尔斯氏链霉菌5%、发酵放线纤丝菌13%、草酸青霉10%、汉逊德巴利酵母15%、圆褐固氮菌14%,将9种微生物菌的纯菌体干粉混合均匀,制得复合菌剂。
实施例7采用实施例1制得的复合菌剂制备生物有机肥
1、发酵原料:养殖业粪便、农作物秸秆、农产品加工下脚料;对发酵原料进行预处理,除去发酵原料中的非有机成分、有毒害成分、危险品等杂质,按照任意比例混合均匀,作为发酵原料,备用;预处理和后处理过程中的分选物,其可回收物应作资源回收利用,其非堆肥物、杂物采用其它无害化措施处置;
2、发酵方式:采用固体发酵罐进行好氧发酵;
3、复合菌剂稀释活化、接种
(1)稀释活化:将实施例1制得的复合菌剂,进行稀释活化,按每1克复合菌剂与10倍质量的米糠充分混合均匀的比例进行处理,喷雾加水将调节水分含量至20%,静置5h备用;
(2)稀释活化后的复合菌剂接种量:发酵处理当日,平均温大于20℃以上,按接种量为0.002%,将稀释活化后的复合菌剂接种至经过预处理的发酵原料中,混合均匀;送入发酵罐中;调节如下发酵原料参数后开始发酵:固态发酵含水率40%-75%,碳氮比(C/N)为20:1-30:1;
4、发酵罐发酵周期和和发酵条件
(1)发酵罐发酵周期:固态发酵5-7天后,制得生物有机肥;
(2)发酵罐发酵条件:①发酵罐发酵温度控制:24小时内发酵温度控制在40℃内; 24-48小时发酵温度控制在55℃内;72-120小时发酵温度控制在75℃左右,120小时后降温至常温;②搅拌转速 :120-140r/min; ③通气量:1.33VVm(0-72h);2.67VVm(72h-发酵结束);④发酵期内 pH值保持在 6.0-8.5。
实施例8采用实施例2制得的复合菌剂制备生物有机肥
1、发酵原料:食品加工业废料、各类食用菌废料、餐厨垃圾;对发酵原料进行预处理,去除混入的非有机物料和其他杂质,如有毒工业制品及其残弃物,有毒试剂和药品、有化学反应并产生有害物质的物品、有腐蚀性或放射性的物质,易燃、易爆等危险品;生物危险品和医院垃圾;其它严重污染环境的物质;然后将各类型的原料混合,待用;预处理和后处理过程中的分选物,其可回收物应作资源回收利用,其非堆肥物、杂物采用其它无害化措施处置;
2、发酵方式:堆肥好氧发酵
3、发酵场地:选择地势较高、适当远离居住区、背风、交通运输方便的地块作为发酵场地;
4、复合菌剂稀释活化、接种:
(1)稀释活化:将实施例2制得的复合菌剂,进行稀释活化,按每1克复合菌剂与10倍质量的麸皮充分混合均匀的比例进行处理,喷雾加水将调节水分含量至30%,静置6h,备用;
(2)稀释活化后的复合菌剂接种量:发酵处理当日,平均温大于20℃,按接种量为0.001%,将稀释活化后的复合菌剂接种至经过预处理的发酵原料中,混合均匀;
5、发酵流程
堆垛第一次发酵(即低温发热阶段)——翻堆、温度在55℃左右时进行翻堆发酵(即中温阶段)——温度在65℃左右时进行翻堆发酵(即高温阶段),温度在75℃左右时进行翻堆发酵(即灭杀病原菌及有机物高速降解阶段)——持续翻堆后温度降至40℃以下(即降温阶段)——停止翻堆——腐熟增殖有益菌32-48h——保肥阶段——过筛粉粹——添加氮磷钾养分——包装-----生物有机肥成品;
6、发酵条件
1)发酵设施有保温、防雨、防渗的性能,并配置通风、排水和其它测试工艺参数的装置;
2)发酵过程中,每8-10h测定堆层温度的变化情况,堆层各测试点温度均保持在55℃以上,且持续时间不得少于5天,发酵温度不宜大于85℃;
3)发酵过程中,应行氧浓度的测定,各测试点的氧浓度大于10%;
7、通风:发酵过程中,必须进行通风,对不同通风方式应符合下列要求:自然通风时,堆层高度宜在1.2-1.5m,并采用必要的强化措施;机械通风时,应对耗氧速率进行跟踪测试,及时调整通风量,标准状态的风量宜为每立方米物料0.05-0.20m3/min;风压可按堆层每升高1m增加1000-1500Pa选取;通风次数和时间应保证发酵在最适宜条件下进行。
经检测,实施例7、实施例8制得的生物有机肥质量符合中华人民共和国农业行业标准NY 884-2012,具体质量指标见下表:
实施例7、实施例8制得的生物有机肥中5种重金属限量技术指标符合NY/T 798-2004中4.2.3的规定,见下表:
所采用的检测标准如下:
(1)有效活菌数测定:符合NY/T 798-2004中5.3.2的规定;
(2)有机质的测定:符合NY 525-2002中5.2的规定;
(3)水分测定:符合NY/T 798-2004中5.3.5的规定;
(4)pH值测定:符合NY/T 798-2004中5.3.7的规定;
(5)粪大肠菌群数的测定:符合GB/T 19524.1-2004的规定;
(6)蛔虫卵死亡率的测定:符合GB/T 19524.2-2004的规定;
(7)As、Cd、Pb、Cr、Hg的测定:符合GB 18877-2002中5.12-5.17的规定;
(8) N、P2O5、K2O含量测定:符合NY 525-2002中5.3-5.5的规定。
实施例9 经由本发明的复合菌剂发酵制备的生物有机肥在大田作物玉米的肥效试验
为了验证经由本发明的复合菌剂发酵制备的生物有机肥在玉米生产上的应用效果,为获得的生物有机肥产品的登记及大面积推广应用提供科学依据,2016年进行了肥效验证试验。现将试验结果说明如下:
1材料与方法
1.1 试验地点:山西省寿阳县景尚乡张韩村
1.2 试验作物及品种:玉米品种掖单13
1.3 试验地基本情况
1.3.1 试验时间:2017年4月至2017年8月;
1.3.2 供试土壤:供试土壤为菜园褐土、有机质含量为31.05g/kg,氮含量为126.47mg/kg,速效磷102.54mg/kg、速效钾107.29mg/kg,pH6.59;
1.3.2供试肥料:经由本发明的复合菌剂发酵制备的生物有机肥(粉剂,技术指标:有效活菌数≥0.5亿个/克、有机质≥40%、N+P2O5+K2O≥15%);其它肥料由试验单位自筹,主要有尿素(含氮46%),磷酸二铵(五氧化二磷含量46%、氮含量18%),硫酸钾(氧化钾含量40%);
1.4试验方法
1.4.1试验设计:本试验采用小区试验,设4个处理,3次重复,共计12个试验小区,每个小区面积32.5平方米,各小区随机排列。
处理1:比当地常规施肥减施70%施肥量,同时亩施用该生物有机肥50公斤做底肥,一次性施入。
处理2:比当地常规施肥减施70%施肥量,同时亩施用灭活的该生物有机肥50公斤做底肥,一次性施入。
处理3:常规施肥。
处理4:空白(不施用任何肥料)。
1.4.2 施肥方法:当地常规施肥:亩施掺混肥(氮磷钾养分含量比为18:18:18)50公斤做底肥一次性施入。
2试验结果
2.1该生物有机肥对玉米生长发育的影响
试验结果表明,玉米施用了该生物有机肥的处理方式与其他处理方式相比,根系发达,长势好、增产效果明显。
3.2施用该生物有机肥对玉米产量影响
3.2.1产量结果:小区实收测定产量见表1。由表1可知,玉米施用生物有机肥处理比灭活的生物有机肥增产44.5公斤/亩,增产率为7.4%;比常规施肥处理增产53.0kg/亩,增产率达8.9%.;比空白对照增产292.0kg/亩,增产率达82.3%。施用灭活的生物有机肥的处理比常规施肥增产8.5kg/亩,增产率达1.4%;比不施肥处理增产247.5kg/亩,增产率达69.7%。常规施肥比不施肥处理增产239.0kg/亩,增产率达67.3%。
3.2.2产量结果方差分析
对小区产量进行方差分析,表明施用生物有机肥与对照相比增产达到极显著水平,见表2。
由表2分析可知,区组间F值≤F0.05,所以区组间差异不明显,试验结果有效;处理间F≥F0.01,说明处理间差异极显著。
由表3可知,处理1与处理2、处理3及处理4之间存在极显著差异,处理2与处理3之间差异不显著,而与处理4(不施肥处理)之间差异极显著。
3 结论
生物有机肥的玉米田间试验表明,玉米施用经由本发明复合菌剂制备的生物有机肥处理比灭活的生物有机肥增产44.5公斤/亩,增产率为7.4%;比常规施肥处理增产53.0kg/亩,增产率达8.9%;比空白对照增产292.0kg/亩,增产率达82.3%。施用灭活的生物有机肥的处理比常规施肥增8.5kg/亩,增产率达1.4%;比不施肥处理增产247.5kg/亩,增产率达69.7%。常规施肥比不施肥处理增产239.0kg/亩,增产率达67.3%。增产效果差异均达到极显著水平。
Claims (11)
1.一种复合菌剂,其特征在于,该复合菌剂是由以下9种微生物菌:嗜碳芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、诺尔斯氏链霉菌、发酵放线纤丝菌、草酸青霉、汉逊德巴利酵母、圆褐固氮菌,分别经菌种活化、扩大培养、脱水干燥获得各菌种的纯菌体干粉,再将各菌种的纯菌体干粉按比例混合均匀得到;各菌种的纯菌体干粉混合比例,以纯菌体干粉中活菌数占复合菌剂中活菌总数的比例计,为:嗜碳芽孢杆菌1-5%、解淀粉芽孢杆菌5-10%、嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌10-20%、枯草芽孢杆菌15-30%、诺尔斯氏链霉菌5-10%、发酵放线纤丝菌10-15%、草酸青霉8-10%、汉逊德巴利酵母6-15%、圆褐固氮菌10-15%;该复合菌剂中的有效活性菌含量为100-200亿个cfu/g复合菌剂;该复合菌剂中水分的质量含量≤8%。
2.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)嗜碳芽孢杆菌活化培养:将嗜碳芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:牛肉膏2.05g/L、蛋白胨0.45g/L、氯化钠0.15g/L、酵母膏1.40g/L、活性碳粉0.33g/L,pH7.0;活化培养条件为:摇瓶转速190rpm,在29-30℃温度下培养18-22h,获得液体发酵种子;
(2)嗜碳芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为5.5-8.5%,扩大培养基配方为:麦芽糖20-30g/L、玉米粉14-16g/L、酵母膏4.0-4.8g/L、尿素3.0-4.3g/L、K2HPO4 0.15g/L、MgSO4·7H2O 0.015g/L、木瓜汁1.39-1.48g/L、FeSO4·7H20 0.093g/L、CaCl 0.035g/L、NaCl 0.20g/L;扩大培养条件为:发酵温度27-29℃、发酵罐搅拌速度160-190rpm,通气量8-12%,发酵时间24-48h;当发酵罐中的嗜碳芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的嗜碳芽孢杆菌干燥脱水,制得嗜碳芽孢杆菌纯菌体干粉。
3.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)解淀粉芽孢杆菌活化培养:将解淀粉芽孢杆菌斜面菌种接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨10g/L、牛肉膏3g/L、氯化钠5g/L、淀粉2-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:培养温度28-32℃,转速200 R/Min,培养时间18-24h,获得液体发酵种子;
(2)解淀粉芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将获得的液体发酵种子接种到扩大培养发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:葡萄糖 30-33g/L、氨基酸15-18g/L、MgS040.55g/L、KCl 0.8-1.0g/L、KH2P04 1.0g/L、FeSO4 0.15 Mg/L、MnSO4 5.0 Mg/L、CuSO4 0.16Mg/L;扩大培养条件为:发酵培养温度28℃,发酵罐搅拌速度180-200rpm,通气量8-12%,发酵时间48-72h;当发酵罐中的解淀粉芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的解淀粉芽孢杆菌干燥脱水,制得解淀粉芽孢杆菌纯菌体干粉。
4.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌活化培养:将嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨2-3.5g/L、鱼蛋白胨3-5g/L、牛肉膏4-4.5g/L、酵母膏0.5-1.0g/L、硫酸镁0.2-0.3g/L、磷酸二氢钾0.3-0.8g/L、乳糖2-3g/L,pH 6.5-6.8;活化培养条件为:在65-68℃温度下静置培养24-28h,获得液体发酵种子;
(2)嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:葡萄糖2-2.5g/L、大豆蛋白胨3-5g/L、磷酸氢二钾1.5-2.5g/L、玉米汁40-50g/L、醋酸钠1-2g/L、脱脂乳13-15g/L、pH为6.5-6.8;扩大培养条件为:温度65℃,搅拌速度150-180rpm,发酵时间48-72h;当发酵罐中的嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时将培养菌液经离心后冻干,制得嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌纯菌体干粉。
5.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述枯草芽孢杆菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌活化培养:将枯草芽孢杆菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白10-12.5g/L、牛肉膏2-3g/L、NaCl 5-6g/L、葡萄糖10-12g/L,pH7.2-7.5;活化培养条件为:摇瓶转速180-200rpm,在35-37℃温度下培养26-32h,获得液体发酵种子;
(2)枯草芽孢杆菌扩大培养与脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:玉米粉20-22g/L、豆粉22-25g/L、鱼粉5.5-6.5g/L、K2HPO4 1.0-1.2g/L、MgSO4·7H2O 0.10-0.15g/L、碳酸钙1.5-2.0g/L、尿素1.0-1.2g/L、硫酸铵0.4-1.0g/L;扩大培养条件为:温度36-39℃,pH 7-8,搅拌速度200-250rpm,发酵时间28-32h;当发酵罐中的枯草芽孢杆菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的枯草芽孢杆菌干燥脱水,制得枯草芽孢杆菌纯菌体干粉。
6.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)诺尔斯氏链霉菌活化培养:将诺尔斯氏链霉菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:葡萄糖10-12g/L、酵母膏4-5g/L、蛋白胨4-5g/L、K2HPO4 4-5g/L、KH2PO4 2-3%、MgSO4·7H2O 0.5-0.8g/L、水1000mL,pH7.2-7.4;活化培养条件为:摇瓶转速160-180rpm,在30-32℃温度下培养26-32h,获得液体发酵种子;
(2)诺尔斯氏链霉菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:淀粉50g/L、酵母膏20g/L、蔗糖10g/L、NaCl 20g/L;蛋白胨20g/L、K2HPO45g/L;MgSO4·7H2O5g/L、葡萄糖10g/L、CaCO3 0.10g/L、2%的黄豆粉浸汁100 mL/L、小米10g/L,pH值7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度100-150rpm,发酵时间35-40h;当发酵罐中的诺尔斯氏链霉菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的诺尔斯氏链霉菌干燥脱水,制得诺尔斯氏链霉菌纯菌体干粉。
7.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述发酵放线纤丝菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)发酵放线纤丝菌活化培养:将发酵放线纤丝菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基按以下浓度,将各组分溶解于1000ml蒸馏水中,加无菌维生素K 0.01g,混匀后制得:胰酪蛋白胨5.0-5.5g/L、大豆蛋白胨5.0-6.0g/L、酵母粉5.0-5.8g/L、氯化钠5.0-6.5g/L、FeSO4·7H2O 0.4-0.55g/L、K2HPO4 0.5g/L、KNO3 0.05g/L;活化培养条件为:培养温度27-28℃,静置培养48-72h,pH7.2-7.4,获得液体发酵种子;
(2)发酵放线纤丝菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为2-5%,扩大培养基配方为:玉米粉50g/L、酵母膏20g/L、NaCl 30g/L、蛋白胨20g/L、K2HPO4 8-12g/L、MgSO4·7H2O 5g/L、FeSO4·7H2O 5.5g/L、KNO3 5g/L,pH 7.2-7.4;扩大培养条件为:搅拌速度80-100rpm,发酵温度28℃,发酵时间48h,当发酵罐中的发酵放线纤丝菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的发酵放线纤丝菌干燥脱水,制得发酵放线纤丝菌纯菌体干粉。
8.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述圆褐固氮菌纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)圆褐固氮菌活化培养:将圆褐固氮菌接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:甘露醇10g/L、NaCl 0.2g/L、CaCO3 5g/L、KH2PO4 0.2g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、CaSO4·2H2O 0.1g/L、K2HPO4 0.5g/L, pH 7.0-7.2,加蒸馏水定容到1000mL;活化培养条件为:温度28-30℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-28h;获得液体发酵种子;
(2)圆褐固氮菌扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为3-5%,扩大培养基配方为:葡萄糖15-20g/L、KH2PO4 25g/L、硫酸铵5-6g/L、K2HPO4 3-5g/L、MgSO4.7H2O 1-1.5g/L、碳酸钙2-3g/L、尿素10-12g/L、硫酸钙5g/L;扩大培养条件为:温度30-35℃,pH 7.2,搅拌速度150-180rpm,发酵时间25-30h;当发酵罐中的圆褐固氮菌含量达到≧109个/ml时,将发酵好的圆褐固氮菌干燥脱水,制得圆褐固氮菌纯菌体干粉。
9.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述草酸青霉纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)草酸青霉活化培养:将草酸青霉接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:蛋白胨 5.0-5.5g/L、葡萄糖 10.0-15g/L、硫酸镁 0.5-0.8g/L、酵母浸出粉 2.0-3.0g/L、磷酸氢二钾1-3g/L,pH7.0-7.2;活化培养条件为:摇瓶转速100-160rpm,在28-35℃温度下培养25-28h,获得液体发酵种子;
(2)草酸青霉扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:麦芽糖30-32g/L、淀粉50-54g/L、葡萄糖20-50g/L、磷酸氢二钾 5-8g/L、硫酸镁 1-1.5g/L、硝酸铵2-3g/L、尿素1.5g/L,pH值为7.0;扩大培养条件为:温度为28℃,搅拌速度160-180rpm,发酵时间40-55h;当发酵罐中的草酸青霉含量达到≧109个/ml时,将发酵好的草酸青霉干燥,制得草酸青霉纯菌体干粉。
10.如权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述汉逊德巴利酵母纯菌体干粉的制备步骤如下:
(1)汉逊德巴利酵母活化培养:将汉逊德巴利酵母接种到活化培养摇瓶中进行活化培养,活化培养基配方为:浓度l0%的新鲜麦汁10ml/L、蔗糖3.0g/ L、NaN03 0.3g/L、K2HPO4 0.05g/L、MgSO4·7H2O 0.05g/L、FeS040.03g/L,自然pH值;活化培养条件为:摇瓶转速120-160rpm,在28-35℃温度下培养25-28h,获得液体发酵种子;
(2)汉逊德巴利酵母扩大培养及脱水干燥:将液体发酵种子接种到扩大培养的发酵罐中,接种量为8-10%,扩大培养基配方为:浓度l0% 的新鲜麦汁50ml/L、蔗糖30g/ L、NaN03 5g/L、K2HPO4 0.8g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeS04 0.3g/L、硫酸铵0.5g/L、淀粉5g/L,pH4.5-5.0;扩大培养条件为:温度30℃,搅拌速度120-160rpm,发酵时间24h;当发酵罐中的汉逊德巴利酵母含量达到≧108个/ml时,将发酵好的汉逊德巴利酵母干燥,制得汉逊德巴利酵母纯菌体干粉。
11.如权利要求1-10中任意一项所述的复合菌剂,其特征在于:将该复合菌剂接种到有机废弃物原料中,增繁有机废弃物原料中的原生菌,将有机废弃物发酵制备生物有机肥;具体应用方式是:将该复合菌剂按照如下步骤接种至有机废弃物原料中,混合均匀,送入发酵设施中进行发酵:
(1)稀释活化:接种前,将复合菌剂进行稀释活化,每1克复合菌剂与10倍质量的麸皮或者米糠充分混合均匀,喷雾加水将调节水分含量至20-30%,静置5-6h,备用;
(2)稀释活化后的复合菌剂接种量标准:日平均温大于20℃时,接种量为0.001%-0.002%;日平均温在0-20℃时,接种量为0.003%-0.005%;日平均温在0℃以下时,接种量为0.01%-0.05%;
(3)发酵原料参数:固态发酵含水率40%-75%;碳氮比为20:1-30:1。
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