CN1078491A - 一种快速腐烂作物秸秆的方法及其使用的微生物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速腐烂作物秸秆的方法及其
使用的微生物,所用微生物取名为301菌种,它是一
种嗜热性侧孢霉种中的一个新株,能强烈地分解秸秆
中的粗纤维,从而使作物秸秆在较短的时间内腐烂成
肥料。301菌种培养最适温度为43—45℃,适宜pH
值为6.7—6.9,培养时间为6—8天,制造工艺简单,
成本低,用料省,且使用方便,易于推广使用。
Description
本发明涉及一种快速腐烂作物秸杆的方法及其使用的微生物。
利用微生物将作物秸杆腐烂后再还田,可大量增加土壤养分和有机质,改善土壤的物理化学性质,达到用地养地相结合,使农业生产实现高产、稳产、优质、低成本、低污染的目的。远在1952年,中国农科院曾用嗜热性细菌Basillus Chermophli堆腐秸杆,堆温在30-37℃左右,腐解速度较慢。1957年四川、东北等地用扎扎菌进行堆肥,堆温能升至40-50℃,并在华北小面积上推广过,后经南京农学院等单位验证,没有获得肯定的结果。1970年山西土肥所曾用黑曲霉堆腐秸杆,结果腐而不烂。近20年来,国内外许多科学工作者都在探索利用外加微生物加速秸杆腐解,但至今尚未见有成功的报导。
本发明的目的在于提供一种腐生性极强的微生物,利用该微生物去强烈地分解秸杆中的粗纤维,从而使作物秸杆在较短的时间内腐烂成肥料。
本发明包括菌种的分离和三级培养,其主要特点如下:
一、菌种来源及微生物学特性:
本发明所说的微生物是一种霉菌,由本发明人用高温诱变的方法对嗜热性侧孢霉(sporotrichum thermophile)进行处理后,再进行分离培养,选育而出,定名为“301”菌种(保存于中国科学院微生物所普通微生物保藏中心CGMCC,保藏号0186,保藏日期1992年12月22日)。301菌种在生物学系统分类中的位置为:真菌门,半知菌纲,丛梗孢目,丛梗孢科,侧孢霉属,它是嗜热性侧孢霉种中的一个新株。
301菌种在琼脂培养基上菌落常呈绒毯状,棉絮状或颗粒状,颜色为白色或浅黄色。菌丝比原种略短,宽度为3-10μm,有很多分枝,呈管状,每节为一个细胞。在菌丝丛中有生殖菌丝,上面着生分生孢子梗,在梗上侧生许多分生孢子,形态各异。301菌种的孢子呈黄褐色,但比原种略浅。分生孢子大小不一,一般为2.8×4.0μm,但有少量大孢子,一般为5.0×8.0μm,个别大孢子为5.0×10μm。目前尚未发现301菌种的有性过程,它用菌丝或分生孢子繁殖,一般24小时即可繁殖一代。
301菌种是一种高温型菌种,但适应性很强,最低要求30℃,最适温度为43-45℃,最高温度60-75℃,但在零下20℃也不会全部死亡。菌丝的耐湿力较强,要求培养基含水量在65-75%,它是一种好气性真菌,需氧量大,菌丝正常生长的CO2含量为0.03%,菌丝生长阶段不需要光照。在培养中适于中性至微碱性的环境,PH6.7-6.9,最佳碳氮比为3-40∶1。可在冷冻或干燥环境中保藏。
二、301菌种生产的工艺流程:
301菌种生产主要分为一级菌种培养,二级菌种培养和三级菌种培养等几个阶段。现分述如下:
1.一级菌种培养:一级菌种由斜面菌种(母种)扩繁而来。一支斜面菌种可扩接30-40支(试管)一级菌种。一级菌种的培养基为PDA或麦芽汁,PH为6.7-6.9,培养温度为43-45℃,培养时间72-96小时。
2.二级菌种培养:由一级斜面菌种接种于装有培养基的罐头瓶内培养而成。培养二级菌种所用培养基,其主料用料种类极多,如棉籽皮、玉米秸、小麦秸、豆秸、锯末任选一种即可。其辅料为尿素或硫铵、石膏、石灰、玉米面或麸皮、磷酸二铵、多菌灵和水。主料和辅料的配比为每100kg主料中加入:
尿素:0.2kg或硫铵0.4kg
石膏:1kg
石灰:2kg
玉米面或麸皮:1.5kg
磷酸二铵:0.2kg
多菌灵:0.12kg
水:130-180kg
二级培养基用罐头瓶分装,PH值为6.7-6.9。一支一级菌种接种5-6瓶二级菌种,培养温度为43-45℃,培养时间为6-8天。为了迅速扩大二级菌种,可用二级菌种再在二级菌种培养基上接种扩繁一次,一般一瓶接20瓶。
3.三级菌种培养:三级菌种是301菌种的商品代,其培养基成份和用量均同于二级菌种培养基。因生产上需用量大,不进行高压灭菌,只将生料堆积进行前发酵,控制培养料的水分在55-70%,并打孔(每平方米12-15个孔)、通风。当堆温升到65℃以上时,一些细菌和不耐热的微生物被杀死,而嗜热性微生物大量繁殖,它们能与301菌种共生。同时,堆内物质分解,产生大量CO2,当其浓度达15-22%时,可抑制各种杂菌生长。当堆温达到65℃时,堆内外均呈白色,并有清香味,这表明料已发酵完毕,即可以翻堆,经48小时后即可接入二级菌种堆制三级菌种,作为生产用种。三级菌种堆制的用量占干料重量的5.5-6%。堆制3-4天后,菌丝即可布满堆表,在堆的剖面上亦呈白色块状,此时即可分装,作为301三级菌种备用。
本发明和传统的秸杆还田方法相比,具有以下积极效果:
1.堆沤时间短,不受季节限制,无论春、夏、秋、冬均能堆积。
2.堆沤方法简单,易推广到千家万户,不受场地限制,只要有水源的地方均可堆沤。
3.301菌种在堆沤过程中,有连续20天的高温(50-75℃),故可杀死秸杆中的虫卵、病菌和杂草种子,有利于减轻病、虫、草害和保纯良种。
4.制造工艺简单,成本低,用料省。腐解一亩地的秸杆(250千克),一般只需菌种费1.25元人民币,还可减少火灾事故和贮存占地。
5.社会效益好。据荷泽市棉花原种场利用本发明进行秸杆还田的事例证明,秸杆中含有大量有机质,每年每亩还田250千克秸杆,有机质年增0.08%,相当于纯氮2.6千克(相当于尿素5.6千克),纯磷1.42千克,纯钾3.55千克,经三年还田后,中产田变成了高产田。
以下为本发明的最佳实施例:
实施例1,三级菌种的堆制:
1.生料发酵:
(1)备料:主料与辅料按重量配比如下:
棉籽皮:500kg
尿素:1kg
石膏:5kg
石灰:10kg
玉米面:7.5kg
磷酸二铵:1kg
多菌灵:0.6kg
水:650kg
先将上述棉籽皮与玉米面拌匀,另将其它辅料溶于水中,然后洒于料中拌匀。
(2)生料堆积:将拌好的料堆积在撒过一层石灰石的水泥地上,其堆高1.2米,堆底宽2米,长度不限,略呈长方形,堆两边呈80°角度,堆顶呈龟背形。堆料完毕后适当压紧成型,在料堆的面上用木棒打孔通气,打孔数为14个/平方米,堆完后用带孔的塑料布复盖,每天揭膜通风两次,当测得堆温复升到65℃以上时,翻捣一次,待堆温复升至65℃时,即可察看堆内外均呈白色,并有清香味,这标明生料已发酵完毕,可以开始堆制三级菌种。
2.堆制三级菌种:
在堆好的生料旁,先在地上撒石灰石消毒,并往料堆上喷5%的甲醛喷雾消毒,然后将发酵好的料捣匀后,逐渐堆于石灰上,底宽1.5米。当堆高12厘米时接第一层二级菌种,用量为27瓶(约4.32千克),其后在料上面放置2条带孔的塑料管,以便通风。第二、三层堆料的方法与第一层相同,高度均为12厘米。第四层料高10厘米,堆料结束后适当压紧,堆呈长方体。第四层菌种用量为99瓶(约15.34千克)。先将二级菌种分成鸡蛋大小的菌种块,再将生料按15平方厘米挖一小孔,植入一小块菌种,植满后将剩余的二级菌种搓细,均匀包于堆表。打孔与盖膜与生料堆制相同,每天揭膜通风一次。当堆制24小时时,便见植入的301菌种块周围长出许多白色菌丝,逐渐呈同心圆或向外扩展。堆制3-4天后,菌丝即可布满堆表,此时在堆的剖面上亦呈白色块状。此时应及时分装,即得到301三级菌种1000千克。
实施例2:
将实施例1中的棉籽皮换成小麦秸500千克,将辅料中的尿素换成硫铵2千克,加水850千克,其余同实施例1,最后得三级菌种1000千克。
实施例3:
将实施例1中主料棉籽皮换成玉米秸500千克,将辅料中的玉米面换成麸皮,加水900千克,其余同实施例1,最后得三级菌种1000千克。
实施例4,301菌种堆肥实例:
取小麦秸1000千克,选一浅沟(坑),将麦秸铺入沟(坑)内,边铺边浇水,并踏实,第一层用麦秸400千克,加水800千克,摊平踏实后,将301菌种3千克撒在上面,另撒尿素3千克。然后依同法同量堆第二层,撒菌种量和尿素量与第一层相同,其余200千克秸杆堆第三层,浇水400千克。堆成后秸杆约有一半在地表,一半在坑内,就地取土封堆,盖土厚5厘米,若系冬、春季节堆肥,堆顶需盖地膜增温。堆腐18天即达烂黑标准。春、冬堆制的堆腐时间为20-25天。
实施例5:
将实施例4中的小麦秸换成玉米秸并切短,加水量为玉米秸的1.6倍,其余同实施例4。
实施例6:
将实施例4中的小麦秸换成大豆秸,加水量为大豆秸的1.5倍,其余同实施例4。
Claims (3)
1、一种用于快速腐烂作物秸杆的微生物,其特征在于:它是嗜热性侧孢霉(Sporotrichum Thermophile)301菌种,保存于CGMCC,保藏号0186,保藏日期1992年12月22日。
2、一种快速腐烂作物秸杆的方法,包括菌种培养和堆肥,其特征在于:
(1)将301菌种的一级斜面菌种接种于装有培养基的罐头瓶内培养二级菌种,培养温度为43-45℃,适宜PH值为6.7-6.9,培养时间为6-8天;
(2)在培养三级菌种之前,先将生料堆积进行前发酵,然后再接入二级菌种,接种量为干料重量的5.5-6%,三级菌种的堆制时间为4-5天,当菌丝布满堆表,堆的剖面亦呈现白色块状时,即作为成品分装;
(3)堆肥时将小麦秸、豆秸或玉米秸之一种铺入沟或坑内,加入三级菌种和尿素,堆腐18-25天。
3、按照权利要求2所述的一种方法,其特征在于二级菌种和三级菌种培养所用培养基的主料为棉籽皮、玉米秸、小麦秸、豆秸或锯末,辅料为尿素或硫铵、石膏、石灰、玉米面或麸皮、磷酸二铵、多菌灵和水,主料和辅料的配比为:每100kg主料中加入:
尿素:0.2kg或硫铵0.4kg
石膏:1kg
石灰:2kg
玉米面或麸皮:1.5kg
磷酸二铵:0.2kg
多菌灵:0.12kg
水:130-180kg
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