CN112458000A - 一种秸秆还田的复合微生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种秸秆还田的复合微生物菌剂及其制备方法和应用，所述复合微生物菌剂包括真菌和细菌；所述细菌包括乳酸菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌。本发明的复合微生物菌剂可以在约15天的时间内快速腐熟秸秆，同时提高土壤的营养物质，增加全氮、有效磷、有机质和速效钾的含量，利于作物生长，抑制有害菌的繁殖，减少有害有机酸的积累。

Description

一种秸秆还田的复合微生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及一种秸秆还田的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
农作物秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生资源，但目前仅有部分秸秆再利用，大部分都用作燃料焚烧掉了，不仅浪费了资源，还严重污染空气，合理的秸秆还田能增加土壤有机质，改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，容量减轻，促进微生物活力和作物根系的发育，秸秆还田增肥增产作用显著，但若方法不当，也会导致土壤病菌增加，作物病害加重及缺苗、僵苗等不良现象，因此采取合理的秸秆还田措施，才能起到良好的还田效果。但是秸秆碳氮比值较高，短期分解过程中与土壤微生物争夺氮素会影响土壤氮素和肥料氮素的作物有效性，并进一步影响作物的前期生长。作物秸秆中含有大量不易分解的纤维素、半纤维素和木质素，自然状态下难以被微生物分解。从主要有机物质成分来看：秸秆残体主要含有碳水化合物、纤维素、半纤维素、木质素、脂类、含氮化合物、丹宁物质以及灰分物质。纤维素、半纤维素是秸秆残体含量最多的物质。纤维素化学成分复杂，只有在浓酸碱下才能转化为葡萄糖。半纤维素较不稳定，在稀酸碱溶液中，通常会分解。木质素是结构复杂的一类高分子化合物，比纤维素含有较多的碳和较少的氧，木质素的特点是有甲氧基存在，其含量占木质素的5-22％，而羟基、甲氧基、氢原子等联结于苯环的碳原子上，可结合成链，链的长度无限，木质素最难分解。为了有效分解秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素，常施加适量的能够有效分解上述成分的分解菌剂，这些菌剂加速了秸秆的分解速度，使有机碳较快的输入到土壤生态系统中。但是不同菌剂之间分解速度、分解效率相差甚远，实际生产中虽然也有一些秸秆分解菌剂的产品，但效果差强人意，秸秆腐解过程中有害有机酸积累，且秸秆还田周期长，不利于快速应用。
CN107815419A公开了一种提高秸秆还田后营养元素利用率的方法，包括：收获后留作物秸秆进行秸秆还田；撒施化肥和秸秆腐熟复合菌剂后深耕，秸秆腐熟复合菌剂包含里氏木霉、米曲霉、木霉、白腐菌、枯草芽孢杆菌、食纤维梭菌、生孢食纤维菌、链霉菌、醋酸杆菌和光合菌。该方法采用部分秸秆还田，促进后茬作物种子的萌发和幼苗的生长，增加作物化感作用中有利因素；采用秸秆还田后化肥和秸秆腐熟复合菌剂的联用，提高土壤中碱解氮、速效磷和速效钾的含量；在保证产量同时减少化肥使用，避免过量施肥导致土壤养分饱和，多余养分流失，水体污染等问题，但该发明公开的秸秆部分还田的方法无法做到秸秆全量还田，且无法解决秸秆还田引起的病虫害等问题。
CN105238714A公开了一种秸秆还田复合菌剂，其构成为：芽孢杆菌Bacillussp.CZ5：1.0×109cfu/g～8.0×109cfu/g；节杆菌Arthrobacter sp.WH16：1.0×108cfu/g～6.0×109cfu/g；链霉菌Streptomyces sp.WH36：1.0×109cfu/g～2.0×1010cfu/g；小单孢菌Micromonospora sp.WH13 1.0×107cfu/g～5.0×108cfu/g。该发明利用多种秸秆降解菌/生防菌的协同作用，达到快速分解秸秆、抑制土壤病原菌，达到增加作物产量的目的。该发明所述微生物复合菌剂及利用其处理的秸秆减少了病虫害的危害，但是未能充分发挥秸秆腐熟肥料化的作用，区别与本发明集中发酵利用高温及有益微生物菌群的优势菌群作用，杀灭病原菌及虫卵、草籽等，同时增加多种微量元素，及微生物生长促进剂，有利于土壤根际微生物的生长和繁殖，促进增产增收。
因此，提供一种快速处理秸秆、提高土壤营养促进作物生长的复合微生物菌剂及方法具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供一种秸秆还田的复合微生物菌剂及其制备方法和应用，在约15天的时间内快速腐熟秸秆，同时提高土壤的营养物质，增加全氮、有效磷、有机质和速效钾的含量，利于作物生长，抑制有害菌的繁殖，减少有害有机酸的积累。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种秸秆还田的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂包括真菌和细菌；
所述细菌包括乳酸菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌。
乳酸菌可以利用秸秆中的碳源，通过厌氧发酵产生乳酸，在发酵初期可以抑制其他有害菌的繁殖，同时促进复合微生物菌剂中的其他菌种发酵。
鞘氨醇单胞菌：木质素是自然界最丰富的芳香化合物，秸秆中木质素的含量约占20％-30％。但是由于木质素是一种非常稳定的化合物，自然条件下难以降解。而由于秸秆纤维素和木质素的空间结构的影响，秸秆的降解速度随木质素的降解程度加深而加快。因此，快速降解木质素是加快秸秆腐解过程的关键，由于鞘氨醇单胞菌对芳香化合物有极为广泛的代谢能力，是秸秆发酵前期主要的功能菌之一。
巴氏醋杆菌，好氧菌。利用秸秆发酵前期菌种产生的代谢产物，可以进一步氧化分解。如利用戊糖乳杆菌异型发酵产生的小分子糖醇，氧化成乙酸等。在pH3.5也能很好地生长，适合发酵后期pH下降后继续发酵，是秸秆发酵中后期主要的功能菌之一。
本发明中，通过真菌和细菌的协同作用，显著提高复合微生物菌剂腐解秸秆的效率，缩短处理周期，使秸秆快速转变为营养丰富的有机物料，提高氮、磷、钾的含量，改善土壤肥力，促进作物生长。发明人经过长期实践发现，细菌组合中包括乳酸菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌可以有效在整个发酵时期加速秸秆腐解，且所述菌种之间协同增效，无生长抑制等现象。
优选地，所述复合微生物菌剂中的每种菌的有效活菌数为1×109-2×1010cfu/g，例如可以是1×109cfu/g、2×109cfu/g、3×109cfu/g、4×109cfu/g、5×109cfu/g、6×109cfu/g、7×109cfu/g、8×109cfu/g、9×109cfu/g、1×1010cfu/g、1.1×1010cfu/g、1.2×1010cfu/g、1.3×1010cfu/g、1.4×1010cfu/g、1.5×1010cfu/g、1.6×1010cfu/g、1.7×1010cfu/g、1.8×1010cfu/g、1.9×1010cfu/g或2×1010cfu/g。
本发明中，复合微生物菌剂中的每种细菌或真菌的有效菌落数均在1×109-2×1010cfu/g范围内，以满足快速腐解秸秆的需求。
优选地，所述乳酸菌包括乳酸乳球菌和/或戊糖乳杆菌，优选为戊糖乳杆。
戊糖乳杆菌，能利用木质纤维素水解液发酵产乳酸，兼性厌氧。最适生长温度为30～40℃，但是15℃也可生长，是典型的中低温菌。可以分解阿拉伯糖、纤维二糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、核糖、山梨糖、蔗糖、海藻糖、木糖和棉子糖等多种碳源，促进秸秆前期发酵。
优选地，所述真菌包括酵母菌、无根根霉菌和球毛壳。
无根根霉菌：可产生淀粉酶、脂肪酶等生物酶，代谢产物包括延胡索酸等其他有机酸，还包括某些芳香化合物，其代谢产物可供发酵前期功能菌群利用。
球毛壳：常见的降解纤维素菌株，具有较强的产纤维素酶能力，能够高效分解和利用纤维素。同时，能产生球毛壳菌素，可以作为一种植物病害广谱生物防治真菌。
现有技术中通常利用酿酒酵母作为复合微生物菌剂中的组成成分，起到一定的促生作用，但本发明组合使用酵母菌、无根根霉菌和球毛壳，利用所述真菌协同供能，为整个发酵周期提供能量。
优选地，所述酵母菌包括东方伊萨酵母、毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、葡萄有孢汉逊酵母、异常维克汉姆酵母或马克思克鲁维酵母中的任意一种或至少两种的组合，优选为毕赤酵母和仙人掌有孢汉逊酵母的组合。
毕赤酵母和仙人掌有孢汉逊酵母能更好地利用发酵辅料中添加的蔗糖、糖蜜等直接碳源快速增殖，使得堆体温度快速升高，产生乙醇等小分子代谢物，供前期功能细菌利用，提升整体发酵微生物的活性。
优选地，所述细菌还包括气单胞菌、约氏不动杆菌、芽孢杆菌、粪肠球菌、食窦魏斯氏菌、假单胞菌或固氮菌中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，复合微生物菌剂的细菌还可添加气单胞菌、约氏不动杆菌、芽孢杆菌、粪肠球菌、食窦魏斯氏菌、假单胞菌和固氮菌中的至少一种，可以促进复合微生物菌剂的腐解作用，利于秸秆还田。
优选地，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌或苏云金芽孢杆菌中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中复合微生物菌剂通过添加芽孢杆菌进一步提升发酵效果，芽孢杆菌代谢产物具有一定抑菌作用，可以加强对有害菌繁殖的抑制，保证复合微生物菌剂整个发酵周期中的代谢与生长。
优选地，所述固氮菌包括圆褐固氮菌。
圆褐固氮菌是一种自生固氮菌，具有较强固氮能力，同时分泌生长素，促进作物的生长，可以提高农作物的产量。
优选地，所述真菌还包括木霉菌、曲霉菌、草酸青霉、黄孢原毛平革菌或细黄链霉菌中的任意一种或至少两种的组合。
木霉菌、曲霉菌、草酸青霉、黄孢原毛平革菌或细黄链霉菌的添加可以提高作物的抗逆性，促进生长，提高产量，同时抑制有害菌的繁殖，起到生物防治作用。
优选地，所述木霉菌包括长枝木霉和/或绿色木霉。
优选地，所述曲霉菌包括黑曲霉和/或米曲霉。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将真菌和细菌进行单一菌种扩繁；
(2)将步骤(1)所得真菌和细菌进行复配，加入微生物激活剂，得液体复合微生物菌剂；
任选地，将液体复合微生物菌剂与载体混合，制成固体粉剂，得固体复合微生物菌剂。
本发明集中发酵利用高温及有益微生物菌群的优势菌群作用，杀灭病原菌及虫卵、草籽等，同时增加多种微量元素，及微生物生长促进剂，有利于土壤根际微生物的生长和繁殖，促进增产增收。
本发明中，先将真菌和细菌的每个菌种都进行扩繁培养，培养相同时间后进行细菌和真菌的复配，加入微生物激活剂即得复合微生物菌剂，得到的液态菌剂可以直接施用在秸秆层上，也可以将液态菌剂添加稻糠等载体后制成固体粉剂。
优选地，步骤(1)所述真菌包括毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母无根根霉菌和球毛壳。
优选地，所述毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母无根根霉菌和球毛壳的接种体积比为(1-6):(1-6):(1-2):(1-5)，例如可以是1:1:1:1、2:3:2:3、5:3:1:2、4:3:2:5、6:1:2:4、6:6:2:5、3:3:1:2或2:2:1:1等，优选为(2-3):(2-3):1:(1-2)。
本发明中，将真菌的组成菌分别进行单一扩繁培养，按照各个菌的最适培养条件进行培养，本领域技术人员应当掌握不同菌种的扩繁方法，本发明不做限定。培养相同时间的真菌，按照毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母无根根霉菌和球毛壳体积比为(1-6):(1-6):(1-2):(1-5)进行复配接种，得到真菌的复合液。
优选地，步骤(1)所述细菌包括戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌。
优选地，所述戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌的接种体积比为(1-9):(1-3):(1-5)，例如可以是1:1:1、3:2:5、6:2:3、9:3:5、8:2:3、7:2:2、5:1:3、5:2:4或3:1:2等，优选为(5-6):(1-2):(3-4)。
本发明中，将细菌的组成菌分别进行单一扩繁培养，按照各个菌的最适培养条件进行培养，本领域技术人员应当掌握不同菌种的扩繁方法，本发明不做限定。培养相同时间的细菌，按照戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌的积比为(1-9):(1-3):(1-5)进行复配接种，得到细菌的复合液。
本发明中，分别限定复配过程中真菌和细菌的复配比例，使不同菌种间协同生长，避免不同细菌、不同真菌之间的明显竞争抑制以及真菌和细菌之间的生长抑制。按照本发明所述比例接种得到的混合菌液，可以得到有效菌落数均在1×109-2×1010cfu/g范围内的复合微生物菌剂。
优选地，步骤(2)所述真菌和细菌复配的体积比为(0.5-2):1，例如可以是0.5:1、1:1、1.5:1或2:1等。
本发明中，将细菌和真菌的复合液按照体积比为(0.5-2):1进行复配，得到复合微生物菌剂的初始混合液，加入微生物激活剂得复合微生物菌剂，此时复合微生物菌剂为液体混合物，可以直接施用于秸秆，也可以将液体混合物制备成固体粉剂，便于贮存。
本发明中，通过分别组合配比细菌和真菌的种类和比例，以及真菌和细菌的比例，增强复合微生物菌剂的腐解效率，能够在约15天的时间内快速腐解秸秆，增加土壤肥力，并抑制病原菌的繁殖，减少有害有机酸的积累，利于作物的生长。
优选地，步骤(2)所述微生物激活剂包括如下组分：蔗糖、糖蜜、大量元素、叶酸、硫辛酸、生物素、泛酸、维生素A和维生素C。
优选地，所述大量元素包括氮、磷、钾、铁、锰、锌、铜、硼、钼和镁；
优选地，所述氮包括硝态氮、铵态氮和脲态氮。
优选地，所述大量元素按质量分数包括硝态氮3.4％、铵态氮1.4％、脲态氮15.2％、水溶性磷20％、可溶性钾20％、EDTA-铁0.1％、EDTA-锰0.05％、EDTA-锌0.05％、EDTA-铜0.05％、硼0.05％、钼0.0005％和镁0.46％。
本发明综合考虑秸秆的碳氮比以及各种营养元素的大致比例，以及复合微生物菌剂中各个菌种的特性，对微生物激活剂的组分和含量进行调配，进一步促进菌剂对秸秆的腐解效率，经过本发明的复合微生物菌剂腐解还田的秸秆肥力优良，碳氮比适中，有利于作物生长，无需深耕，采用机械旋耕深翻即可。
优选地，步骤(2)所述载体包括麦麸和/或稻糠。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的复合微生物菌剂用于快速秸秆还田的应用。
采用本发明的复合微生物菌剂可以快速腐解秸秆，在约15天的时间内即可完成秸秆还田，显著缩短堆肥发酵周期，需要说明的是，本领域技术人员应当掌握根据季节以及天气变化选择性地对发酵堆进行塑料薄膜覆盖处理。
优选地，所述秸秆包括水稻秸秆、大豆秸秆或玉米秸秆中的任意一种或至少两种的组合。
第四方面，本发明提供一种快速秸秆还田的方法，使用如第一方面所述的复合微生物菌剂，包括如下步骤：
采用层层垛叠的堆肥发酵模式，基层是秸秆，然后按照秸秆层-复合微生物菌剂层-氮调节层-复合微生物菌剂层的顺序进行循环放置，直到堆肥高度1m以上。
本发明中，采用层层垛叠的方式促进复合微生物菌剂作用，各个菌种协同作用，前期功能菌快速分解代谢秸秆中的有效成分，为中后期功能菌提供小分子代谢底物，同时快速提高堆体温度，促进整个发酵进程，其中秸秆层平铺后单层厚度为5-20cm均可，或根据堆肥场地进行调整，本发明不做特殊限定。
优选地，所述方法包括预处理步骤：将秸秆粉碎。
优选地，所述堆肥的长度不小于3m，例如可以是1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2m、2.1m、2.2m、2.3m、2.4m、2.5m、2.6m、2.7m、2.8m、2.9m或3m。
优选地，所述氮调节层包括禽畜粪便、豆粕或尿素中的任一种或至少两种的组合。
优选地，所述禽畜粪便包括鸡粪和/或牛粪。
优选地，所述堆肥发酵的相对湿度为50-70％，例如可以是50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％，优选为55-60％。
优选地，所述秸秆还田方法包括如下步骤：
将秸秆粉碎，一层秸秆铺平物料，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％；铺平物料，一层禽畜粪便，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％；铺平物料，一层秸秆，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％，如此循环至堆肥高度1m以上，控制堆肥长度不小于3m，宽度不小于1.5m。
优选地，所述堆肥发酵的时间为13-17天，例如可以是13天、14天、15天、16天或17天，优选为13-15天。
第五方面，本发明提供一种如第四方面所述秸秆还田的方法制备得到的有机物料。
本发明中，通过所述秸秆还田方法可以得到具有丰富营养的有机物料，经过堆肥发酵后的秸秆可以增加土壤的肥力，促进作物生长，高效使秸秆还田，实现快速废物利用，提高经济效益。
第六方面，本发明提供一种如第五方面所述的有机物料在制备肥料中的应用。
本发明所得有机物料可以直接用于土壤种植，也可以作为生物肥料的主要成分，辅以氮、磷、钾、微量元素等制备有机肥料，增加土壤肥力。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的复合微生物菌剂通过真菌和细菌的协同作用，显著提高复合微生物菌剂腐解秸秆的效率，缩短处理周期至17天以内，使秸秆快速转变为营养丰富的有机物料，提高氮、磷、钾的含量，改善土壤肥力，促进作物生长；
(2)本发明根据不同真菌和细菌的特性，选择合适的接种比例，使复合菌液中各个菌能正常生长代谢，得到的复合微生物菌剂中有效活菌数均满足1×109-2×1010cfu/g，保证复合微生物菌剂的发酵效果；
(3)本发明的快速秸秆换还田方法通过有序层层垛叠发酵的方式，配合复合微生物菌剂的发酵作用，显著缩短秸秆还田的周期，从现有技术的3-6个月缩短至约15天，使农作物废弃物快速利用，提高经济效益。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
实施例1
一种复合微生物菌剂，其制备方法如下：
1、分别将戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌、鞘氨醇单胞菌、毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳进行单一菌种扩繁：
戊糖乳杆菌，采用MRS培养基，主要成分：蛋白胨10g，牛肉浸粉5g，酵母浸粉4g，葡萄糖20g，磷酸氢二钾2g，柠檬酸三铵2g，醋酸钠5g，硫酸镁0.2g，硫酸锰0.05g，吐温80 1g。3％接种，pH 6.5，150rpm，37℃，培养时间20h。
巴氏醋杆菌，采用醋酸菌发酵培养基，主要成分：葡萄糖20g，酵母膏5g，蛋白胨5g，磷酸三钠3g，柠檬酸钠1g，水1000ml。5％接种，pH 5，30℃，100rpm，培养时间48h。
鞘氨醇单胞菌，培养基主要成分：葡萄糖30g/L，蛋白胨3g/L，酵母膏2g/L，KH2PO41g/L，MgSO4 0.1g/L，pH 7。微量元素盐溶液组成为：MnCl2·4H2O 1.8g/L，FeS04·7H2O2.4g/L，H3BO3 0.283g/L，CuCl2 0.0027g/L，COCl2·6H2O 0.0074g/L。5％接种，pH 7，30℃，200rpm，培养时间72h。
毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母，YPD培养基，主要成分：酵母提取物3g，麦芽提取物3g，葡萄糖10g，蛋白栋5g，蒸馏水1000ml，pH 6.2±0.2。1％接种，30℃，200rpm，培养时间48h。
无根根霉菌、球毛壳，PDA培养基：马铃薯煮汁1000mL，磷酸二氢钾3g，硫酸镁1.5g，葡萄糖20g，维生素B1 10mg，pH自然。1％接种，30℃，200rpm，培养时间48h。
2、将扩繁后的戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌按照体积比5:1:3混合均匀，得细菌复合液，将扩繁后的毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳按照体积比3:2:1:2混合均匀，得真菌复合液；
3、将细菌复合液与真菌复合液按照2:1的体积比混合，按照15％接种于微生物激活剂中混合得液态复合微生物菌剂；
所述微生物激活剂包括40g 5-氨基乙酰丙酸、10kg蔗糖、30kg糖蜜、3L大量元素溶液、50g叶酸、45g硫辛酸、60g生物素、50g泛酸、40g维生素A和60g维生素C，余量为水，总量为1000L；其中大量元素溶液按质量分数包括硝态氮3.4％、铵态氮1.4％、脲态氮15.2％、水溶性磷20％、可溶性钾20％、EDTA-铁0.1％、EDTA-锰0.05％、EDTA-锌0.05％、EDTA-铜0.05％、硼0.05％、钼0.0005％和镁0.46％。
实施例2
将实施例1得到的液态复合微生物菌剂与稻糠混合，蒸发水分制成固体粉剂，得固体复合微生物菌剂。
实施例3
与实施例1相比，除了戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌的接种体积比为1:1:1之外，其他条件同实施例1。
实施例4
与实施例1相比，除了毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳的体积比1:1:1:1之外，其他条件同实施例1。
实施例5
与实施例1相比，除了将毕赤酵母替换为酿酒酵母外，其他条件同实施例1。
实施例6
1、分别将戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌、鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、圆褐固氮菌、毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌、球毛壳、长枝木霉菌、草酸青霉、细黄链霉菌和黄孢原毛平革菌进行单一菌种扩繁；
2、将扩繁后的戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌、鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌和圆褐固氮菌按照体积比5:1:3:1:1:1混合均匀，得细菌复合液，将扩繁后的毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌、球毛壳、长枝木霉菌、草酸青霉、细黄链霉菌和黄孢原毛平革菌按照体积比3:2:1:2:1:1:1:1混合均匀，得真菌复合液；
3、将细菌复合液与真菌复合液按照2:1的体积比混合，按照15％接种于微生物激活剂得液态复合微生物菌剂，所述微生物菌剂的组成配比同实施例1。
实施例7
与实施例1相比，除了戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌的体积比1:4:6之外，其他条件同实施例1。
经检测，对比例6所得复合微生物菌剂中戊糖乳杆菌和巴氏醋杆菌的有效菌活数均不足1×109cfu/g。
实施例8
与实施例1相比，除了毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳按的积比为1:1:3:6之外，其他条件同实施例1。
经检测，对比例7所得复合微生物菌剂中毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母和无根根霉菌的有效菌活数均不足1×109cfu/g。
对比例1
与实施例1相比，除了不添加细菌复合液之外，其他条件同实施例1。
对比例2
与实施例1相比，除了不添加真菌复合液之外，其他条件同实施例1。
对比例3
与实施例1相比，除了细菌混合液中不添加戊糖乳杆菌之外，其他条件同实施例1。
对比例4
与实施例1相比，除了细菌混合液中不添加巴氏醋杆菌之外，其他条件同实施例1。
对比例5
与实施例1相比，除了细菌混合液中不添加鞘氨醇单胞菌之外，其他条件同实施例1。
测试例1
分别采用实施例1-8和对比例1-5所得复合微生物菌剂进行秸秆还田，其中液体复合微生物菌剂还田的方法如下：
将秸秆粉碎至10cm-20cm长的片段，一层秸秆铺平物料，均匀地喷洒一层复合微生物菌剂，控制相对湿度60％左右；铺平物料，一层鸡粪，均匀地喷洒一层复合微生物菌剂，控制相对湿度60％左右；铺平物料，一层秸秆，均匀地喷洒一层复合微生物菌剂，控制相对湿度60％左右，如此循环至堆肥高度1.2m，控制堆肥长度不小于3m，宽度不小于1.5m；
终止堆肥的标准为：第一，堆体体积塌缩达到1/3左右；第二，秸秆呈现深棕褐色，粗硬秸秆全部软化水解，易粉碎；第三，无明显臭味(NH3等)；第四，堆温降到40℃以下。
分别记录不同发酵时间下每个发酵堆的堆肥中心温度变化，直至终止堆肥，同时记录终止堆肥的时间周期，结果见表1。
Figure BDA0002194537890000151
由表1可知，实施例1-7的微生物菌剂堆肥效果好，堆体温度升温快，持续时间长，进一步比较实施例1和实施例5可知，虽然同为酵母菌，但毕赤酵母更适于作为微生物菌剂，配合其他菌种进行堆肥，堆体温度上升快，发酵周期短；比较实施例1和实施例6可知，虽然菌种数量增加会提高堆体温度，但菌种繁多，需要调控多种培养条件，在堆肥升温效果和持续时间差别不大的前提下，经济效果最优的为实施例1的复合微生物菌剂；比较实施例1和实施例7-8可知，在本发明所述优选菌种比例范围内复合微生物菌剂的堆肥效果更佳；比较实施例1和对比例1-2可知，真菌和细菌协同作用，互相影响，共同促进堆体温度升高，缺少任何一类菌都会显著降低堆体温度，且持续时间变短；比较实施例1和对比例3-5可知，三种核心菌株戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌缺一不可，任何菌种的缺失均会显著降低堆体温度升高。本发明优选条件为最佳反应条件，表现为堆体升温快，温度身高随即消除臭味，高温持续时间长，能有效杀灭秸秆及其它物料中的病菌、虫卵、杂草种子。同时使发酵堆中的养分富集，腐殖质含量增高，有效释放秸秆中的钾、磷等植物生长必需元素。
测试例2
将经济效果最优的实施例1中秸秆还田后的土样与还田前的对照土样送测，委托北京市理化分析测试中心进行土壤综合性能的检测，其中主要指标包括全氮、全磷、有效磷、有机质、阳离子交换量、全钾、速效钾等。所述秸秆还田的土样为每亩地使用750kg秸秆及相应辅料后的土壤。检测结果见表2.
表2
Figure BDA0002194537890000161
有表2可知，秸秆还田后土壤全氮、全磷有效增加。有效磷和速效钾增加效果明显。有机质及阳离子交换量得到显著提升。土壤团粒结构明显改善，保水性增加，土壤肥力明显增强。
应用例
采用复合微生物菌剂进行秸秆还田耕作：
1、分别将戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌、鞘氨醇单胞菌、毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳进行单一菌种扩繁；
2、将扩繁后的戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌按照体积比5:1:3混合均匀，得细菌复合液，将扩繁后的毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳按照体积比3:2:1:2混合均匀，得真菌复合液；
3、将细菌复合液与真菌复合液按照2:1的体积比混合，按照20％接种于微生物激活剂中得液态复合微生物菌剂；
4、按照秸秆重量喷施菌液，机械或人工作业，将菌液均匀喷洒于秸秆表面即可；
5、按照每吨秸秆施加5Kg尿素的比例调节碳氮比，控制发酵相对湿度在50-60％之间；
6、秋收后，将复合微生物菌剂与微生物激活剂混合液均匀喷洒在田地里的秸秆上，不用深耕，第二年春耕前机械旋耕深翻。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种秸秆还田的复合微生物菌剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂包括真菌和细菌；
所述细菌包括乳酸菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌。
2.根据权利要求1所述的复合微生物菌剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂中的每种菌的有效活菌数为1×109-2×1010cfu/g；
优选地，所述乳酸菌包括乳酸乳球菌和/或戊糖乳杆菌，优选为戊糖乳杆菌。
3.根据权利要求1或2所述的复合微生物菌剂，其特征在于，所述真菌包括酵母菌、无根根霉菌和球毛壳；
优选地，所述酵母菌包括东方伊萨酵母、毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、葡萄有孢汉逊酵母、异常维克汉姆酵母或马克思克鲁维酵母中的任意一种或至少两种的组合，优选为毕赤酵母和仙人掌有孢汉逊酵母的组合；
优选地，所述细菌还包括气单胞菌、约氏不动杆菌、芽孢杆菌、粪肠球菌、食窦魏斯氏菌、假单胞菌或固氮菌中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌或苏云金芽孢杆菌中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述固氮菌包括圆褐固氮菌。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合微生物菌剂，其特征在于，所述真菌还包括木霉菌、曲霉菌、草酸青霉、黄孢原毛平革菌或细黄链霉菌中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述木霉菌包括长枝木霉和/或绿色木霉；
优选地，所述曲霉菌包括黑曲霉和/或米曲霉。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将真菌和细菌进行单一菌种扩繁；
(2)将步骤(1)所得真菌和细菌进行复配，加入微生物激活剂，得液体复合微生物菌剂；
任选地，将液体复合微生物菌剂与载体混合，制成固体粉剂，得固体复合微生物菌剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述真菌包括毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳；
优选地，所述毕赤酵母、仙人掌有孢汉逊酵母、无根根霉菌和球毛壳的接种体积比为(1-6):(1-6):(1-2):(1-5)，优选为(2-3):(2-3):1:(1-2)；
优选地，步骤(1)所述细菌包括戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌；
优选地，所述戊糖乳杆菌、巴氏醋杆菌和鞘氨醇单胞菌的接种体积比为(1-9):(1-3):(1-5)，优选为(5-6):(1-2):(3-4)；
优选地，步骤(2)所述真菌和细菌复配的体积比为(0.5-2):1；
优选地，步骤(2)所述微生物激活剂包括如下组分：5-氨基乙酰丙酸、蔗糖、糖蜜、大量元素、叶酸、硫辛酸、生物素、泛酸、维生素A和维生素C；
优选地，所述大量元素包括氮、磷、钾、铁、锰、锌、铜、硼、钼和镁；
优选地，所述氮包括硝态氮、铵态氮和脲态氮；
优选地，所述大量元素按质量分数包括硝态氮3.4％、铵态氮1.4％、脲态氮15.2％、水溶性磷20％、可溶性钾20％、EDTA-铁0.1％、EDTA-锰0.05％、EDTA-锌0.05％、EDTA-铜0.05％、硼0.05％、钼0.0005％和镁0.46％；
优选地，步骤(2)所述载体包括麦麸和/或稻糠。
7.一种如权利要求1-4任一项所述的复合微生物菌剂用于快速秸秆还田的应用；
优选地，所述秸秆包括水稻秸秆、大豆秸秆或玉米秸秆中的任意一种或至少两种的组合。
8.一种快速秸秆还田的方法，其特征在于，使用如权利要求1-4任一项所述的复合微生物菌剂，包括如下步骤：
采用层层垛叠的堆肥发酵模式，基层是秸秆，然后按照秸秆层-复合微生物菌剂层-氮调节层-复合微生物菌剂层的顺序进行循环放置，直到堆肥高度1m以上；
优选地，所述方法包括预处理步骤：将秸秆粉碎；
优选地，所述堆肥的长度不小于3m，宽度不小于1.5m；
优选地，所述氮调节层包括禽畜粪便、豆粕或尿素中的任一种或至少两种的组合；
优选地，所述禽畜粪便包括鸡粪和/或牛粪；
优选地，所述堆肥发酵的相对湿度为50-70％，优选为55-60％；
优选地，所述秸秆还田的方法包括如下步骤：
将秸秆粉碎，一层秸秆铺平物料，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％；铺平物料，一层禽畜粪便，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％；铺平物料，一层秸秆，均匀地撒一层复合微生物菌剂，洒上一层初步发酵的水剂，控制相对湿度50-70％，如此循环至堆肥高度1m以上，控制堆肥长度不小于3m，宽度不小于1.5m；
优选地，所述堆肥发酵的时间为13-17天，优选为13-15天。
9.一种如权利要求8所述秸秆还田的方法制备得到的有机物料。
10.一种如权利要求9所述的有机物料在制备肥料中的应用。
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