一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明涉及一種能夠腐熟肉牛糞便的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用，它要解決現(xiàn)有肉牛糞便腐熟發(fā)酵過程糞肥升溫慢，纖維素降解率低，腐熟程度不高以及發(fā)酵周期長的問題。微生物制劑由長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉和白地霉制成。制備：一、在培養(yǎng)基上接種株菌；二、配制脫脂奶乳濁液，滅菌后進(jìn)行接種，搖床上培養(yǎng)得到生產(chǎn)發(fā)酵劑；三、生產(chǎn)發(fā)酵劑速凍后進(jìn)行冷凍干燥，得到凍干菌種粉末；四、按重量份數(shù)配比凍干菌種粉末，混勻后完成微生物制劑的制備。應(yīng)用此微生物制劑發(fā)酵肉牛糞便，升溫快，可以提高纖維素降解和有機(jī)肥產(chǎn)品的腐熟度，縮短發(fā)酵周期。
【專利說明】一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠腐熟肉牛糞便的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國肉牛養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，但隨之產(chǎn)生大量的糞便和污水，不僅影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還導(dǎo)致嚴(yán)重的農(nóng)村環(huán)境污染并危害人類健康。目前國內(nèi)外糞便處理措施都傾向于生產(chǎn)有機(jī)肥，其工藝主要有直接干燥、自然堆肥和微生物接種劑發(fā)酵等。牛糞含有機(jī)質(zhì) 14.5%，氮(幻 0.30-0.45%，磷(P2O5) 0.15-0.25%，鉀(K2O) 0.10-0.15%，與其他家畜比較牛糞中有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量在各種家畜中最低，同時質(zhì)地細(xì)密，纖維含量高，含水較多，分解慢，發(fā)熱量低，屬遲效性肥料。從而使得傳統(tǒng)利用肉牛糞便自然堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥的方法存在發(fā)酵過程中升溫慢，纖維素降解率低，腐熟程度不高，發(fā)酵周期長的問題。 [0003]微生物接種劑發(fā)酵是在堆肥的基礎(chǔ)上通過添加功能微生物，利用有益微生物的迅速繁殖代替土著微生物，調(diào)節(jié)堆肥菌群結(jié)構(gòu)、提高有益微生物活性，通過各菌種之間相互協(xié)同作用，形成復(fù)雜而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，快速分解糞便和秸桿等有機(jī)物料有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生熱能，使有機(jī)物料料溫度迅速升高，抑制或殺死病菌、蟲卵等有害生物，提高腐熟程度，生產(chǎn)真正意義上的生物有機(jī)肥。微生物菌種組合的合理選擇是影響有機(jī)肥生產(chǎn)效果的關(guān)鍵，目前國內(nèi)外利用微生物發(fā)酵家畜糞便生產(chǎn)有機(jī)肥的菌種很多，但主要針對豬、禽等非反芻動物糞便處理效果明顯，對纖維含量高的肉牛糞便處理效果不盡人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有肉牛糞便腐熟發(fā)酵過程糞肥升溫慢，纖維素降解率低，腐熟程度不高以及發(fā)酵周期長的問題，而提供一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑是按各凍干菌粉末重量由5~7份的長刺毛殼、4~6份的康寧木霉、3~5份的圓酵毛殼、3~5份的綠色木霉和2~3份的白地霉制成。
[0006]本發(fā)明肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的制備方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]一、將PDA培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基在121°C的溫度下進(jìn)行滅菌20分鐘，然后冷卻至30°C，再將長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉4株菌株分別接種到4份PDA培養(yǎng)基中，將I株白地霉菌株接種到麥芽汁液體培養(yǎng)基中，在28°C搖床培養(yǎng)24小時，得到5株母發(fā)酵劑；
[0008]二、配制10%的脫脂奶乳濁液，向脫脂奶乳濁液中加入2%液態(tài)甘油、1%低聚木糖、1%葡萄糖，121°c滅菌20分鐘冷卻至30°C，按2%體積比例分別接種5株母發(fā)酵劑，28°C搖床培養(yǎng)48小時，得到5株生產(chǎn)發(fā)酵劑；
[0009]三、分別將步驟二得到的5株生產(chǎn)發(fā)酵劑在無菌條件下導(dǎo)入5個玻璃安瓶中，加蓋瓶塞后進(jìn)行速凍處理，凍結(jié)后的發(fā)酵劑轉(zhuǎn)移到凍干機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，得到5株凍干菌種粉末；
[0010] 四、按重量比稱取長刺毛殼凍干菌種粉末5~7份、康寧木霉凍干菌種粉末4~6份、圓酵毛殼凍干菌種粉末3~5份、綠色木霉凍干菌種粉末3~5份和白地霉凍干菌種粉末2~3份，充分混勻后裝入真空包袋得到肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑。
[0011]應(yīng)用本發(fā)明的肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑發(fā)酵肉牛糞便的方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0012]一、將新鮮肉牛糞便、秸桿、草炭、甜菜渣、豆腐渣和沸石粉混合，攪拌均勻得到有機(jī)物料；
[0013]二、將肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑按處理每噸有機(jī)物料添加50g的比例用1000g的30~35°C溫水溶解，向溫水中加入10~20g紅糖，在常溫下放置10~14小時后用噴霧器或噴壺均勻噴灑添加到有機(jī)物料中，在常溫下堆積發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，發(fā)酵12天得到發(fā)酵成熟的肉牛糞便有機(jī)肥。
[0014]本發(fā)明針對肉牛糞便有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量在各種家畜糞便中最低，同時質(zhì)地細(xì)密，纖維含量高，含水較多，分解慢，發(fā)熱量低的特點(diǎn)，通過篩選最佳菌種組合來快速發(fā)酵肉牛糞便來生產(chǎn)有機(jī)肥，此肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑可以在發(fā)酵第12天使堆肥中纖維素的降解率降低到70.3%，高溫時間可持續(xù)8天，提高了纖維素降解和有機(jī)肥產(chǎn)品的腐熟度，縮短了發(fā)酵周期，從而提高肉牛糞的發(fā)酵效率和有機(jī)肥質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑是按各凍干菌粉末重量由5~7份的長刺毛殼、4~6份的康寧木霉、3~5份的圓酵毛殼、3~5份的綠色木霉和2~3份的白地霉制成。
[0016]本實(shí)施方式所述的長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉和白地霉這5株菌均購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)，其中長刺毛殼(Chaetomiumdolichotrichum)的保藏編號為 CGMCC No:3.3616 ;康寧木霉(Trichoderma koningii)的保藏編號為CGMCC No:3.4033 ;圓酵毛殼(Chaetomium torulosum)的保藏編號為CGMCCNo:3.3617 ;綠色木霉(Trichoderma viride)的保藏編號為 CGMCC No:3.3744 ;白地霉(Geotrichum candidum)的保藏編號為 CGMCC No:2.1O62。
[0017]用本實(shí)施方式的肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑制作有機(jī)肥，可顯著加快肉牛糞便腐熟發(fā)酵過程的升溫速度，延長高溫時間，提高纖維素降解和有機(jī)肥產(chǎn)品的腐熟度，縮短發(fā)酵周期，進(jìn)而提高奶牛糞發(fā)酵效率和有機(jī)肥質(zhì)量。
[0018]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑是按各凍干菌粉末重量由6份的長刺毛殼、5份的康寧木霉、4份的圓酵毛殼、4份的綠色木霉和2份的白地霉制成。
[0019]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的制備方法按下列步驟實(shí)施:
[0020]一、將PDA培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基在121 °C的溫度下進(jìn)行滅菌20分鐘，然后冷卻至30°C，再將長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉4株菌株分別接種到4份PDA培養(yǎng)基中，將I株白地霉菌株接種到麥芽汁液體培養(yǎng)基中，在28°C搖床培養(yǎng)24小時，得到5株母發(fā)酵劑；
[0021]二、配制10%的脫脂奶乳濁液，向脫脂奶乳濁液中加入2%液態(tài)甘油、1%低聚木糖、1%葡萄糖，121°c滅菌20分鐘冷卻至30°C，按2%體積比例分別接種5株母發(fā)酵劑，28°C搖床培養(yǎng)48小時，得到5株生產(chǎn)發(fā)酵劑；[0022]三、分別將步驟二得到的5株生產(chǎn)發(fā)酵劑在無菌條件下導(dǎo)入5個玻璃安瓶中，加蓋瓶塞后進(jìn)行速凍處理，凍結(jié)后的發(fā)酵劑轉(zhuǎn)移到凍干機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，得到5株凍干菌種粉末；
[0023]四、按重量比稱取長刺毛殼凍干菌種粉末5~7份、康寧木霉凍干菌種粉末4~6份、圓酵毛殼凍干菌種粉末3~5份、綠色木霉凍干菌種粉末3~5份和白地霉凍干菌種粉末2~3份，充分混勻后裝入真空包袋得到肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑。
[0024]本實(shí)施方式步驟二配制脫脂奶乳濁液所涉及的各原料百分比均指質(zhì)量百分比，步驟三所述的速凍處理是在_30°C冰箱中處理的。
[0025]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三不同的是步驟一所述的長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉和白地霉均是按培養(yǎng)基體積的10%進(jìn)行接種的。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】五:應(yīng)用實(shí)施方式一的肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑發(fā)酵肉牛糞便的方法按下列步驟實(shí)施:
[0027]一、將新鮮肉牛糞便、秸桿、草炭、甜菜渣、豆腐渣和沸石粉混合，攪拌均勻得到有機(jī)物料；
[0028]二、將肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑按處理每噸有機(jī)物料添加50g的比例用1000g的30~35°C溫水溶解，向溫水中加入10~20g紅糖，在常溫下放置10~14小時后用噴霧器或噴壺均勻噴灑添加到有機(jī)物料中，在常溫下堆積發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，發(fā)酵12天得到發(fā)酵成熟的肉牛糞便有機(jī)肥。
[0029]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五不同的是步驟一按重量百分比將70%的新鮮肉牛糞便、13%的秸桿、9%的草炭、3.5%的甜菜渣、3%的豆腐渣和1.5%的沸石粉混合。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五或六不同的是步驟一所述的秸桿為玉米秸、豆秸、水稻秸或麥秸。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】五或六相同。
[0031]實(shí)施例一:本實(shí)施例肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的制備方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0032]一、將PDA培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基在121 °C的溫度下進(jìn)行滅菌20分鐘，然后冷卻至30°C，按培養(yǎng)基體積的10%分別再將長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉4株菌株分別接種到4份PDA培養(yǎng)基中，將I株白地霉菌株接種到麥芽汁液體培養(yǎng)基中，在28°C搖床培養(yǎng)24小時，得到5株母發(fā)酵劑；
[0033]二、配制10%的脫脂奶乳濁液，向脫脂奶乳濁液中加入2%液態(tài)甘油、1%低聚木糖、1%葡萄糖，121°C滅菌20分鐘冷卻至30°C，按2%體積比例分別接種5株母發(fā)酵劑，28°C搖床培養(yǎng)48小時，得到5株生產(chǎn)發(fā)酵劑；
[0034]三、分別將步驟二得到的5株生產(chǎn)發(fā)酵劑在無菌條件下導(dǎo)入5個玻璃安瓶中，加蓋瓶塞后進(jìn)行速凍處理，凍結(jié)后的發(fā)酵劑轉(zhuǎn)移到凍干機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，得到5株凍干菌種粉末；
[0035]四、按重量比稱取長刺毛殼凍干菌種粉末6份、康寧木霉凍干菌種粉末5份、圓酵毛殼凍干菌種粉末4份、綠色木霉凍干菌種粉末4份和白地霉凍干菌種粉末2份，充分混勻后裝入真空包袋得到肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑。
[0036]本實(shí)施例步驟一所述的PDA培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基按微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊敘述的方法配制。
[0037]應(yīng)用實(shí)施例的肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑發(fā)酵肉牛糞便的方法按下列步驟實(shí)施:
[0038]一、按重量百分比將70%的新鮮肉牛糞便、13%的秸桿、9%的草炭、3.5%的甜菜渣、3%的豆腐渣和1.5%的沸石粉混合，攪拌均勻得到有機(jī)物料；
[0039]二、按每噸有機(jī)物料添加50g的比例先將肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑用30°C的1000g溫水溶解，然后再加入15g紅糖，在常溫下放置12小時后用噴霧器均勻噴灑添加到有機(jī)物料中，在常溫下堆積發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，發(fā)酵12天得到發(fā)酵成熟的肉牛糞便有機(jī)肥。
[0040]通過在肉牛場進(jìn)行效果對比試驗(yàn)，分別設(shè)置試驗(yàn)組和對照組，試驗(yàn)組按實(shí)施例所述方法處理有機(jī)物料，對照組為常規(guī)自然堆肥發(fā)酵。對所得數(shù)據(jù)加以綜合分析獲得如下結(jié)果:
[0041]1、試驗(yàn)組于發(fā)酵第4天到達(dá)高溫階段(>50°C)，較對照組提前3天；試驗(yàn)組第7天堆溫達(dá)到最高值，平均為71.2°C，較對照組提前5天且顯著高于最高發(fā)酵溫度63.5°C;試驗(yàn)組高溫持續(xù)8天，較對照組延長2天。結(jié)果表明本方法能夠快速提高有機(jī)物料的發(fā)酵溫度，而且高溫發(fā)酵時間維持長，使有機(jī)物料快速充分熟化，進(jìn)而加快堆肥發(fā)酵速度，縮短了發(fā)酵堆肥時間。
[0042]2、纖維素降解率方面，試驗(yàn)組于發(fā)酵第12天堆肥中纖維素降解率為70.3%，對照組為43.5%,試驗(yàn)組較對照組提高61.6%，差異均達(dá)到顯著水平(P < 0.05)。該試驗(yàn)結(jié)果表明，本方法處理可顯著提高纖維素的降解，進(jìn)而促進(jìn)有機(jī)物料快速充分熟化。
[0043]3、試驗(yàn)組于發(fā)酵第12天堆肥的發(fā)芽指數(shù)為85.3%，而對照組堆肥進(jìn)行到第28天時，發(fā)芽指數(shù)為85.1%，試驗(yàn)組較對照組提前16天。種子發(fā)芽指數(shù)(GI)是判斷堆肥毒性和腐熟度的重要參數(shù)，理論上認(rèn)為當(dāng)發(fā)芽指數(shù)達(dá)到85%時，可認(rèn)為堆肥已沒有植物毒性或者說堆肥已經(jīng)腐熟。該試驗(yàn)結(jié)果表明，本方法處理有機(jī)物料可以加快堆肥的腐熟度，縮短堆肥時間。
【權(quán)利要求】
1.一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑，其特征在于肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑是按各凍干菌粉末重量由5~7份的長刺毛殼、4~6份的康寧木霉、3~5份的圓酵毛殼、3~5份的綠色木霉和2~3份的白地霉制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑，其特征在于肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑是按各凍干菌粉末重量由6份的長刺毛殼、5份的康寧木霉、4份的圓酵毛殼、4份的綠色木霉和2份的白地霉制成。
3.制備如權(quán)利要求1所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的方法，其特征在于肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的制備方法按下列步驟實(shí)施: 一、將PDA培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基在121°C的溫度下進(jìn)行滅菌20分鐘，然后冷卻至30°C，再將長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉4株菌株分別接種到4份PDA培養(yǎng)基中，將I株白地霉菌株接種到麥芽汁液體培養(yǎng)基中，在28°C搖床培養(yǎng)24小時，得到5株母發(fā)酵劑； 二、配制10%的脫脂奶乳濁液，向脫脂奶乳濁液中加入2%液態(tài)甘油、1%低聚木糖、1%葡萄糖，121 °C滅菌20分鐘冷卻至30°C，按2%體積比例分別接種5株母發(fā)酵劑，28°C搖床培養(yǎng)48小時，得到5株生產(chǎn)發(fā)酵劑； 三、分別將步驟二得到的5株生產(chǎn)發(fā)酵劑在無菌條件下導(dǎo)入5個玻璃安瓶中，加蓋瓶塞后進(jìn)行速凍處理，凍結(jié)后的發(fā)酵劑轉(zhuǎn)移到凍干機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，得到5株凍干菌種粉末； 四、按重量比稱取長刺毛殼凍干菌種粉末5~7份、康寧木霉凍干菌種粉末4~6份、圓酵毛殼凍干菌 種粉末3~5份、綠色木霉凍干菌種粉末3~5份和白地霉凍干菌種粉末2~3份，充分混勻后裝入真空包袋得到肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的制備方法，其特征在于步驟一所述的長刺毛殼、康寧木霉、圓酵毛殼、綠色木霉和白地霉均是按培養(yǎng)基體積的10%進(jìn)行接種的。
5.如權(quán)利要求1所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑發(fā)酵肉牛糞便的方法按下列步驟實(shí)現(xiàn): 一、將新鮮肉牛糞便、秸桿、草炭、甜菜渣、豆腐渣和沸石粉混合，攪拌均勻得到有機(jī)物料； 二、將肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑按處理每噸有機(jī)物料添加50g的比例用1000g的30~35°C溫水溶解，向溫水中加入10~20g紅糖，在常溫下放置10~14小時后用噴霧器或噴壺均勻噴灑添加到有機(jī)物料中，在常溫下堆積發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，發(fā)酵12天得到發(fā)酵成熟的肉牛糞便有機(jī)肥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的應(yīng)用，其特征在于步驟一按重量百分比將70%的新鮮肉牛糞便、13%的秸桿、9%的草炭、3.5%的甜菜渣、3%的豆腐渣和1.5%的沸石粉混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種肉牛糞便快速腐熟的微生物制劑的應(yīng)用，其特征在于步驟一所述的秸桿為玉米秸、豆秸、水稻秸或麥秸。
【文檔編號】C12N1/14GK103642701SQ201310653376
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】劉春龍, 姜天瑞, 李寶山, 李忠秋, 張帆, 任延銘, 王玉珠 申請人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所