CN112195136B - 一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下成分组成：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌和产朊假丝酵母。本发明的微生物菌剂在传统的低温堆肥快速起温菌剂的常用菌剂基础上加入了化能自养菌、嗜冷杆菌和醋微球菌，可以显著提升农家肥的快速起温时间。其中，化能自养菌对堆肥过程减少二氧化碳排放及氨挥发控制具有十分重要的作用；嗜冷杆菌能在降解某些特定难降解有机物方面具有较大优势，并且对不良环境有较强抗性；而加入醋微球菌可以起到协同效果，显著加快腐熟的速度；本发明中还加入少量的产朊假丝酵母，由于产朊假丝酵母发酵密度高，可以进一步加快无氧条件下的升温速度。

Description

一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂
技术领域
本发明涉及微生物菌剂技术领域，尤其涉及一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速发展和人类不断追求经济利益最大化的结果，造成畜牧业越来越规模化发展，因此，畜禽粪便的产量大大的增加。由于畜禽粪便富含氮、磷、钾等养分，大量病原菌和寄生虫，以及锌、铜等重金属，未经处理或处理不当就会对水体、空气和土壤等造成严重的污染，会引发越来越严重的环境问题，且会对人们的生存和健康产生巨大的影响。因此，对于畜禽粪便处理方式、方法的选择是关键点。
微生物堆肥发酵法是一种常用的低投入、高效益畜禽粪便无害化处理方法。传统的堆肥法主要是靠物料中的土著微生物对有机物进行分解，参与的微生物类群主要有细菌、放线菌和真菌。由于所含土著微生物的种类和数量有限，以及发酵工艺条件的限制，存在着发酵周期长，发酵产品的肥效低等一系列问题，从而限制了其大规模的应用。就此问题，目前大部分采用向物料中接种外源微生物菌剂的方法以提高发酵效率。堆肥对温度的要求非常严格，而且大部分需要较高的温度，外界环境温度对堆体内部温度影响较大，特别是在冬季堆肥的时候，由于外界环境温度过低，甚至使得堆体无法起温而停止堆肥的运行。因此，在低温环境下，如何缩短起温时间、快速腐熟是现代堆肥生产急待解决的问题。所以，越来越多的研究人员致力于研究如何在低温环境下对粪便废弃物进行有效堆肥并保证堆肥产品的品质。刘阳、张磊、魏自民、张翠绵等多位研究人员通过低温发酵菌剂在低温下的堆肥发酵实验均证明了低温发酵菌剂能够提高堆肥起温，提高堆肥低温起爆效率，有效缩短堆肥发酵周期。刘阳进行冬季牛粪堆肥试验时发现添加低温发酵菌剂能使堆温迅速升高，可培养微生物数量迅速增多，细菌种群相似性较低，细菌的种类发生明显的更迭现象。谢宇新的研究结果表明，在-20℃的外界环境温度下添加低温复合发酵剂后堆肥物料迅速升温，低温菌对低温下堆肥发酵的作用显著。为了进一步提升农家肥的堆肥物料快速低温效率，本发明提供了一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂。
本发明的技术方案如下：
一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下成分组成：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌和产朊假丝酵母。
优选的，所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌15-30份、解淀粉芽孢杆菌8-18份、化能自养菌5-15份、嗜冷杆菌3-10份、嗜冷杆菌3-10份、醋微球菌2-8份和产朊假丝酵母5-15份。
进一步优选的，所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌18-25份、解淀粉芽孢杆菌10-15份、化能自养菌8-12份、嗜冷杆菌5-8份和醋微球菌3-5份和产朊假丝酵母6-10份。
进一步优选的，所述的嗜冷杆菌为海水嗜冷杆菌X3-1403。
优选的，所述的微生物菌剂中，各种菌株的含量均不低于1×107cfu/g。
优选的，所述的微生物菌剂中，所述的产朊假丝酵母的比活力不低于5U/mg。
所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
a、菌株培养：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌分别接种到各自的培养基中进行培养；
b、微生物菌剂的制备：将步骤a培养的每种菌株分别用斜面接种到装有200ml种子培养基的500ml药瓶中使用液体培养基单独培养，得到菌株的菌液，再将不同菌株的菌液按比例混合，制成1L种子液，然后将种子液全部接入装有200L发酵培养基的500L种子罐中进行第一次发酵培养，一段时间后接种装有3吨发酵培养基的5吨种子罐中进行第二次发酵培养，得到复合微生物菌液；
c、成品制作：将5吨种子罐种培养的复合微生物菌液经检测活菌数合格后，用微生物菌剂喷雾喷粉干燥塔进行干燥喷粉，然后加入产朊假丝酵母，搅拌均匀，即可。
本发明的有益之处在于：本发明的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下成分组成：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌和产朊假丝酵母。本发明的微生物菌剂在传统的低温堆肥快速起温菌剂的常用菌剂基础上加入了化能自养菌、嗜冷杆菌和醋微球菌，可以显著提升农家肥的快速起温时间。其中，化能自养菌对堆肥过程减少二氧化碳排放及氨挥发控制具有十分重要的作用；嗜冷杆菌主要分布于常冷的环境如冰川、深海和土壤等低温环境中，它能通过特殊的生理机制适应环境温度的变化；在降解某些特定难降解有机物方面具有较大优势，并且对不良环境有较强抗性；而加入醋微球菌可以起到协同效果，显著加快腐熟的速度；本发明中还加入少量的产朊假丝酵母，由于产朊假丝酵母发酵密度高，可以进一步加快无氧条件下的升温速度。
具体实施方式
实施例1
一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌22份、解淀粉芽孢杆菌12份、化能自养菌10份、嗜冷杆菌6份和醋微球菌4份和产朊假丝酵母8份。
所述的嗜冷杆菌为海水嗜冷杆菌X3-1403。
所述的微生物菌剂中，各种菌株的含量均为1×108cfu/g。
所述的微生物菌剂中，所述的产朊假丝酵母的比活力均为5.2U/mg。
所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
a、菌株培养：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌分别接种到各自的培养基中进行培养；
b、微生物菌剂的制备：将步骤a培养的每种菌株分别用斜面接种到装有200ml种子培养基的500ml药瓶中使用液体培养基单独培养，得到菌株的菌液，再将不同菌株的菌液按比例混合，制成1L种子液，然后将种子液全部接入装有200L发酵培养基的500L种子罐中进行第一次发酵培养，一段时间后接种装有3吨发酵培养基的5吨种子罐中进行第二次发酵培养，得到复合微生物菌液；
c、成品制作：将5吨种子罐种培养的复合微生物菌液经检测活菌数合格后，用微生物菌剂喷雾喷粉干燥塔进行干燥喷粉，然后加入产朊假丝酵母，搅拌均匀，即可。
实施例2
一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌25份、解淀粉芽孢杆菌10份、化能自养菌12份、嗜冷杆菌5份和醋微球菌5份和产朊假丝酵母6份。
所述的嗜冷杆菌为海水嗜冷杆菌X3-1403。
所述的微生物菌剂中，各种菌株的含量均为2×108cfu/g。
所述的微生物菌剂中，所述的产朊假丝酵母的比活力均为5.0U/mg。
所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
a、菌株培养：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌分别接种到各自的培养基中进行培养；
b、微生物菌剂的制备：将步骤a培养的每种菌株分别用斜面接种到装有200ml种子培养基的500ml药瓶中使用液体培养基单独培养，得到菌株的菌液，再将不同菌株的菌液按比例混合，制成1L种子液，然后将种子液全部接入装有200L发酵培养基的500L种子罐中进行第一次发酵培养，一段时间后接种装有3吨发酵培养基的5吨种子罐中进行第二次发酵培养，得到复合微生物菌液；
c、成品制作：将5吨种子罐种培养的复合微生物菌液经检测活菌数合格后，用微生物菌剂喷雾喷粉干燥塔进行干燥喷粉，然后加入产朊假丝酵母，搅拌均匀，即可。
实施例3
一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌18份、解淀粉芽孢杆菌15份、化能自养菌8份、嗜冷杆菌8份和醋微球菌3份和产朊假丝酵母10份。
所述的嗜冷杆菌为海水嗜冷杆菌X3-1403。
所述的微生物菌剂中，各种菌株的含量均为3×107cfu/g。
所述的微生物菌剂中，所述的产朊假丝酵母的比活力均为5.4U/mg。
所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
a、菌株培养：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌分别接种到各自的培养基中进行培养；
b、微生物菌剂的制备：将步骤a培养的每种菌株分别用斜面接种到装有200ml种子培养基的500ml药瓶中使用液体培养基单独培养，得到菌株的菌液，再将不同菌株的菌液按比例混合，制成1L种子液，然后将种子液全部接入装有200L发酵培养基的500L种子罐中进行第一次发酵培养，一段时间后接种装有3吨发酵培养基的5吨种子罐中进行第二次发酵培养，得到复合微生物菌液；
c、成品制作：将5吨种子罐种培养的复合微生物菌液经检测活菌数合格后，用微生物菌剂喷雾喷粉干燥塔进行干燥喷粉，然后加入产朊假丝酵母，搅拌均匀，即可。
对比例1
将微生物菌剂中的醋微球菌去除，其余配比和制备方法不变。
对比例2
将微生物菌剂中的海水嗜冷杆菌X3-1403替换为市购海水嗜冷杆菌DSM16329，其余配比和制备方法不变。
对比例3
将微生物菌剂中的产朊假丝酵母去除，其余配比和制备方法不变。
对比例4
将微生物菌剂中的醋微球菌和产朊假丝酵母同时去除，并将微生物菌剂中的海水嗜冷杆菌X3-1403替换为市购海水嗜冷杆菌DSM16329；其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3和对比例1-4的微生物菌剂进行升温效果测试，具体测试方法如下：将鸡鸭牛羊粪按照5：3：1：1的比例混合均匀后装入1000.0mL打孔的塑料瓶中，按照3％的接种量加入待测试的实施例1-3和对比例1-4的微生物菌剂，在-25℃(零下25℃)的恒温培养箱中培养，每6小时测定一次温度。空白组不加菌剂。做3个平行，取温度的平均值。
表1：实施例1-3和对比例1-4的微生物菌剂升温效果测试结果；
0h 6h 12h 18h 24h 30h 36h
实施例1 -21.7 -3.6 11.2 25.5 38.7 50.8 62.5
实施例2 -21.7 -3.3 11.5 25.9 39.2 50.9 62.7
实施例3 -21.7 -3.8 11.0 25.2 38.3 50.2 62.1
对比例1 -21.7 -9.4 -0.3 8.5 15.2 21.4 25.3
对比例2 -21.7 -10.6 -2.4 5.4 12.5 18.4 23.2
对比例3 -21.7 -7.6 3.1 12.3 22.4 30.1 37.3
对比例4 -21.7 -12.2 -5.9 0.2 6.2 11.6 15.5
空白组 -21.7 -21.9 -22.0 -22.1 -22.1 -22.2 -22.2
由以上测试数据可以知道，即使在低于-20℃的低温下，本发明的微生物菌剂可以在24h内快速将农家肥提升至35℃以上，36h即可提升至60℃以上，具有显著的在低温下使堆肥快速起温的效果。
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 (4)

1.一种在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，其特征在于，由以下重量份比例的成分组成：枯草芽孢杆菌18-25份、解淀粉芽孢杆菌10-15份、化能自养菌8-12份、嗜冷杆菌5-8份、醋微球菌3-5份和产朊假丝酵母6-10份；
所述的嗜冷杆菌为海水嗜冷杆菌X3-1403；
所述堆肥为鸡鸭牛羊粪堆肥。
2.如权利要求1所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，其特征在于，所述的微生物菌剂中，各种菌株的含量均不低于1×107cfu/g。
3.如权利要求2所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，其特征在于，所述的微生物菌剂中，所述的产朊假丝酵母的比活力不低于5U/mg。
4.如权利要求3所述的在低温下使堆肥快速起温的微生物菌剂，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：
a、菌株培养：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、化能自养菌、嗜冷杆菌、醋微球菌分别接种到各自的培养基中进行培养；
b、微生物菌剂的制备：将步骤a培养的每种菌株分别用斜面接种到装有200ml种子培养基的500ml药瓶中使用液体培养基单独培养，得到菌株的菌液，再将不同菌株的菌液按比例混合，制成1L种子液，然后将种子液全部接入装有200L发酵培养基的500L种子罐中进行第一次发酵培养，一段时间后接种装有3吨发酵培养基的5吨种子罐中进行第二次发酵培养，得到复合微生物菌液；
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