專利名稱：一種環(huán)保秸稈發(fā)酵劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利于環(huán)保的秸稈發(fā)酵微生物菌劑。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機物等，是一種戰(zhàn)略性后備可再生資源，我國作物秸稈資源豐富，數(shù)量巨大，種類多樣，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每年的作物秸稈產(chǎn)出量7億噸以上，其中稻草2. 3億噸，玉米秸稈2. 2億噸，豆類薯類等3億噸，占世界總秸稈量的30%左右。由于秸稈在短期內(nèi)不易腐解，導致秸稈資源長期沒有得到合理的開發(fā)，除少量用于墊圈、喂養(yǎng)牲畜、部分用于堆慪肥外，大部分都作為生活燃料燒掉了，在種植業(yè)為主的地區(qū)，作物秸稈已經(jīng)成為生產(chǎn)中的障礙。所以，焚燒秸稈遍及廣大鄉(xiāng)村，由此引起環(huán)境污染與有機資源的嚴重浪費。據(jù)統(tǒng)計，全國用作還田和有機肥料的作物秸稈僅占總量的20%左右， 焚燒占17%，秸稈燃燒后主要產(chǎn)物為二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫等有害氣體，這些氣體進入大氣后造成嚴重的環(huán)境污染。每到收獲季節(jié)農(nóng)村出現(xiàn)“村村點火，處處冒煙”的景象， 秸稈焚燒有四大壞處一是浪費資源，導致大量有機物不能回田；二是嚴重污染環(huán)境；三經(jīng)常引發(fā)火災(zāi)和交通事故；四破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)，造成土壤肥力下降。目前，對秸稈的降解主要采用以下三種方式物理方式，包括粉碎、蒸煮、熱噴等； 2)化學方式，包括酸性水解、堿性水解、氨化和氧化降解；幻微生物降解。物理或化學方法處理秸稈，只能略為提高半纖維素的消化率，對纖維素和木質(zhì)素的作用不大，不能提高秸稈的營養(yǎng)價值和消化率。化學方法能破壞木質(zhì)素與多糖之間的酯鍵結(jié)合，使纖維素、半纖維素與木質(zhì)素分離，將不溶的木質(zhì)素變成較易溶解的羥基木質(zhì)素， 使秸稈結(jié)構(gòu)變得疏松，結(jié)晶纖維素變成無定型纖維素，進而使得秸稈易于分解。但化學方法的缺點在于纖維素含量太高，蛋白質(zhì)含量低；礦物質(zhì)含量不平衡，缺乏維生素A、維生素 D和維生素E等；微生物對纖維素的降解是通過分泌到胞外的游離纖維素酶，以水解酶機制和氧化酶機制降解纖維素。利用微生物可將纖維素最終分解成為二氧化碳和水，而通過微生物自身的生長又可產(chǎn)生大量的菌體蛋白，因此運用微生物法處理秸稈，可以大幅度提高其營養(yǎng)價值，與物理化學方法相比，具有許多無可比擬的優(yōu)點。選育和利用作物秸稈高效降解微生物菌株，研發(fā)高效降解菌劑，建立作物秸稈田間原位生物轉(zhuǎn)化還田技術(shù)，是目前國內(nèi)外重要發(fā)展趨勢之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)在秸稈發(fā)酵降解過程中所利用的微生物菌劑種類單一、 分解能力弱、纖維素總降解率低以及發(fā)酵周期長等問題，提供一種高效環(huán)保秸稈發(fā)酵劑。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備秸稈有機肥料的方法，其使用本發(fā)明的環(huán)保秸稈發(fā)酵劑發(fā)酵秸稈，得到有機肥料，腐熟還田。本發(fā)明的秸稈發(fā)酵復(fù)合菌劑，各菌種之間合理配伍，共生協(xié)調(diào)，互不拮抗，其制備方法簡便，方法易行，由于在處理的過程中物料得到徹底腐熟，產(chǎn)生大量功能微生物以及多種代謝產(chǎn)物如植物激素、抗生素等，從而刺激作物生長發(fā)育，提高土壤養(yǎng)分，改良土壤結(jié)構(gòu)， 其操作簡便，利于生產(chǎn)。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，該菌劑的活性成分包括下列重量百分比的原料枯草芽孢桿菌25%，綠色木霉15%，釀酒酵母18%，黑曲霉12%，吸水鏈霉菌10%，康寧木霉10%，節(jié)桿菌10%。上述菌劑中，所述枯草芽孢桿菌具體可為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis) ACCC 01178 ；所述綠色木霉具體可為綠色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30206 ；所述釀酒酵母具體可為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ACCC 20037 ；所述黑曲霉具體可為黑曲霉(Aspergillus niger)ACCC30117 ；所述吸水鏈霉菌具體可為吸水鏈霉菌(Str印tomyces hygroscopicus) ACCC41508 ；所述康寧木霉具體可為康寧木霉(Trichoderma konigii)ACCC 30388 ；所述節(jié)桿菌具體可為節(jié)桿菌(Arthrobacter SP. ) ACCC 10658 ；本發(fā)明的微生物復(fù)合菌劑可以為液體菌劑，也可以為固體菌劑。本申請發(fā)明人經(jīng)過多年創(chuàng)造性勞動，經(jīng)過大量篩選試驗，對菌株進行合理配伍，獲得的菌劑配方合理，使用方便，腐熟秸稈速度快，采用現(xiàn)代微生物發(fā)酵工程技術(shù)，將篩選培養(yǎng)的多種能夠高效產(chǎn)生纖維素酶、半纖維素酶和木質(zhì)素酶的功能菌株組合培養(yǎng)而成為一種復(fù)合微生物菌劑，由枯草芽孢桿菌25%，綠色木霉15%，釀酒酵母18%，黑曲霉12%，吸水鏈霉菌10%，康寧木霉10%，節(jié)桿菌10%多功能菌株構(gòu)成，具有菌株組合新、結(jié)構(gòu)穩(wěn)、酶活強、菌數(shù)高等特點。本發(fā)明提供的復(fù)合微生物菌劑加快秸稈發(fā)酵，該菌劑微生物間具有良好的協(xié)同效應(yīng)；對難以降解的玉米、水稻等秸稈具有高效的降解性能，尤其是在低溫條件下； 適應(yīng)外界環(huán)境能力強；該菌劑主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植中作物秸稈腐熟還田，將其轉(zhuǎn)化為高效、 安全、環(huán)保的生物有機肥。本發(fā)明的環(huán)保秸稈發(fā)酵劑能快速腐熟農(nóng)作物秸稈，可在10天左右將田間秸稈迅速腐熟，相對于現(xiàn)有技術(shù)的菌劑大大減少了腐熟時間，解決了農(nóng)作物秸稈還田中存在腐熟慢、還田難的問題，提高了土壤有機質(zhì)含量，起到了“用地養(yǎng)地”的作用，破解了長期以來在秸稈還田問題上政府鼓勵、農(nóng)民懈怠的困局。本發(fā)明還提供了一種環(huán)保秸稈發(fā)酵菌的制備方法，其中各菌種制備步驟是1、各種菌種的單獨擴大培養(yǎng)A、枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌的培養(yǎng)將枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌試管種首先接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后接種到三角瓶里做振蕩二級液體培養(yǎng)， 然后轉(zhuǎn)入液體發(fā)酵罐做三級液體培養(yǎng)，最后接種到固體培養(yǎng)基上作四級培養(yǎng)，至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-4. OX IO8個/克。B、綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉的培養(yǎng)將綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉菌種分別接種在馬鈴薯培養(yǎng)基(參照微生物學試驗課本)上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-5. OX IO8個/克。C、釀酒酵母的培養(yǎng)釀酒酵母首先接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到 1. 0-5. OX IO8 個 / 克。D、吸水鏈霉菌培養(yǎng)吸水鏈霉菌首先在高氏一號培養(yǎng)基上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到1. 0-5. OX IO8個/克。E、將以上枯草芽孢桿菌，綠色木霉，釀酒酵母，黑曲霉，吸水鏈霉菌，康寧木霉，節(jié)桿菌所培養(yǎng)的種菌劑按所述比例進行攪拌混合，優(yōu)選以硅藻土 G0-80目)為載體，按照 1 3-4的重量比與菌種培養(yǎng)物攪拌混合。F、干燥將混合好物料進行干燥，干燥溫度為20-50°C，干燥后含水量為20-30% ；G、檢驗、包裝按質(zhì)量標準檢驗，成品按重量進行包裝，即得環(huán)保秸稈發(fā)酵劑。注，上述步驟中菌種擴大培養(yǎng)及制備固體菌劑的方法不是唯一的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)常識選擇合適的培養(yǎng)基及擴大培養(yǎng)方法，使活菌數(shù)達到IO8個/克，以及按照常規(guī)制備固體菌劑的方法制備。秸稈腐熟還田操作說明本發(fā)明環(huán)保秸稈發(fā)酵劑劑適用于水稻、小麥、玉米等秸稈的還田，可采用直接粉碎平鋪或堆腐還田，每畝推薦用量為2-3kg。1、玉米秸稈旋耕滅茬腐熟還田技術(shù)模式(1)秸稈平鋪。上茬作物成熟后采用帶粉碎機的收割機收割或?qū)⑽捶鬯榈霓r(nóng)作物秸稈粉碎為10-15cm，粉碎后的秸稈均勻撒在田間。( 施用本發(fā)明環(huán)保秸稈發(fā)酵劑。耕地前將秸稈發(fā)酵劑與適量泥土或底肥拌勻，立即撒施到鋪好秸稈的田內(nèi)。在按當?shù)馗弋a(chǎn)標準施用底肥的同時每畝加施農(nóng)家糞肥100-200 公斤或尿素3-5公斤或碳銨15公斤調(diào)節(jié)碳氮比。(3)耕翻滅茬。用滅茬旋耕機進行滅茬，將作物秸稈翻埋入耕層土壤內(nèi)，然后灌水， 淹水7-10厘米深，機插秧淹水1-3厘米深。(4)日常管理。其它施肥及病蟲害防治參照高產(chǎn)要求正常進行。2、水稻——小麥(油菜、大豆等)秸稈還田模式(1)秸稈平鋪。水稻收獲后，將秸稈用粉碎機粉碎或用鍘草機切斷，長度5-20cm， 均勻平鋪于田面。(2)施用本發(fā)明環(huán)保秸稈發(fā)酵劑。每畝用^g，用20_30kg細土混勻，均勻撒施于作物秸稈表面，每畝用糞肥200kg或尿素5-10kg，潑撒于秸稈表面調(diào)節(jié)碳氮比。(3)翻耕。立即翻耕，將作物秸稈和秸稈發(fā)酵復(fù)合菌劑等一同翻入地下，深度 10-15cm.，田間含水量以50%為宜，否則在翻埋后及時灌水。(4)后期管理。按常規(guī)方式施肥、播種。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠加快有機質(zhì)的分解速度，10天左右就能完全分解農(nóng)作物秸稈還田，秸稈腐解變黑，達到腐熟；同時加速秸稈中營養(yǎng)元素釋放，為后期作物的生長提供更多的養(yǎng)分，維持和提高土壤肥力；不影響下茬作物的種植和移栽、有利于種植/移栽茬口時間遷移；且提高土壤有機質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)，提高下茬作物單產(chǎn)，下茬作物產(chǎn)量提高 7%以上，并具有一定的抗病效果，可廣泛應(yīng)用于水稻、小麥、油菜，玉米等作物秸稈還田；同時還可以改良土壤，提高肥料利用率，減肥增效，減少富余秸稈的焚燒環(huán)境污染，綜合效益顯著。有效提高我國作物秸稈還田數(shù)量，減少污染源，降低農(nóng)民生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟收入，有
5力地促進我國農(nóng)業(yè)種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
具體實施例方式實施例1 一種環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，該菌劑的活性成分為下列重量百分比的原料枯草芽孢桿菌25%，綠色木霉15%，釀酒酵母18%，黑曲霉12%，吸水鏈霉菌10%，康寧木霉10%，節(jié)桿菌10%。所述的枯草芽孢桿菌，綠色木霉，釀酒酵母，黑曲霉，吸水鏈霉菌，康寧木霉，節(jié)桿菌的選擇是廣泛的，均可以從商業(yè)途徑購買得到，例如中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心， 中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，或者美國菌種保藏中心(ATCC)以及其它市售途徑。其中各菌種制備步驟是各種菌種的單獨擴大培養(yǎng)A、枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌的培養(yǎng)將枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌試管種首先接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后接種到三角瓶里做振蕩二級液體培養(yǎng)， 然后轉(zhuǎn)入液體發(fā)酵罐做三級液體培養(yǎng)，最后接種到固體培養(yǎng)基上作四級培養(yǎng)，至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-4. OX IO8個/克。B、綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉的培養(yǎng)將綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉菌種分別接種在馬鈴薯培養(yǎng)基(參照微生物學試驗課本)上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-5. OX IO8個/克。C、釀酒酵母的培養(yǎng)釀酒酵母首先接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)上， 28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到 1. 0-5. OX IO8 個 / 克。D、吸水鏈霉菌培養(yǎng)吸水鏈霉菌首先在高氏一號培養(yǎng)基上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到1. 0-5. OX IO8個/克。E、將以上枯草芽孢桿菌，綠色木霉，釀酒酵母，黑曲霉，吸水鏈霉菌，康寧木霉，節(jié)桿菌所培養(yǎng)的種菌劑按一定的質(zhì)量比進行攪拌混合。模擬玉米秸稈發(fā)酵的應(yīng)用效果堆肥反應(yīng)器中裝入土 50kg，玉米秸稈3kg，尿素，0.(^kg，按上述制備方法制得的菌劑200g，將IOg玉米秸稈+尿素0. 5g的20個尼龍袋子埋入IOcm處，堆置IOd后，測定袋中玉米干重，利用重量比測得玉米秸稈的降解率為61 %，玉米秸稈已經(jīng)腐解變軟，發(fā)黑。實施例2一種環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，該菌劑的活性成分為下列重量百分比的原料枯草芽孢桿菌25%，綠色木霉15%，釀酒酵母18%，黑曲霉12%，吸水鏈霉菌10 %，康寧木霉10 %，節(jié)桿菌10%。上述菌劑中，所述枯草芽孢桿菌具體為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtil is) ACCC 01178 ；
所述綠色木霉具體為綠色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30206 ；所述釀酒酵母具體為釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)ACCC 20037 ；所述黑曲霉具體為黑曲霉(Aspergillusniger)ACCC30117 ；所述吸水鏈霉菌具體為吸水鏈霉菌(Sti^ptomyces hygroscopicus)ACCC41508 ；所述康寧木霉具體為康寧木霉(Trichoderma konigii)ACCC 30388 ；所述節(jié)桿菌具體為節(jié)桿菌(Arthrobacter SP.) ACCC 10658 ；其中各菌種制備步驟是A、枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌的培養(yǎng)將枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌試管種首先接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，28-300C，作一級斜面培養(yǎng)，然后接種到三角瓶里做振蕩二級液體培養(yǎng)， 然后轉(zhuǎn)入液體發(fā)酵罐做三級液體培養(yǎng)，最后接種到固體培養(yǎng)基上作四級培養(yǎng)，至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-4. OX IO8個/克。B、綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉的培養(yǎng)將綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉菌種分別接種在馬鈴薯培養(yǎng)基(參照微生物學試驗課本)上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到2. 0-5. OX IO8個/克。C、釀酒酵母的培養(yǎng)釀酒酵母首先接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)上， 28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)等至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到 1. 0-5. OX IO8 個 / 克。D、吸水鏈霉菌培養(yǎng)吸水鏈霉菌首先在高氏一號培養(yǎng)基上，28-30°C，作一級斜面培養(yǎng)，然后二級種子培養(yǎng)、混合發(fā)酵培養(yǎng)至產(chǎn)品中活菌數(shù)達到1. 0-5. OX IO8個/克。E、將以上枯草芽孢桿菌，綠色木霉，釀酒酵母，黑曲霉，吸水鏈霉菌，康寧木霉，節(jié)桿菌所培養(yǎng)的種菌劑按一定的質(zhì)量比進行攪拌混合，優(yōu)選以硅藻土 G0-80目)為載體，按照1 3-4的重量比與菌種培養(yǎng)物攪拌混合。F、干燥將混合好物料進行干燥，干燥溫度為20-50°C，干燥后含水量為20-30% ；G、檢驗、包裝按質(zhì)量標準檢驗，成品按重量進行包裝，即得環(huán)保秸稈發(fā)酵劑。實施例3采用實施例2制得的環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，實驗地點選在山東省蒼山縣南張峪村，主要輪作模式為早稻-晚稻-油菜，早稻收獲后全量秸稈還田，實行免耕拋秧。供試作物為雜交稻。試驗結(jié)果水稻收獲后將秸稈鋪于實驗田中，添加本發(fā)明環(huán)保秸稈發(fā)酵劑的實驗田按照每畝施用2kg實施例2制備的菌劑，對照組則不用環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，然后灌水，觀察秸稈腐熟變化情況表1不同處理的秸稈腐熟情況
權(quán)利要求
1.一種秸稈發(fā)酵劑，其特征在于由下述重量百分比原料配制而成 枯草芽孢桿菌22-25 %，綠色木霉10-20 %，釀酒酵母15-20%，黑曲霉10-15%， 吸水鏈霉菌8-15%，康寧木霉8-15%， 節(jié)桿菌8-15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈發(fā)酵劑，其由下述重量百分比原料配制而成 枯草芽孢桿菌25% 綠色木霉15%，釀酒酵母18% 黑曲霉12%， 吸水鏈霉菌10 % 康寧木霉10 %， 節(jié)桿菌10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述秸稈發(fā)酵劑，其特征在于所述枯草芽孢桿菌具體為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtil is) ACCC 01178 ；所述綠色木霉具體為綠色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30206 ；所述釀酒酵母具體為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ACCC 20037 ；所述黑曲霉具體為黑曲霉(Aspergillus niger)ACCC30117 ；所述吸水鏈霉菌具體為吸水鏈霉菌(Sti^ptomyces hygroscopicus)ACCC41508 ；所述康寧木霉具體為康寧木霉CTrichoderma konigii)ACCC 30388 ；所述節(jié)桿菌具體為節(jié)桿菌(Arthrobacter SP.) ACCC 10658。
4.權(quán)利要求1-3任一項所述秸稈發(fā)酵劑的制備方法，其特征在于將枯草芽孢桿菌、節(jié)桿菌接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，綠色木霉、黑曲霉、康寧木霉接種在馬鈴薯培養(yǎng)基，釀酒酵母接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基，吸水鏈霉菌接種再在高氏一號培養(yǎng)基上，分別培養(yǎng)至活菌數(shù)達到1. 0-5. OX IO8個/克，按照質(zhì)量比例混合。
5.權(quán)利要求1-3所述的秸稈發(fā)酵劑在制備秸稈有機肥料中的應(yīng)用。
6.一種制備秸稈有機肥料的方法，是用權(quán)利要求1-3所述菌劑發(fā)酵秸稈，得到秸稈有機肥料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保秸稈發(fā)酵劑，它由下述七種重量百分比原料配制而成枯草芽孢桿菌25％，綠色木霉15％，釀酒酵母18％，黑曲霉12％，吸水鏈霉菌10％，康寧木霉10％，節(jié)桿菌10％。本發(fā)明的菌劑能夠加快纖維素的分解速度，十天左右就能完全分解農(nóng)作物秸稈還田，秸稈腐解變黑，達到腐熟；同時加速秸稈中營養(yǎng)元素釋放，為后期作物的生長提供更多的養(yǎng)分，維持和提高土壤肥力，提高土壤有機質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)，下茬作物產(chǎn)量提高10％左右，可廣泛應(yīng)用于水稻、小麥、玉米等作物秸稈還田。
文檔編號C12R1/55GK102517217SQ20111044298
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者何穎霞 申請人:何穎霞