CN108440192A - 一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化肥领域，特别是指一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂及其使用方法。所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾20%‑25%、高活性生物菌体10%‑15%、发酵促进剂1%‑2%、悬浮剂0.5%‑1%，余量为水。所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂的使用方法，包括以下步骤：首先将秸秆进行粉碎，粉碎后喷洒浓度为秸秆发酵菌剂的稀释液，然后采用旋耕机将秸秆打入土中。本发明的秸秆发酵菌剂选择优良菌种，科学配比，复合菌种功能互补，生长协同，环境互助，营造一个内部生态循环系统，保证菌种活性高，功效强。

Description

一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及化肥领域，特别是指一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂及其使用方法。

背景技术

河南省是我国重要的粮食主产区之一，也是农作物秸秆资源大省。秸秆含有大量的营养元素，是宝贵的可再生资源。秸秆还田技术可有效提高土壤有机质含量，改善土壤物理性质，增强土壤微生物活性，提高土壤肥力，增加土壤含水量，提高作物产量，减少农业生产造成的污染，实现秸秆的资源化利用，从而促进循环农业的健康快速发展。然而秸秆主要由木质素、纤维素、半纤维素等难分解的成分组成，自然腐熟速度较慢，如果不进行秸秆腐熟而直接还田，会对土壤微生物和土壤理化性质产生不良影响。

农作物在生长过程中从土壤中带走大量营养元素，氮磷钾等矿物质元素可以通过施肥得到补充，有机质很难通过化学肥料速补，秸秆还田能有效补充有机质，通过秸秆还田可维持土壤有机质积累与矿化的动态平衡。

目前秸秆还田有多种形式，可分为5大类：秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、堆沤还田、焚烧还田、过腹还田。

秸秆粉碎翻压还田

就是把作物收，获后的秸秆通过机械化粉碎，结合耕地，直接翻压在土壤里。这样能把秸秆的营养物质充分的保留在土壤里，但也有不足之处，表现如下：

1、由于秸秆还田量过大或不均匀易发生土壤微生物与作物幼苗争夺养分的矛盾，甚至出现黄苗、死苗、减产等现象。所以一般每亩秸秆粉碎翻压还田不超过300公斤，最多不超过500公斤，否则，会影响秸秆在土壤中的分解速度及作物产量。因此在秸秆直接还田时，一般还应适当增施一些氮肥，缺磷的补施磷肥，但这样又会增加秸秆还田的成本，有时农民也不乐意。

2、秸秆翻压还田后，由于发酵速度慢，秸秆很长一段时间在土壤中保持最初的松散状态，使土壤变得过松，孔隙大小比例不均、大孔隙过多，导致跑风，土壤与种子不能紧密接触，影响种子发芽生长，使小麦扎根不牢，甚至出现吊根。传统方法采取的措施是适时灌水，或碾压，使土壤与种子接触紧密，能够正常发芽。或者是加大粉碎细度，最好达到3.5厘米以下，但这样会增加能耗，加大成本。

3、易发生病虫害。秸秆中的虫卵、带菌体等一些病虫害，在秸秆直接粉碎过程中无法杀死，还田后留在土壤里，病虫害直接发生或者越冬来年发生。目前还没有有效的措施进行处理。

秸秆覆盖还田

这种方式就是秸秆粉碎后直接覆盖在地表。这样可以减少土壤水分的蒸发，达到保墒的目的，腐烂后增加土壤有机质。但是这样会给灌溉和耕作带来不便，造成水资源的浪费，严重影响播种。这种形式只适合机械化点播，但目前缺乏此类点播设备，这种方式有时也比较适宜干旱地区及北方地区，进行小面积的人工整株倒茬覆盖。

焚烧还田

秸秆经焚烧，有效成分变成废气排入空中，大量能源被浪费，剩下的钾、钙、无机盐及微量元素可以被植物利用，并且在燃烧过程中杀死了虫卵、病原体及草子。但是焚烧造成资源浪费、环境污染、生态破坏，同时影响交通及百姓生活，已成为一大公害。我们坚决采取措施禁止焚烧。

过腹还田

这种形式就是把秸秆作为饲料，在动物腹中经消化吸收一部分营养，像糖类、蛋白质、纤维素等营养物质外，其余变成粪便，施入土壤，培肥地力，无副作用。而秸秆被动物吸收的营养部分有效地转化为肉、奶等，被人们食用，提高了利用率，这种方式具有生态性，是应该提倡推广的。但目前过腹还田推广困难重重，主要的阻碍是地域性限制。我国现在基本是小规模的家庭式种植和养殖模式，很难将双方进行有效的整合，加上运输成本和时间成本，其可操作性还是很低，还需要国家从产业层面进行合理分配和整合。

发明内容

本发明提出一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂及其使用方法，解决了现有技术中秸秆还田难的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾20%-25%、高活性生物菌体10%-15%、发酵促进剂1%-2%、悬浮剂0.5%-1%，余量为水。

所述高活性生物菌体为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热菌、酵母菌、乳酸菌按质量比（1-2）:1:1:（1-2）:（1-3）:1混合而成。

所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂的使用方法，包括以下步骤：首先将秸秆进行粉碎，粉碎后喷洒浓度为秸秆发酵菌剂的稀释液，然后采用旋耕机将秸秆打入土中。

所述发酵菌剂的稀释液按每L水中添加10-20mL发酵菌剂。

所述的促进秸秆快速腐熟的检测方法，步骤为：

（1）在喷洒秸秆发酵菌剂之前，用土钻采用对角线取样法采集0-20cm土层土壤样品Ⅰ，在喷洒秸秆发酵菌剂之后，用土钻采用对角线取样法采集0-20cm土层土壤样品Ⅱ；

（2）测定步骤（1）中土壤样品Ⅰ和土壤样品Ⅱ中土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量，以及土壤含水量、容重、孔隙度和pH值，并进行比对。

本发明的有益效果在于：

（1）秸秆腐熟剂富含高效微生物菌，可以有效促进秸秆等有机废弃物快速腐解，使秸秆中所含的氮、磷、钾等元素释放出来，为植物生长提供营养物质，并产生大量有益微生物，增强植物抗逆性、改善作物品质，刺激作物生长、提高作物产量。因此，秸秆腐熟剂对农作物秸秆还田具有良好的辅助作用。有关秸秆腐熟剂的应用效果研究已有报道，且均表现出良好的增产效果，但由于大多数腐熟剂促进秸秆腐熟的时间普遍较长，且操作费时费力，因此，在河南省推广施用秸秆腐熟剂尚有一定难度。本试验旨在寻找能使玉米秸秆快速腐熟的优质腐熟剂，并且优化生产工具，在粉碎秸秆的同时用机器将之喷洒到粉碎后的秸秆上，并立即旋耕到土壤中进行腐熟。

（2）本发明的秸秆发酵菌剂选择优良菌种，科学配比，复合菌种功能互补，生长协同，环境互助，营造一个内部生态循环系统，保证菌种活性高，功效强；活性极强，发酵速度快，对环境要求不高；使用方便、简单，降低了成本；（直接喷洒，无需添加任何辅料）；解决了传统秸秆直接还田腐熟慢，土传病害严重（碳氮比失调、僵苗、死苗）等疑难问题，效果明显，改良土壤、增产效果显著。

（3）本发明的秸秆发酵菌剂中预先加入了菌种发酵所必须的而发酵物料中可能不具备或不能直接被菌种利用的营养物质，如钠盐、钾盐、发酵促进剂等，当产品使用过程中，菌种接触所发酵的物料时（这些物料一定会含有菌种生长繁殖所必须的C、N物质，这类物质也就是我们要发酵的物质，如有机质、糖类、淀粉、纤维素等），再加上产品中预先加入的其他必备营养物质，在适宜的温度、湿度和空气条件下，菌种就会快速的大量繁殖生长，这也就是发酵的过程。发酵结束后物料中的有机质、淀粉、糖类、纤维素等就会被转化成能直接被作物吸收利用的各类无机盐及植物生长素。

（4）发酵最关键的就是四点，营养物质、温度、水分、pH，其中合适的营养物质、水分、pH都很容易调节，一般的产品都能很容易做到，唯独温度是很难左右的，菌种发酵的最适温度是30-45度，这个初始发酵温度是很难达到的，通过发酵菌的生命活动慢慢提高温度是一般发酵菌的做法，但是这个适合堆积发酵，不适合田间直接发酵，田间直接发酵一般都在春秋两季，因为初始地温一般都太低，这个温度下菌种都处于休眠状态，生命活动几乎是停止的，所以就很难完成发酵过程，或者周期会非常长，本发明的产品中加入了由博川农业自主研制的一种发酵促进剂，也是一种新型菌种，它不具备发酵功能，但它可以在发酵初期产生大量的热量，以提供发酵菌发酵初期所需要的温度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾20%、高活性生物菌体10%、发酵促进剂1.5%、悬浮剂0.5%，余量为水。其中高活性生物菌体为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热菌、酵母菌、乳酸菌按质量比2:1:1: 2: 3:1混合而成。

实施例2

一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾25%、高活性生物菌体15%、发酵促进剂2%、悬浮剂1%，余量为水。其中高活性生物菌体为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热菌、酵母菌、乳酸菌按质量比1:1:1:1:1:1混合而成。

实施例3

一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾23%、高活性生物菌体13%、发酵促进剂1.5%、悬浮剂0.7%，余量为水。其中高活性生物菌体为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热菌、酵母菌、乳酸菌按质量比1.5:1:1:1.5:2:1混合而成。

应用例

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为生菜，发酵促进剂购自河南博川农业科技发展有限责任公司。

采用实施例1制备的发酵菌剂。

试验地概况

试验于2017年7月29日-2017年10月12日在河南省中牟县韩寺乡大李庄村（北纬34度41'7"，东经114度3'2"）进行。试验地前茬作物为玉米，供试土壤为潮土中的小两合土，土壤基本理化性质见表1中的对照组。

试验设计

试验设3个处理，重复3次，随机排列，小区面积为 200 m²。处理1：未进行秸秆还田的对照；处理2：秸秆粉碎后还田但不喷腐熟剂；处理3 ：秸秆粉碎后还田喷洒腐熟剂。试验于2017年7月29日进行。

测定项目及方法

播种前和收获后，用土钻采用对角线取样法采集0-20cm土层土壤，采用常规分析法测定土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，同时测定土壤含水量、容重、孔隙度和pH值。并于8月11日到田间观察腐熟剂的腐熟情况，并采用秸秆抗拉强度法定量测定秸秆腐解度（山度SH-500型推拉力计），8月25日栽生菜，9月15日观察生菜长势，10月6日收获生菜时测产。所有试验区的生菜在种植过程中均未施用任何肥料。

结果与分析

2.1不同秸秆腐熟剂对土壤理化性质的影响

由表１可以看出，与对照（秸秆未还田）相比，秸秆还田可以明显提高土壤含水量和孔隙度，降低土壤容重和pＨ。处理3和处理2相比，施用秸秆腐熟剂的土壤含水量和孔隙度有所增加，但土壤容重和pＨ有所下降，说明施用腐熟剂在一定程度上降低了土壤容重，提高了土壤疏松程度，改善了土壤结构，提升的土壤的物理性质。

秸秆还田可以大幅度提升土壤养分含量。土壤碱解氮、速效磷和速效钾各种养分含量均有所增加，特别是喷洒腐熟剂的处理3提升养分的效果最为明显。处理2的碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别比对照高出1.51 mg/kg、5.43 mg/kg和37.36 mg/kg，提升幅度依次分别为：6.61%、36.84%和50.60%；处理3的碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别比对照高出6.39 mg/kg、7.84mg/kg和62.47 mg/kg，提升幅度依次分别为：27.93%、53.19%和84.62%，效果极其显著。和未进行腐熟剂喷洒的处理2相比，处理3碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别增加4.88 mg/kg、2.41mg/kg和25.11 mg/kg，提升幅度依次分别为：20.00%、11.95%和22.59%，表明秸秆腐熟剂显著促进了秸秆中养分的释放，在不同程度上增加了土壤养分含量，提升了土壤肥力。对于有机质而言，未秸秆还田的对照为1.34%，秸秆还田但未进行腐熟剂喷施的处理2有机质含量为1.43%，明显比对照有所提升，秸秆还田同时进行腐熟剂喷施的处理3的有机质含量为1.49%，可以发现，处理3的有机质含量大于处理2，且都大于对照。说明秸秆还田可以有效提高有机质含量，且添加秸秆腐熟剂提升有机质的效果更快更好。

2.2 不同秸秆腐熟剂对玉米秸秆腐熟程度的影响

8月11日到田间观察时用铁锹翻土发现，用秸秆腐熟剂的处理，翻土时的阻力小，秸秆颜色为黑色，用手易拉断，用铁锹拍打易断、碎，腐熟程度高，土壤颜色深；未用秸秆腐熟剂的铁锹插入土中时，阻力较大，秸秆颜色较浅、黄、白色较多，秸秆纤维不易拉断，腐熟程度较低。

通过室内秸秆抗拉强度法定量测定秸秆腐解度，结果见表2 。明显可以发现施用秸秆腐熟剂处理的玉米秸秆剪切拉力明显变小很多，易断，颜色深，手感软。从取相同的土样晒出的秸秆量来看，未用腐熟剂处理的秸秆量是处理后的5倍左右，颜色较浅，腐熟程度低，不易断。

2.3不同秸秆腐熟剂对生菜生长和产量的影响

9月15日，施用腐熟剂的生菜栽上20天，未使用腐熟剂的地块裁上23天，田间观察，发现施用腐熟剂的生菜长势旺盛，叶片平均开张度位20厘米，大小均匀，整齐，颜色浓绿，病害少，根系发达。未使用腐熟剂的生菜长势较弱，叶片平均开张度为14厘米，颜色发黄，大小不一。

10月6日收获时进行测产。施用腐熟剂的3平方内生菜的产量分别为：9.9千克、9.15千克、9 .45千克，平均9. 5千克，平均单株重339.3克；未使用腐熟剂的3平方内生菜的产量分别为：5.8千克、5 .95千克、6.75千克，平均6 .16千克，平均单株重220克，单株相差119.3克，使用的平均亩产6333.65千克，未使用的平均亩产4106.87千克，平均增产35. 1%，并可提前上市10天左右，显著增加农民收入。

结论

本研究表明，在秸秆还田的前提下，施用秸秆发酵菌剂能够加快秸秆的腐熟，改善土壤理化性状，提高土壤含水量和孔隙度，降低土壤容重和pＨ，提高土壤有机质，这与前人的研究结果相一致。本试验中，未施用任何化肥情况下，施用秸秆发酵菌剂使生菜平均每亩增产2000多千克的情况下，土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别比不使用秸秆发酵菌剂的增加4.88 mg/kg、2.41mg/kg和25.11 mg/kg，提升幅度依次分别为：20.00%、11.95%和22.59%。表明施用秸秆发酵菌剂加快了秸秆的腐熟和土壤养分的释放。另外，秸秆还田可以有效提高有机质含量，且添加秸秆腐熟剂提升有机质的效果更快更好。

使用秸秆发酵菌剂后，玉米秸秆的腐熟程度明显提高，抗拉力明显降低，颜色深，并明显改善生菜的长势、叶色和显著提高生菜的产量。

总之，施用秸秆发酵菌剂可以明显提升地力和生产产量，并大大降低化肥用量和减少了废弃物污染、浪费，变废为宝，提高了农业综合生产能力，并且使用方便、腐熟速度快，具有很好的推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，其特征在于，所述发酵菌剂的原料的含量为：黄腐酸钾20%-25%、高活性生物菌体10%-15%、发酵促进剂1%-2%、悬浮剂0.5%-1%，余量为水。

2.如权利要求1所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂，其特征在于：所述高活性生物菌体为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热菌、酵母菌、乳酸菌按质量比（1-2）:1:1:（1-2）:（1-3）:1混合而成。

3.如权利要求1所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将秸秆进行粉碎，粉碎后喷洒浓度为1:15-20秸秆发酵菌剂的稀释液，然后采用旋耕机将秸秆翻耕入土中。

4.如权利要求3所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂的使用方法，其特征在于：所述发酵菌剂的稀释液按每升水中添加10-20mL发酵菌剂。

5.如权利要求3或4所述的促进秸秆快速腐熟的发酵菌剂的检测方法，其特征在于，步骤为：

（1）在喷洒秸秆发酵菌剂之前，用土钻采用对角线取样法采集0-20cm土层土壤样品Ⅰ，在喷洒秸秆发酵菌剂之后，用土钻采用对角线取样法采集0-20cm土层土壤样品Ⅱ；

（2）测定步骤（1）中土壤样品Ⅰ和土壤样品Ⅱ中土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量，以及土壤含水量、容重、孔隙度和pH值，并进行比对。