CN1511940A

CN1511940A - 一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及其用途

Info

Publication number: CN1511940A
Application number: CNA021542066A
Authority: CN
Inventors: 郑耀通; 林国徐; 胡开辉; 高树芳
Original assignee: Fujian Jingu Technology Development Co Ltd; Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Jingu Technology Development Co Ltd; Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-07-14

Abstract

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体是涉及一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及其在处理畜禽养殖业产生的固体废物中的应用。复合微生物发酵菌剂由芽孢杆菌、无芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌、丝状真菌和乳酸菌组成，七种微生物分别经一级种子培养、二级增殖培养、单一固态微生物发酵菌剂制备后，将各固态单一和微生物发酵菌剂按一定的比例均匀混合，制得复合微生物发酵菌剂。在经脱水处理过的畜禽养殖业产生的粪便中加入一定比例的复合微生物菌剂及辅料，通过固体发酵使之转化成活性微生物发酵产品。本发明可资源化处理畜禽养殖业产生的固体废物。

Description

一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及其用途

涉及技术领域：

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体是涉及一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及其在处理畜禽养殖业产生的固体废物中的应用。

背景技术：

随着畜禽养殖业的发展与“菜篮子工程”的实施，集约化、规模化畜禽养殖迅速崛起，然而由于环保法规不健全和资金短缺，养殖场在建场初期几乎都没有考虑粪便和污水的处理问题，致使粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了环境。目前，对养殖场粪尿处理应用最多的是沼气发酵，然而该方法氨氮挥发损失多，处理池体积大，而且只能就地处理利用，同时还存在着一次性投资大、沼气池长期效果受温度影响较大(冬天产气量小，夏天产气量大)、沼气利用困难等缺陷。处理后的出水达不到排放标准，还需进一步处理。沼液和沼渣在处理和利用时还得投资，尤其是夏天雨季和冬天封冻期更是无法利用，致使沼气池不能正常工作。堆肥是处理各种有机废弃物的有效方法，通过调节堆肥物料的碳氮比，控制适当的水分、温度、氧气与酸碱度一直被认为是堆肥的关键，但现在均认为高效发酵菌种的选取是关键的关键。如何减少氨挥发、控制臭气、缩短堆肥时间也是急需解决的问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种由多种有益微生物发酵组成的复合微生物发酵菌剂和制备方法，以及利用该复合微生物发酵菌剂处理畜禽养殖业产生的固体废物，使之转化成活性微生物发酵产品的方法。

本发明的技术方案是：

一、本发明由以下菌种及其百分配重比：芽孢杆菌20～30％、无芽孢杆菌30％～40％、酵母菌5％～10％、放线菌10％～20％、光合细菌5％～10％、乳酸菌5％～10％。

二、本发明的制备工艺过程：

1、一级种子培养

将光合细菌原液接种到液体(无菌水)带盖试管中，28～30℃，光照培养3～5天，得光合细菌菌悬液；将芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌和丝状真菌六种微生物菌种分别接斜面，培养24～36小时，其中放线菌为36～72小时，然后各加入到无菌水中(试管)，振荡30分钟，待均匀后用血球计数板计数，使每只试管中各种菌的菌数均为10⁸个/ml(如不足，则一方面可以加大接菌量，另一方面可以加长培养时间)，得菌悬液；

2、二级增殖扩大培养：

七种微生物菌种各取0.1～1％的菌悬液分别放入七只500ml三角瓶灭活的培养基中，其中芽孢与无芽孢细菌用牛肉膏培养基增殖培养培养(2号培养基)，酵母菌用乳酸-马铃薯-葡萄糖培养基，乳酸菌用吐温80培养基增殖培养，光合细菌用改良范氏培养基增殖培养，放线菌用改良高氏一号培养增殖培养，丝状真菌用马铃薯培养基增殖培养，恒温振荡摇床(180转/每分钟)28～35℃培养36～72小时，用血球计数，每种菌种中菌数达10⁸个/ml以上。得各微生物菌群二级纯培养物。

3、固态单一微生物发酵菌剂的制取：

取0.5～1％的光合细菌二级种子接种于由0.3～5％乙酸钠、0.12～2％氯化铵、0.06～1％丙酸钠、0.1～0.2％NaCl、2H₂O 0.02～0.05％MgCl₂.、0.06～0.1％KH₂PO₄和0.01～0.03％酵母膏组成的培养基中发酵增殖，28～30℃光照静止培养或不光照振荡培养，得液态光合细菌发酵菌剂，再将液态光合细菌发酵菌剂经浓缩、吸附剂吸附和低温真空干燥，得固态光合细菌发酵菌剂；

取1～7％的芽孢杆菌、无芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别接种于由1～2％蔗糖、5～10％豆饼粉、3～5％蛋白胨、0.5～1％牛肉膏、0.5～1％MgSO₄.7H₂O、0.03～0.06％(NH₄)₂SO₄、0.2～0.5％KH₂PO₄和0.01～0.05％Na₂HPO₄组成的培养基中发酵增殖培养，温度30℃，时间2～4天，得液态芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌发酵菌剂，再将各液态发酵菌剂分别经浓缩、吸附剂吸附和低温真空干燥，得固态单一芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌和乳酸菌微生物发酵菌剂。

取1～10％的放线菌、丝状真菌分别接种于由5～10％花生饼粉、5～10％麸皮、1～5％蔗糖、0.025～0.05％MgSO₄、0.03～0.06％(NH₄)₂SO₄、0.01～0.04％K₂HPO₄和0.03～0.06％NaCl组成的培养基中发酵增殖，25～30℃固态通风发酵，3～6天，得固态单一放线菌和丝状真菌发酵菌剂。

4、复合微生物发酵菌剂的制取：

各微生物计数后，按芽孢杆菌20～30％、无芽孢杆菌30％～40％、酵母菌5％～10％、放线菌10％～20％、光合细菌5％～10％、乳酸菌5％～10％，将各种固态单一微生物发酵菌剂均匀混合，制得复合菌剂，各菌种活菌数为10⁸/克以上。每克复合菌剂中有效活菌数10～20亿个，杂菌数＜1％，含水量＜10％。

三、复合微生物发酵菌剂在处理畜禽养殖业产生的固体废物中的应用。

其工艺过程如下：将畜禽养殖业产生的粪便经过粪水分离系统处理，调节物料的C/N至25∶1～40∶1，物料的C/N通过加入一定比例的米糠达到，使之含水量低于50％，，再加入复合微生物发酵菌剂0.1～0.5％，均匀混合，控制发酵初始含水量45～50％，再通过固态好氧发酵，经7～10天主发酵、12～15天后发酵，使粪便充分腐熟发酵成活性微生物发酵产品。

试验效果：试验设添加微生物发酵菌剂处理和不添加的对照两个处理：采用室内发酵棚地面，连续池式固态好氧发酵工艺，采用翻倒机翻堆混均及通风。试验结果显示，加入一定比例的微生物发酵菌剂的物料温度高于对照组，在试验的第二天就达到68.7℃，温度在58℃的时间持续4天，从第七天温度下降到50℃以下，并逐渐降温，表明发酵基本结束。未加入微生物发酵菌剂的对照物料组在整个试验过程中温度最高达到56.2，50以上的时间只持续了3天。试验说明加入一定量的微生物发酵菌剂能够提高猪粪的发酵温度，对加速物料腐熟起到积极作用。

微生物发酵菌剂处理粪便除臭显示，处理的第一天，两组物料臭味设有明显变化，到期第二天下午，加入微生物发酵菌剂的那组物料的臭味开始下降，出现较浓的氨味，到第四天，物料堆臭味基本消除，随之散发出淡淡的氨味，在试验结束时物料颜色由棕黄色变为黑色，并有大量白色菌丝形成，用手抓物料，疏松有粘重感。未加入微生物发酵菌剂的对照物料组在整个试验过程中都有霉料气味和异味，直至试验结束时，翻倒料堆时仍有浓浓的臭味和淡淡的氨味，物料外观呈棕色，并有大量的结块，没有白色菌丝生成，说明物料还处于由生粪到半腐熟阶段。

在堆积过程中的养份变化显示，加入微生物发酵菌剂的猪粪，经过八天的发酵腐熟后，氮、磷、钾和有机质都有不同程度的提高，其中磷提高幅度最大。在沿线有添加任何无机肥料的情况下，处理物料总养份接近6％，有机质达到55％，表明加入微生物发酵菌剂后能够促进猪粪内原有物质的转化，起到保肥增效作用。

本发明所涉及的微生物发酵菌剂的优点在于应用范围广，可资源化处理畜禽养殖业产生的固体废物，并具有使之转化成优质的生物有机肥和水产养殖活水素，为难处理的畜禽养殖业产生的废物提供一个切实可行的资源化处理利用途径，具有明显的社会和经济效益。工艺投资少，生产成本低，生物有机肥使农作物增产增收效果显著，水产养殖用活水素具有良好的改善水产养殖生态环境、提高水产品存活率和产量的应用效果。

具体实施例：

一、本发明由以下菌种及其百分配重比组成：芽孢杆菌22％、无芽孢杆菌34％、丝状真菌11.5％、酵母菌5.8％、放线菌12.4％、光合细菌6.8％、乳酸菌7.5％

二、本发明的制备工艺过程：

1、一级种子培养：

将光合细菌原液接种到液体(无菌水)带盖试管中，28℃，光照培养3天，得菌悬液；将芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌和丝状真菌六种微生物菌种分别接斜面，其中芽孢细菌与无芽孢细菌在35℃下培养24小时，酵母菌、丝状真菌与乳酸菌在28℃下培养24小时，放线菌在28℃下培养36小时，然后各加入到无菌水中(试管)，振荡30分钟，待均匀后用血球计数板计数，使每只试管中各种菌的菌数均为10⁸个/ml(如不足，则一方面可以加大接菌量，另一方面可以加长培养时间)，得菌悬液；

2、二级增殖扩大培养：

一级种子七种微生物各取0.7％的菌悬液分别放入500ml三角瓶灭活的培养基中，其中芽孢细菌与无芽孢细菌用牛肉膏培养基增殖培养培养(2号培养基)，酵母菌用乳酸-马铃薯-葡萄糖培养基，乳酸菌用吐温80培养基增殖培养，光合细菌用改良范氏培养基增殖培养，放线菌用改良高氏一号培养增殖培养，丝状真菌用马铃薯培养基增殖培养，恒温振荡摇床(180转/每分钟)28～35℃培养36～72小时，用血球计数，每种菌种中菌数达10⁸个/，以上。得各微生物菌群二级纯培养物。

3、固态单一微生物发酵菌剂的制取：

光合细菌用1％的种接量接种于以2.5％乙酸钠、0.2％氯化铵、0.06％丙酸钠、NaCl 0.1％、MgCl₂.2H₂O 0.02％、KH₂PO₄ 0.06％、酵母膏0.01％组成的培养基中，28～30℃光照静止培养，得液态光合细菌发酵菌剂，再将液态光合细菌发酵菌剂经浓缩、吸附剂吸附和低温真空干燥，得固态光合细菌发酵菌剂；

芽孢杆菌与无芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌则分别以5％接种量接种于含蔗糖1％、豆饼粉5％、蛋白胨4％、牛肉膏0.5％、MgSO₄.7H₂O 0.5％、(NH₄)₂SO₄0.03％、KH₂PO₄ 0.2％、Na₂HPO₄ 0.01％的培养基中发酵增殖，30℃，2～4天，得液态芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌发酵菌剂，再将各液态发酵菌剂分别经浓缩、吸附剂吸附和低温真空干燥，得固态单一芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌和乳酸菌微生物发酵菌剂；

放线菌、丝状真菌分别以5％的接种量分别接种于由5％花生饼粉、5％麸皮、1％蔗糖、MgSO₄ 0.025％、(NH₄)₂SO₄ 0.03％、K₂HPO₄ 0.01％、NaCl 0.03％的培养基中，25～30℃固态通风发酵，3～6天，得固态单一放线菌和丝状真菌发酵菌剂。

4、复合微生物发酵菌剂的制取：各单一微生物发酵菌剂经计数后，分别按以上菌种的配比均匀混合制得复合微生物发酵菌剂。各菌种活菌数为10⁸/克以上。每克复合菌剂中有效活菌数10～20亿个，杂菌数＜1％，含水量＜10％。

二、复合微生物发酵菌剂在处理畜禽养殖业产生的固体废物中的应用。

其工艺过程如下：将猪粪经脱水后加入麸糠使发酵原料的C/N在30∶1，水分在45％左右，添加0.2％的发酵菌剂，经混合、搅拌后在连续池式发酵池中进行主发酵，期间注意供氧、控温，经6至10天，完成主发酵进入后发酵，后发酵约需13至18天，腐熟的半成品，经粉碎、干燥后制得活性微生物发酵产品。

在上述活性微生物发酵产品中加入无机磷细菌、钾细菌、固氮菌、光合细菌，分别使其含量达到2.1×10⁷cfu/g、4.2×10⁷cfu/g、1.2×10⁷cfu/g、6.3×10⁷cfu/g，可制得生物有机肥。

在上述活性微生物发酵产品中加入硝化细菌、亚硝化细菌、光合细菌，分别使其含量达到5.0～6.5×10⁷cfu/g、1.0～2.0×10⁶cfu/g、2.0～3.1×10⁷cfu/g，可制得水产养殖活水素。

Claims

1、一种复合微生物发酵菌剂，其特征是：由以下菌种及其百分配重比组成：芽孢杆菌20～30％、无芽孢杆菌30％～40％、酵母菌5％～10％、放线菌10％～20％、光合细菌5％～10％、乳酸菌5％～10％。

2、一种如权利要求1所述的复合微生物发酵菌剂的制备方法，其特征是：制备工艺过程如下：

(1)、一级种子培养

将光合细菌原液接种到液体(无菌水)带盖试管中，28～30℃，光照培养3～5天，得菌悬液；

将芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌和丝状真菌六种微生物菌种分别接斜面，培养24～36小时，其中放线菌为36～72小时，然后各加入到无菌水中(试管)，振荡30分钟，待均匀后用血球计数板计数，使每只试管中各种菌的菌数均为10⁸个/ml(如不足，则一方面可以加大接菌量，另一方面可以加长培养时间)，得菌悬液；

(2)、二级增殖扩大培养：

(3)、单一微生物发酵菌剂的培养：

取1～7％的芽孢杆菌、无芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别接种于由1～2％蔗糖、5～10％豆饼粉、3～5％蛋白胨、0.5～1％牛肉膏、0.5～1％MgSO₄.7H₂O、0.03～0.06％(NH₄)₂SO₄、0.2～0.5％KH₂PO₄和0.01～0.05％Na₂HPO₄组成的培养基中发酵增殖培养，温度30℃，时间2～4天得液态芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌、乳酸菌发酵菌剂，再将各液态发酵菌剂分别经浓缩、吸附剂吸附和低温真空干燥，得固态单一芽孢细菌、无芽孢细菌、酵母菌和乳酸菌微生物发酵菌剂。

取1～10％的放线菌、丝状真菌分别接种于由5～10％花生饼粉、5～10％麸皮、1～5％蔗糖、0.025～0.05％ MgSO₄、0.03～0.06％(NH₄)₂SO₄、0.01～0.04％K₂HPO₄和0.03～0.06％NaCl组成的培养基中发酵增殖，25～30℃固态通风发酵，3～6天，得固态单一放线菌和丝状真菌发酵菌剂。

(4)、复合微生物发酵菌剂的制取：

各微生物计数后，按上述菌数比将各种固态单一微生物发酵菌剂均匀混合，制得复合菌剂，各菌种活菌数为10⁸/克以上。每克复合菌剂中有效活菌数10～20亿个，杂菌数＜1％，含水量＜10％。

3、一种如权利要求1所述的复合微生物菌剂的用途，其特征是：处理畜禽养殖业产生的固体废物的工艺过程如下：将畜禽养殖业产生的粪便经过粪水分离系统处理，使之含水量低于50％，再加入复合微生物发酵菌剂0.1～0.5％，均匀混合，调节物料的C/N至25∶1～40∶1，物料的C/N通过加入一定比例的米糠达到，控制发酵初始含水量45～50％，再通过固态好氧发酵，经7～10天主发酵、12～15天后发酵，使粪便充分腐熟发酵成活性产品。

4、一种如权利要求3所述的复合微生物菌剂的用途，其特征是：在活性微生物发酵产品中加入无机磷细菌、钾细菌、固氮菌、光合细菌，分别使其含量达到2.1×10⁷cfu/g、4.2×10⁷cfu/g、6.3×10⁷cfu/g，可制得生物有机肥。

5、一种如权利要求3所述的复合微生物菌剂的用途，其特征是：在活性微生物发酵产品中加入硝化细菌、亚硝化细菌、光合细菌，分别使其含量达到5.0～6.5×10⁷cfu/g、1.0～2.0×10⁶cfu/g、2.0～3.1×10⁷cfu/g，可制得水产养殖活水素。