專利名稱：一種沼氣池用復合微生物菌劑及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)領域，尤其涉及一種用于促使戶用沼氣池在低溫條件下產(chǎn) 氣并且能提高以秸稈為原料的沼氣池產(chǎn)氣量的復合微生物菌劑。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，能源需求不斷增長，能源短缺也越來越嚴重，高額的能源促 使農(nóng)民的壓力增大。因此，充分利用農(nóng)村現(xiàn)有資源在農(nóng)村推廣戶用沼氣池是解決農(nóng)村能源 問題，減輕農(nóng)民負擔的有效措施之一。據(jù)測算一口一年均正常產(chǎn)氣的8-10m3沼氣池，全年 產(chǎn)沼氣約350-400 m3，可替代煤炭約800kg或薪柴約1000kg。可以極大地減輕農(nóng)民的經(jīng)濟 負擔。同時，在農(nóng)村建戶用沼氣池還能消除農(nóng)村糞便污染，減少寄生蟲等糞便病菌傳播， 避免秸稈燃燒造成的環(huán)境污染。極大地凈化了農(nóng)村地下水，從而改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。
但目前我國北方戶用沼氣池的發(fā)展受到兩個方面的制約。第一是沼氣池冬季產(chǎn)氣難的 問題。第二是以秸稈為主要材料產(chǎn)氣難的問題。北方冬季的低溫嚴重限制了沼氣池的應用。 秸稈中纖維素含量高，比重輕，容易結(jié)殼和堵塞，加之進出料難等問題，秸稈沼氣發(fā)酵是 一大難題。因此從添加微生物菌劑的角度加速秸稈在沼氣池內(nèi)的消化分解是解決問題的關(guān) 鍵。
本專利通過對4種性能優(yōu)異的微生物菌株的有機組合，制成的復合微生物菌劑，在較 低的溫度下具備較強的繁殖能力，而且對各類粗纖維和蛋白類大分子具有很強的消化能力。 該復合微生物菌劑添加到沼氣池中可以加速產(chǎn)沼氣菌的富集，從而加速沼氣池啟動。在冬 季配合簡易有效的保溫措施可以使沼氣池正常產(chǎn)氣，而且可以增加以秸稈為主要原材料的 沼氣池的產(chǎn)氣量。
目前推廣的沼氣池主要以動物糞便為主要原料，而農(nóng)村有大量閑置的秸稈資源，每年 大約有1.4億噸被焚燒。該菌劑的使用將促使大量的秸稈在沼氣池種得到轉(zhuǎn)化，并且形成 的沼渣含有大量的微量元素和有機質(zhì)，可以作為一種優(yōu)質(zhì)的肥料。
中國專利文件CN1888073 (200510077792.3)公開了一種復合菌劑預處理秸稈的沼氣 發(fā)酵方法，復合菌劑為高溫單胞菌、枯草芽孢桿菌、木霉菌和地衣芽孢桿菌，向潤濕后的 秸稈加入復合菌劑和作為秸稈堆漚的氮源碳酸氫銨并補加水，用塑料布覆蓋堆漚，然后將 堆漚好的秸稈入沼氣池，同時加入碳酸氫氨和產(chǎn)甲烷接種物，密閉2 7天，即產(chǎn)沼氣。 預處理后的秸稈發(fā)酵速度和產(chǎn)氣速度快，使初始產(chǎn)氣時間縮短，產(chǎn)氣率提高30%左右，能 使所有玉米秸桿、稻草、麥桿等農(nóng)作物秸稈作為沼氣發(fā)酵的原料，適用范圍廣泛。該方法 的局限性在于l、側(cè)重于分解秸稈不能解決用戶沼氣池冬季產(chǎn)沼氣問題，2、該復合菌劑只 能在預處理秸稈時使用，不能直接投入沼氣池內(nèi)促沼氣生成，使用方法麻煩，限制了其推 廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高效復合微生物菌劑及其制備方法，本發(fā)明的 復合微生物菌劑可直接投加到沼氣池，使得沼氣池在冬季正常產(chǎn)氣，而且產(chǎn)氣量較不加菌 劑增加30-50%以上，該復合微生物菌劑可以促進以秸稈為主要原料的沼氣池的產(chǎn)氣量，和
加快產(chǎn)氣速度。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種低溫下促進沼氣池產(chǎn)氣的復合微生物菌劑，是由以下熒光假單胞菌(尸se"Gby/ 朋3S /7woresce/750、錯質(zhì)芽胞桿菌(5aci77〃s cerei/s)、禾古草芽胞桿菌(^ac_z77〃s si/6"h's) 和環(huán)狀芽胞桿菌(&ci77"s 共4種菌的發(fā)酵液混合制成，其中按重量份如下
熒光假單胞菌液0.06-0.15份，蠟質(zhì)芽胞桿菌液0.04-0.08份，枯草芽胞桿菌液 0.06-0. 10份，環(huán)狀芽胞桿菌液0. 05-Q. 08份。
以上4種菌的發(fā)酵液中有效活菌數(shù)分別都在10億個/毫升以上。
本發(fā)明的復合微生物菌劑的制備方法，步驟如下
1. 4種菌的發(fā)酵液分別按斜面菌種培養(yǎng)活化、搖瓶培養(yǎng)、種子罐液體發(fā)酵培養(yǎng)、發(fā)酵 罐液體發(fā)酵生產(chǎn)，生產(chǎn)條件如下 (1)蠟質(zhì)芽胞桿菌液
菌種培養(yǎng)活化及發(fā)酵培養(yǎng)基均采用牛肉膏5克、蛋白胨5克、氯化鈉5克、酵母粉1 克、KH2P04 0. 5克、MgS040. 5克、自來水1000毫升，pH值7.0-7. 5;
發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為25-28'C，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分，通氣量為l: 1 (v: v/min，與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期。
(2) 熒光假單胞菌液
采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基(發(fā)酵培養(yǎng)基)組成葡萄糖 30克、牛肉膏10克、NaN03 3克、MgS04 7H20 0 . 3克、KC1 0. 3克、K2HP04 L5克、自來 水1000毫升，pH=6.0-6. 5。
發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為23-25°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為1: 1 (v: v/min，與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期。
(3) 枯草芽胞桿菌液
采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基(發(fā)酵培養(yǎng)基)組成為蛋白 胨8g、酵母膏5g、葡萄糖lg、牛肉膏3g、自來水1000毫升，pH7.0。
發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為23-25t:，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為l: 1 (V:
v/min，與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期。
(4) 環(huán)狀芽胞桿菌液
采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基(發(fā)酵培養(yǎng)基)組成為蛋白 胨5g、酵母膏5g、葡萄糖10g、牛肉膏2g、自來水1000毫升，pH7.0。
環(huán)狀芽胞桿菌發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為24-28°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣 量為1: 1 (v: v/min，與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期。
2.復配
將以上制備的4種菌的發(fā)酵液按比例混合復配制成，或者將混合后的液體菌劑采用吸
附齊U吸附成為固體菌劑劑型。
所述的吸附劑選用草炭，硅藻土之一或混合，吸附劑總用量與4種菌液總重量的比為
(3 10): 1 ;
上述復合微生物菌劑的制備方法中未明確限定的均可按現(xiàn)有技術(shù)。 本發(fā)明所述的復合微生物菌劑中，各類微生物可以在兼氧、好氧環(huán)境生長。 本發(fā)明復合微生物菌劑最適使用溫度為沼氣池料液溫度在9'C以上，沼氣池原料是以糞 便、秸稈或兩者混合為主要原料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點 厶本發(fā)明復合菌劑的制取技術(shù)具有良好的重復性。
么該復合微生物菌劑在低溫下可明顯提高沼氣產(chǎn)量。只要沼氣發(fā)酵裝置中料液溫度保
持在9t:以上，以秸稈為主要原料的沼氣池比不加菌劑產(chǎn)氣量提高約30-50%，以糞便為主 要原料的沼氣池，比不加菌劑的提高40-60%以上。
、該復合微生物菌劑可以使啟動時間比不加菌劑縮短5-12天。
么該復合微生物菌劑的使用方法簡單，而且該菌劑具有長效性。由于沼氣池常年可以 使用，每戶每年平均可節(jié)省三至四個月的生活用煤。
5、對加該復合微生物菌劑后的沼渣測定結(jié)果表明，沼渣中氮、磷、鉀及有機質(zhì)含量都 比較高，是一種很好的有機肥料。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對發(fā)明進一步說明，但本發(fā)明不只限于此。如無特殊說明，原料的量 為重量份。各實施例中草炭、硅藻土市場上購買即可，如果購得原料細度不夠應粉碎后備 用。其中草炭是過60目篩，水含量10%以下普通草炭；硅藻土，過80目篩，水含量10% 以下普通硅藻土。
實施例l:
熒光假單胞菌，蠟質(zhì)芽胞桿菌，枯草芽胞桿菌和環(huán)狀芽胞桿菌由菌種保藏中心購得， 采用常規(guī)方法對熒光假單胞菌，蠟質(zhì)芽胞桿菌，枯草芽胞桿菌和環(huán)狀芽胞桿菌單獨發(fā)酵制 得4種菌液備用，各發(fā)酵原液有效活菌數(shù)應保持在10億個/毫升。具體方法如下
(1) 將上述4種微生物活化至各自的保藏用斜面培養(yǎng)基，28-3(TC培養(yǎng)24-36小時。
(2) 將活化好的菌種接到各自的液體培養(yǎng)基，蠟質(zhì)芽胞桿菌(^s"W"5"ce/^^J采用 牛肉膏5克、蛋白胨5克、氯化鈉5克，酵母粉1克，KH2P04 0. 5克，MgSO,O. 5克，自來 水1000毫升、pH值7. 0-7. 5 。熒光假單胞菌(/^eiyt/o/TO/7as A/"ofeJ采用葡萄糖30克、 牛肉膏10克、NaN03 3克、MgS04 7H20 0 . 3克、KC1 0. 3克、K2HP04 1. 5克、自來水1000 毫升，pH=6.0-6.5。枯草芽孢桿菌(泡cj77"s su6" W采用蛋白胨8g、酵母膏5g、 葡萄糖lg、牛肉膏3g、自來水1000毫升，PH7. 0。 23-28。C下?lián)u床160轉(zhuǎn)/分連續(xù)培養(yǎng)24-36 小時，得搖瓶培養(yǎng)液，準備接種種子罐。
(3) 種子罐100升，投料量70升，分別按照上述4種微生物液體培養(yǎng)基配方投料，投 料后12rC高壓濕熱滅菌，冷卻后按照10%接種量分別接入上述搖瓶培養(yǎng)液。分別培養(yǎng)至對 數(shù)生長期。
(4) 生產(chǎn)發(fā)酵罐1000升，裝料700升，生產(chǎn)罐的培養(yǎng)基同種子罐培養(yǎng)基。投料后121 'C高壓濕熱滅菌，冷卻后按照10%接種量分別接入上述達對數(shù)生長期的種子液。蠟質(zhì)芽孢 桿菌培養(yǎng)(發(fā)酵)時間以36hr為佳，培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為26°C，轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分，通 氣量為1: 1 (與發(fā)酵液的體積比)。熒光假單胞菌培養(yǎng)(發(fā)酵)時間以24hr為佳，培養(yǎng)(發(fā) 酵)溫度為25'C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為1: 1。環(huán)狀芽孢桿菌培養(yǎng)(發(fā)酵)時間以 28hr為佳，培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為28。C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為1: 1?？莶菅挎邨U菌 培養(yǎng)(發(fā)酵)時間以28hr為佳，培養(yǎng)(發(fā)酵)溫度為25"，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為
1: 1。
將按以上方法制得的4種菌液按熒光假單胞菌液0.06-0.15份，蠟質(zhì)芽胞桿菌液 0.04-0.08份，枯草芽胞桿菌液0.06-0. 10份，環(huán)狀芽胞桿菌液0. 05-0. 08份混合復配，
得復合微生物菌劑。
實施例2 :4種菌的發(fā)酵液的制備如實施例1。
草炭2份，硅藻土1份，將草炭和硅藻土進行滅菌后加入混合器，混合后加入微生物 菌劑，菌劑中枯草芽孢桿菌發(fā)酵原液0.1份，蠟質(zhì)芽胞桿菌發(fā)酵原液0. 08份，熒光假單胞 菌發(fā)酵原液O. l份，環(huán)狀芽胞桿菌發(fā)酵原液0.05份，各種菌液的有效活菌數(shù)分別在10億 個/毫升，微生物菌劑與草炭和硅藻土混合均勻后備用。該復合菌劑適合秸稈和糞便為主要 原料的沼氣池使用。
實施例3 : 4種菌的發(fā)酵液的制備如實施例1。
草炭1份，硅藻土1份，將草炭和硅藻土進行滅菌后加入混合器混合后加入微生物菌 劑，菌劑中枯草芽孢桿菌發(fā)酵p液0.08份，蠟質(zhì)芽胞桿菌發(fā)酵原液0. 04份，熒光假單胞 菌發(fā)酵原液O. 15份，環(huán)狀芽胞、桿菌發(fā)酵原液0.06份，各種菌液的有效活菌數(shù)分別在10億 個/毫升，微生物菌劑與草炭和硅藻土混合均勻后備用。該復合菌劑適合秸稈為主要原料的 沼氣池使用。
權(quán)利要求
1.一種復合微生物菌劑，其特征在于是由熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蠟質(zhì)芽胞桿菌(Bacillus cereus)、枯草芽胞桿菌(Bacillus subtilis)和環(huán)狀芽胞桿菌(Bacillus circulans)4種菌的發(fā)酵液組成，其中按重量份如下熒光假單胞菌液0.06-0.15份，蠟質(zhì)芽胞桿菌液0.04-0.08份，枯草芽胞桿菌液0.06-0.10份，環(huán)狀芽胞桿菌液0.05-0.08份；以上4種菌的發(fā)酵液中有效活菌數(shù)分別都在10億個/毫升以上。
2、 如權(quán)利要求1所述的復合微生物菌劑，其特征在于將混合后的液體菌劑采用吸附劑 吸附成為固體菌劑劑型，所述的吸附劑選用草炭，硅藻土之一或混合，吸附劑總用量與4 種菌液總重量的比為(3 10): 1。
3、 一種權(quán)利要求1或2所述的復合微生物菌劑的制備方法，包括4種菌的發(fā)酵液分別 按斜面菌種培養(yǎng)活化、搖瓶培養(yǎng)、種子罐液體發(fā)酵培養(yǎng)、發(fā)酵罐液體發(fā)酵生產(chǎn)，生產(chǎn)條件 如下(1)蠟質(zhì)芽胞桿菌液菌種培養(yǎng)活化及發(fā)酵培養(yǎng)基均采用牛肉膏5克、蛋白胨5克、氯化鈉5克、酵母粉1 克、KH2P04 0 . 5克、MgS040 . 5克、自來水1000毫升，pH值7. 0-7. 5;發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為25-28°C，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分，通氣量為1: 1 (v: v/min， 與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期；(2) 熒光假單胞菌液采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基組成葡萄糖30克、牛肉膏 10克、NaN03 3克、MgS04 7H20 0. 3克、KC1 0. 3克、K2HP04 1. 5克、自來水1000毫升， pH=6. 0-6.5;發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為23-25。C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為l: 1 (v: v/min， 與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期；(3) 枯草芽胞桿菌液采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基,液體培養(yǎng)基組成為蛋白胨8g、酵母膏5g、 葡萄糖lg、牛肉膏3g、自來水1000毫升，pH7.0;發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為23-25°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為1: 1 (v: v/min， 與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期；(4) 環(huán)狀芽胞桿菌液采用LB培養(yǎng)基作為菌種培養(yǎng)活化的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基組成為蛋白胨5g、酵母膏5g、 葡萄糖10g、牛肉膏2g、自來水1000毫升，pH7.0;環(huán)狀芽胞桿菌發(fā)酵培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為24-28°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分，通氣量為l: 1 (v: v/min，與發(fā)酵液的體積比)，培養(yǎng)至對數(shù)生長期； 將按以上方法制備的4種菌的發(fā)酵液按比例混合復配制成，或者將混合后的液體菌劑采 用吸附劑吸附成為固體菌劑劑型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沼氣池用復合微生物菌劑，它是由熒光假單胞菌液0.06-0.15份，蠟質(zhì)芽胞桿菌液0.04-0.08份，枯草芽胞桿菌液0.06-0.10份和環(huán)狀芽胞桿菌液0.05-0.08份4種微生物發(fā)酵液按比例混合而成。不僅可以促進冬季沼氣池正常產(chǎn)氣，而且可以利用秸稈為主要原料制取沼氣。
文檔編號C12R1/085GK101372666SQ200810140400
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者英 劉, 劉兆輝, 宋效宗, 張文君, 林海濤, 江麗華, 梅 王, 王艷芹, 袁長波, 鄭福麗 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所