CN114015619A - 秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法 - Google Patents

秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法，秸秆发酵复合菌制剂包括以下组分：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌，复合而成。本发明得到的秸秆发酵复合菌制剂的原料来源广泛，生产成本低，木质纤维降解率高；菌剂密度高，施用后可促进作物生长；解决了秸秆的转化利用问题；试验表明，施用一周之内就能农作物秸秆完全分解，表现为农作物秸秆腐解变黑，呈腐熟状态；在此过程中，将秸秆内的营养物质裸露，为后期作物的生长提供养分，维持和提高土壤肥力；整个处理时间短、工程量小，完全不影响下茬作物的种植和移栽；且提高了土壤有机质的利用率，改善了土壤的理化性质，降低农民生产成本，增加经济收入。

Description

秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法
技术领域
本发明属于益生菌制剂技术领域，具体涉及一种秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法。
背景技术
我国作为农业生产大国，每年产生农作物秸秆多达7.6亿吨，其中稻草、玉米秆和小麦秆的数量约占秸秆总量的75％。在秸秆利用方面，秸秆还田、饲用、燃烧及其它利用方式所占比例分别为24.3％、29.9％、35.3％和10.5％。
目前，生物预处理被证明是木质素降解的有效途径。期刊论文(Karmakar S,Greene H L.Oxidative destruction of chlorofluorocar-bons by zeolite catalysts[J].J Catal,1992,138:364)研究表明，单一的细菌、真菌、放线菌，尽管活性较高，但降解效果不如混合微生物菌群的共同作用。所以，近年来利用生物复合菌剂对秸秆进行预处理的研究备受关注。
鉴于此，申请此专利。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种秸秆发酵复合菌制剂及其制备方法，制得的秸秆发酵复合菌制剂能够明显地加快秸秆内有机质的分解，提高了土壤有机质的利用率，改善了土壤的理化性质。
本发明的目的是提供一种秸秆发酵复合菌制剂。
本发明的再一目的是提供上述秸秆发酵复合菌制剂的制备方法。
根据本发明的具体实施方式的秸秆发酵复合菌制剂，所述秸秆发酵复合菌制剂包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacilluslicheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)。
进一步的，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)25-35份；
地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)25-35份；
假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)15-25份；
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)15-25份。
更进一步的，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)30份；
地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)30份；
假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)20份；
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)20份。
进一步的，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)LB培养基发酵液25-35份；地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)LB培养基发酵液25-35份；假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)LB培养基发酵液15-25份；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumRN-53)LB培养基发酵液15-25份；尿素180-220份，NH4H2PO4 100-140份，KH2PO4 25-35份，K2SO4 30-40份，MgSO47-11份，瑞香狼毒的乙醇净膏4-6份，吐温-80 0.5-1.5份。
具体的，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)的菌种浓度均为(7-9)×109CFU/g；优选的，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformisRN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum RN-53)在LB培养基发酵液中的活菌浓度均为8×109CFU/g。
更进一步的，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)LB培养基发酵液30份；地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)LB培养基发酵液30份；假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)LB培养基发酵液20份；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)LB培养基发酵液20份；尿素200份，NH4H2PO4 120份，KH2PO4 30份，K2SO4 35份，MgSO4 9份，瑞香狼毒的乙醇净膏5份，吐温-80 1份。
根据本发明的具体实施方式的秸秆发酵复合菌制剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，进行下培养，离心，调整活菌浓度，得到枯草芽孢杆菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液；
(2)将其他原料加入到蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入步骤(1)得到的所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌和植物乳杆菌发酵液，混合均匀，即得所述秸秆发酵复合菌剂。
进一步的，步骤(1)中，将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，分别在37℃下培养12h，超速离心。
具体的，所述超速离心的转速为30000r/min。
进一步的，步骤(1)中，调整所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)的菌种浓度均为(7-9)×109CFU/g；优选的，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacilluslicheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)发酵液中的活菌浓度均为8×109CFU/g。
进一步的，步骤(2)后，向所述秸秆发酵复合菌剂中加入硅藻土、轻质碳酸钙、SDS和CMC-Na制成可湿性粉剂；优选的，所述硅藻土、轻质碳酸钙、SDS和CMC-Na的重量比为80:20:15:18。
进一步的，步骤(2)后，向所述秸秆发酵复合菌剂中加入甲基萘、异丙醇和悬浮剂抗析水分散剂wgwin D88，混合均匀，制成悬浮剂；优选的，所述甲基萘、异丙醇和悬浮剂抗析水分散剂wgwin D88的添加量之比为200：50：20。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明得到的秸秆发酵复合菌制剂的原料来源广泛，生产成本低，木质纤维降解率高；菌剂密度高，施用后可促进作物生长；解决了秸秆的转化利用问题，获得了环境效益、社会效益和经济效益；
(2)本发明得到的秸秆发酵复合菌制剂能够明显地加快秸秆内有机质的分解，试验表明，施用本发明得到的秸秆发酵复合菌制剂一周之内就能农作物秸秆完全分解，表现为农作物秸秆腐解变黑，呈腐熟状态；在此过程中，将秸秆内的营养物质裸露，为后期作物的生长提供养分，维持和提高土壤肥力；整个处理时间短、工程量小，完全不影响下茬作物的种植和移栽；且提高了土壤有机质的利用率，改善了土壤的理化性质，降低农民生产成本，增加经济收入。该处理可广泛应用于水稻、小麦、大豆、高粱等作物秸秆还田，有效提高我国作物秸秆还田数量，减少富余秸秆的焚烧环境污染，减少污染源，综合效益显著，有力地促进我国农业种植业的可持续发展。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下实施例中使用的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌都来源于常州大学农业与环保微生物实验室，由不同土壤中自主筛出，现存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)ACCC 19373；地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)ACCC19941；荧光假单胞杆菌为荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)ACCC10645；植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)ACCC 11118。
在一些较为具体的实施例中，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)25-35份；
地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)25-35份；
假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)15-25份；
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)15-25份。
在另一些具体的实施例中，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)LB培养基发酵液25-35份；地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)LB培养基发酵液25-35份；假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)LB培养基发酵液15-25份；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumRN-53)LB培养基发酵液15-25份；尿素180-220份，NH4H2PO4 100-140份，KH2PO4 25-35份，K2SO4 30-40份，MgSO47-11份，瑞香狼毒的乙醇净膏4-6份，吐温-80 0.5-1.5份。
秸秆发酵复合菌制剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，进行下培养，30000r/min离心，调整活菌浓度，得到枯草芽孢杆菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液；
(2)将其他原料加入到蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入步骤(1)得到的所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌和植物乳杆菌发酵液，混合均匀，即得所述秸秆发酵复合菌剂。
以下为更为具体的实施例：
实施例1
一种秸秆发酵复合菌剂的制备方式，依次进行以下步骤：
将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，37℃下培养12h，30000r/min超速离心，调整发酵液的活菌浓度均均为80亿CFU/mL，得到枯草芽孢杆菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液；将尿素200g，NH4H2PO4 120g，KH2PO4 30g，K2SO4 35g，MgSO4 9g，加入到500g蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入枯草芽孢杆菌发酵液和地衣芽孢杆菌发酵液各30g，假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液各20g，5g瑞香狼毒的乙醇净膏，吐温-80 1g，混合均匀，即得1kg秸秆发酵复合菌剂。
实施例2
以秸秆发酵复合菌剂制备粉剂，依次进行以下步骤：
将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，37℃下培养12h，超速离心，调整发酵液的活菌浓度均为80亿CFU/mL；将尿素200g，NH4H2PO4 120g，KH2PO4 30g，K2SO4 35g，MgSO49g，加入到500g蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入枯草芽孢杆菌发酵液和地衣芽孢杆菌发酵液各25g，假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液各25g，5g瑞香狼毒的乙醇净膏，吐温-80 1g，加入硅藻土80g、轻质碳酸钙20g、SDS 15g和CMC-Na 18g，混合均匀，低温干燥，制成可湿性粉剂。
实施例3
以秸秆发酵复合菌剂制备悬浮剂，依次进行以下步骤：
将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，37℃下培养12h，30000r/min超速离心，调整发酵液的活菌浓度均为80亿CFU/mL；将尿素200g，NH4H2PO4 120g，KH2PO4 30g，K2SO435g，MgSO4 9g，加入到500g蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌发酵液各35g，假单胞杆菌和植物乳杆菌发酵液各15g，5g瑞香狼毒的乙醇净膏，吐温-80 1g、甲基萘200g、异丙醇50g，wgwin D8820g，混合均匀，制成悬浮剂。
试验例
采用实施例1制备的秸秆发酵复合菌剂，实验地点选在通州区潞城镇东刘庄村，前茬为早稻。在稻-稻模式下，早稻收获后全量秸秆还田，实行免耕抛秧。试验设4个处理，小区间面积16m2(4m×4m)左右，小区间筑埂，试验设4次重复，小区处理方案如下：
处理方案1：全量秸秆+秸秆发酵复合菌剂；
处理方案2：全量秸秆+等量清水；
处理方案3：全量秸秆。
试验结果分析
(1)秸秆颜色变化情况：施秸秆发酵复合菌剂后第3天，从颜色上看，没有施用的(处理方案1)基本没变化，稻草较硬；加清水的稻草(处理方案2)颜色上没有太多变化，但稻草已变得柔软；而施用秸秆发酵复合菌剂的稻草(处理方案3)表面已有很多黑斑点，稻草变得柔软。施用秸秆发酵复合菌剂第7天从颜色上看，没有施用的稻草(处理方案1)刚刚变黑，添加清水的稻草(处理方案2)表面已有黑斑点，而使用秸秆发酵复合菌剂(处理方案3)已经很黑。从拉断时用力看，第7天，没用秸秆发酵复合菌剂(处理方案1)的不容易拉断，添加清水的稻草(处理方案2)稍加力气就可以拉断，用秸秆发酵复合菌剂(处理方案3)的一碰即断。
(2)对不同处理下土壤内物质的含量等进行检测，结果如表1：
表1不同处理下土壤内物质的含量情况
Figure BDA0003401644140000081
(3)晚稻产量影响：通过比较不同处理后的晚稻产量之间的变化，相对不施用的空白处理，施用秸秆发酵菌剂的处理方案3有一定得增产效果，相对增产24.0kg/亩，增产率7.0％；相对清水对照，使用秸秆发酵复合菌剂的处理方案3增产效果较为明显，相对增产21.0kg/亩，增产率5.10％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述秸秆发酵复合菌制剂包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformisRN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum RN-53)。
2.根据权利要求1所述的秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)25-35份；
地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)25-35份；
假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)15-25份；
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)15-25份。
3.根据权利要求1所述的秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)30份；
地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)30份；
假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)20份；
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)20份。
4.根据权利要求1-4任一所述的秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)LB培养基发酵液25-35份；地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)LB培养基发酵液25-35份；假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)LB培养基发酵液15-25份；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumRN-53)LB培养基发酵液15-25份；尿素180-220份，NH4H2PO4 100-140份，KH2PO4 25-35份，K2SO4 30-40份，MgSO47-11份，瑞香狼毒的乙醇净膏4-6份，吐温-80 0.5-1.5份。
5.根据权利要求4所述的秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacilluslicheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)的菌种浓度均为(7-9)×109CFU/g；优选的，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)、假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)在LB培养基发酵液中的活菌浓度均为8×109CFU/g。
6.根据权利要求5所述的秸秆发酵复合菌制剂，其特征在于，所述秸秆发酵复合菌制剂按重量份包括以下组分：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis RN-61)LB培养基发酵液30份；地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis RN-68)LB培养基发酵液30份；假单胞杆菌(Pseudomonasfluorescens RN-88)LB培养基发酵液20份；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum RN-53)LB培养基发酵液20份；尿素200份，NH4H2PO4 120份，KH2PO4 30份，K2SO4 35份，MgSO4 9份，瑞香狼毒的乙醇净膏5份，吐温-80 1份。
7.制备权利要求1-6任一所述的秸秆发酵复合菌制剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，进行下培养，离心，调整活菌浓度，得到枯草芽孢杆菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液；
(2)将其他原料加入到蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入步骤(1)得到的所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌发酵液、假单胞杆菌和植物乳杆菌发酵液，混合均匀，即得所述秸秆发酵复合菌剂。
8.根据权利要求7所述的秸秆发酵复合菌制剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将保存的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞杆菌和植物乳杆菌的菌种分别接种到LB培养基中，分别在37℃下培养12h，超速离心。
9.根据权利要求7所述的秸秆发酵复合菌制剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)后，向所述秸秆发酵复合菌剂中加入硅藻土、轻质碳酸钙、SDS和CMC-Na制成可湿性粉剂；优选的，所述硅藻土、轻质碳酸钙、SDS和CMC-Na的重量比为80:20:15:18。
10.根据权利要求7所述的秸秆发酵复合菌制剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)后，向所述秸秆发酵复合菌剂中加入甲基萘、异丙醇和悬浮剂抗析水分散剂wgwin D88，混合均匀，制成悬浮剂；优选的，所述甲基萘、异丙醇和悬浮剂抗析水分散剂wgwin D88的添加量之比为200：50：20。
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