CN115109729B - 用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法与应用。所述复合微生物菌剂的活性成分为就地堆肥地芽孢杆菌和绵毛状嗜热霉。将所述复合微生物菌剂按比例接种到猪粪和玉米秸秆的混合物料中并混匀，进行堆肥，能有效提高堆肥效率，提高总养分含量，降低氮素损失，促进堆肥腐熟。

Description

用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于环境科学技术领域，具体地说，涉及一种用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着畜禽养殖业的发展，畜禽养殖集约化、规模化程度越来越高，由此也产生了大量粪便，其中含有大量的寄生虫、致病菌等，可以通过空气传播引起人畜共患病，对畜禽和人类生命健康造成严重威胁。好氧堆肥可以实现畜禽粪便的资源化、无害化利用，但常规好氧堆肥存在很多问题，如木质纤维素降解率低、堆肥效率不高、氮素损失严重等。在畜禽粪便堆肥中添加复合微生物菌剂可以提高堆肥效率，提高养分含量，降低堆肥氮素损失。但用于堆肥的微生物菌剂的配制及应用有待全面深入地研究，需要进一步探索。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法与应用。
为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂，活性成分为就地堆肥地芽孢杆菌(Geobacillus toebii)和绵毛状嗜热霉(Thermomyceslanuginosus)。
所述复合微生物菌剂中就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为107-109cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为105-107cfu/mL。
优选地，所述就地堆肥地芽孢杆菌的保藏号为BNCC137401。
优选地，所述绵毛状嗜热霉的保藏号为BNCC152187。
第二方面，本发明提供用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将就地堆肥地芽孢杆菌于TY固体培养基(TY固体培养基配方：胰蛋白胨20.0g，酵母粉5.0g，FeCl3·6H2O 7.0mg，MnCl3·4H2O 1.0mg，MgSO4·7H2O 15.0mg，果糖5.0g，琼脂15.0g，蒸馏水1L)中活化，然后挑取菌落接种于TY液体培养基中培养，得到种子液，再将种子液接种于新的TY液体培养基中培养，得到就地堆肥地芽孢杆菌菌液；
2)将绵毛状嗜热霉于PDA固体培养基中活化，然后挑取菌落接种于PDA液体培养基中培养，得到种子液，再将种子液接种于新的PDA液体培养基中培养，得到绵毛状嗜热霉菌液；
3)将就地堆肥地芽孢杆菌菌液与绵毛状嗜热霉菌液按比例混合，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物菌剂中就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为107-109cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为105-107cfu/mL。
进一步地，步骤1)中就地堆肥地芽孢杆菌的培养温度为42℃-45℃(优选45℃)。
进一步地，步骤2)中绵毛状嗜热霉的培养温度为50℃-55℃(优选55℃)。
第三方面，本发明提供一种猪粪堆肥的方法，所述方法包括：将猪粪和玉米秸秆混合，混合物料的初始碳氮比调至25-30左右，调节物料初始含水率在60％左右，然后将所述复合微生物菌剂按堆肥物料湿重比7‰-9‰(v/m)的比例接种到所述混合物料中并混匀，在室温条件下进行为期40d-50d(优选47d)的堆肥，堆肥期间进行翻堆处理。
优选地，于堆肥第4d、10d、17d进行翻堆。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
本发明提供的复合微生物菌剂中包括一种细菌和一种真菌，且两种菌均为嗜热菌。本发明提供的微生物菌剂能有效提高堆肥效率，提高总养分含量，降低氮素损失，促进堆肥腐熟。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中堆肥温度的变化。
图2为本发明较佳实施例中堆肥电导率的变化。
图3为本发明较佳实施例中堆肥养分含量的变化；其中，A：全氮；B：全磷；C：全钾。
图4为本发明较佳实施例中堆肥无机氮含量的变化。
图5为本发明较佳实施例中堆肥种子发芽指数含量的变化。
具体实施方式
本发明提供一种用于畜禽粪便堆肥的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂能提高堆肥效率，提高养分含量，降低氮素损失，促进堆肥腐熟。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂，其包括就地堆肥地芽孢杆菌活化菌液和绵毛状嗜热霉活化菌液。
优选地，所述就地堆肥地芽孢杆菌的保藏号为BNCC137401；所述绵毛状嗜热霉的保藏号为BNCC152187。
优选地，所述就地堆肥地芽孢杆菌活化菌液和绵毛状嗜热霉活化菌液按等体积比混合。
本发明还提供所述复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
在45℃条件下，将就地堆肥地芽孢杆菌冻干粉稀释液均匀涂布在固体培养基(TY培养基)上培养24～48h，挑取菌落接种于液体培养基(TY培养基)中培养24～48h，然后按25％的比例将菌液接种到新的液体培养基(TY培养基)里，培养24～48h，高速离心去除培养液，用无菌水稀释至有效活菌数>1×108cfu/ml，将稀释好的菌液置于4℃保存。挑取绵毛状嗜热霉斜面培养基里的菌落在PDA固体培养基上划线，在55℃条件下培养3～5d，挑取菌落接种于PDA液体培养基中培养3～5d，按25％的比例将菌液接种到新的PDA液体培养基里培养3～5d，将培养好的菌液置于4℃保存。
将就地堆肥地芽孢杆菌活化菌液和绵毛状嗜热霉活化菌液按等体积比混合均匀，得到所述复合微生物菌剂。所述复合微生物菌剂中就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为107-109cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为105-107cfu/mL。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。实施例1用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂的制备方法
1、材料
就地堆肥地芽孢杆菌(Geobacillus toebii)和绵毛状嗜热霉(Thermomyceslanuginosus)保藏号分别为BNCC137401、BNCC152187，均购自河北北纳生物科技有限公司。TY培养基和PDA培养基所需胰蛋白胨、酵母粉、FeCl3·6H2O、MnCl3·4H2O、MgSO4·7H2O、果糖、葡萄糖等均购自北京索莱宝科技有限公司。
2、方法
(1)菌种活化和传代培养
a.就地堆肥地芽孢杆菌：将就地堆肥地芽孢杆菌冻干粉用0.5mL无菌水充分溶解并混匀，吸取菌悬液打入TY固体培养基(胰蛋白胨0.5g、酵母粉0.125g、FeCl3·6H2O0.175mg、MnCl3·4H2O 0.025mg、MgSO4·7H2O 0.375mg、果糖0.125g、琼脂0.375g、蒸馏水25mL，10％KOH调pH至7.3)平板上，用涂布棒涂布均匀。将平板置于恒温培养箱中45℃培养24～48h，然后挑取菌落于液体培养基(在固体培养基组成成分中去除琼脂即液体培养基组成成分)中培养24～48h，然后按25％的比例将菌液接种于新的液体培养基中培养24～48h，高速离心去除培养液，用无菌水稀释至有效活菌数>1×108cfu/ml，将稀释好的菌液置于4℃保存。
b.绵毛状嗜热霉：挑取绵毛状嗜热霉斜面培养基里的菌落在PDA固体培养基(马铃薯提取液25mL、葡萄糖0.5g、琼脂0.375g)上划线，在55℃条件下培养3～5d，挑取菌株接种于PDA液体培养基(在固体培养基组成成分中去除琼脂即液体培养基组成成分)中再培养3～5d，按25％的比例将菌液接种到新的PDA液体培养基里，培养3～5d，将培养好的菌液置于4℃保存。
(2)复合微生物菌剂的制备：将传代培养后的就地堆肥地芽孢杆菌和绵毛状嗜热霉菌液按体积比1:1的比例混合均匀，得到复合微生物菌剂。所述复合微生物菌剂中就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为108cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为106cfu/mL。
实施例2猪粪堆肥的方法
1、材料
猪粪和玉米秸秆均来源于山西农业大学动物科学学院试验站。
2、方法
将猪粪和玉米秸秆混合，混合后的物料初始碳氮比为30，调节物料初始含水率为60％。以实施例1制备的复合微生物菌剂按堆肥物料湿重比9‰(v/m)的比例接种到猪粪和玉米秸秆的混合物料中并混匀，在室温条件下进行为期47d的堆肥，并于堆肥第4d、10d、17d翻堆以增加堆体内氧气供给，于堆肥第0d、1d、4d、8d、13d、19d、26d、37d、47d在泡沫箱的上、中、下、左、右各点进行取样并混匀，放于-20℃保存，用于理化指标的测定。
3、结果
(1)堆肥过程中温度的变化
如图1所示，添加菌剂的处理组高温期最高温度为73.40℃，不添加菌剂的对照组为67.60℃，添加微生物复合菌剂显著提高了堆肥高温期最高温度(P＜0.05)。温度是反应微生物代谢强度的一个重要指标，表明添加复合微生物菌剂可以提高堆肥微生物的活性，促进有机质的降解，提高堆肥效率。
(2)堆肥过程中电导率的变化
如图2所示，堆肥结束时，添加微生物菌剂的处理组的电导率为1.74mS/cm，显著高于不添加菌剂的对照组(1.32mS/cm)，添加复合微生物菌剂显著提高了电导率值(P＜0.05)，提高了堆肥中可溶性盐离子含量。
(3)堆肥养分含量的变化
如图3(A～C)所示，堆肥结束时，添加微生物菌剂的处理组的全氮、全磷和全钾含量分别为26.12g/kg、4.01％和0.89％，均高于不添加菌剂的对照组(24.61g/kg、2.56％和0.84％)，添加复合微生物菌剂显著提高了全磷含量(P＜0.01)，提高了全氮、全钾含量。氮、磷、钾是植物生长所必需的营养元素，添加复合微生物菌剂有利于提高堆肥的总养分含量。
(4)堆肥无机氮含量的变化
如图4所示，堆肥结束时，添加微生物菌剂的处理组硝态氮含量为277.92mg/kg，显著高于不添加菌剂的对照组(183.41mg/kg)，添加复合微生物菌剂显著提高了硝态氮含量(P＜0.05)，更多的氮素以易于植物利用的硝态氮的形式保留下来，更有利于氮保留。
(5)堆肥种子发芽指数的变化
如图5所示，堆肥结束时，添加微生物菌剂的处理组的大白菜种子发芽指数为138.99％，高于不添加菌剂的对照组(104.54％)，添加复合微生物菌剂提高了种子发芽指数，降低了堆肥植物毒性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂，其特征在于，活性成分为保藏号BNCC137401的就地堆肥地芽孢杆菌(Geobacillus toebii)和保藏号BNCC152187的绵毛状嗜热霉(Thermomyces lanuginosus)。
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就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为107-109cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为105-107cfu/mL。
3.权利要求1所述用于猪粪堆肥的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将就地堆肥地芽孢杆菌于TY固体培养基中活化，然后挑取菌落接种于TY液体培养基中培养，得到种子液，再将种子液接种于新的TY液体培养基中培养，得到就地堆肥地芽孢杆菌菌液；
其中，TY固体培养基的配方为：胰蛋白胨20.0g，酵母粉5.0g，FeCl3·6H2O 7.0mg，MnCl3·4H2O 1.0mg，MgSO4·7H2O 15.0mg，果糖5.0g，琼脂15.0g，蒸馏水1L；
2)将绵毛状嗜热霉于PDA固体培养基中活化，然后挑取菌落接种于PDA液体培养基中培养，得到种子液，再将种子液接种于新的PDA液体培养基中培养，得到绵毛状嗜热霉菌液；
3)将就地堆肥地芽孢杆菌菌液与绵毛状嗜热霉菌液按比例混合，得到复合微生物菌剂；所述复合微生物菌剂中就地堆肥地芽孢杆菌的菌含量为107-109cfu/mL，绵毛状嗜热霉的菌含量为105-107cfu/mL。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中就地堆肥地芽孢杆菌的培养温度为42℃-45℃，步骤2)中绵毛状嗜热霉的培养温度为50℃-55℃。
5.权利要求1或2所述复合微生物菌剂在猪粪堆肥中的应用。
6.猪粪堆肥的方法，其特征在于，所述方法包括：将猪粪和玉米秸秆混合，混合物料的初始碳氮比调至25-30，加水调节物料初始含水率在55％-65％，然后将权利要求1或2所述复合微生物菌剂按堆肥物料湿重比7‰-9‰v/m的比例接种到所述混合物料中并混匀，在室温条件下进行为期40d-50d的堆肥，堆肥期间进行翻堆处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，于堆肥第4d、10d、17d进行翻堆。
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