一種棉花秸稈有機(jī)肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，屬于作物秸桿的回收利用技術(shù)，具體涉及一種棉花秸桿有 機(jī)肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化肥是作物的"糧食"，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展中起著十分重要的作用。我國 的化肥生產(chǎn)和使用量巨大，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2013年化肥生產(chǎn)量7037萬噸（折純，下同）， 農(nóng)用化肥施用量5912萬噸。當(dāng)前我國化肥施用存在過量施肥，施肥不均勻，重化肥、輕有機(jī) 肥等問題。我國農(nóng)作物畝均化肥用量21.9公斤，遠(yuǎn)高于世界平均水平(每畝8公斤），是美國 的2.6倍，歐盟的2.5倍。對蔬菜、果樹等附加值較高的經(jīng)濟(jì)園藝作物過量施肥比較普遍。目 前，我國有機(jī)肥利用率低，有機(jī)肥資源總養(yǎng)分約7000多萬噸，實(shí)際利用不足40%。其中，畜禽 糞便養(yǎng)分還田率為50%左右，農(nóng)作物秸桿養(yǎng)分還田率為35%左右。為提高肥料利用率，減少 不合理投入，保障糧食等主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)部制訂了《到 2020年化肥使用量零增長行動方案》。
[0003] 棉花秸桿桿富含纖維素、木質(zhì)素和多縮戊糖等物質(zhì)，是重要的農(nóng)業(yè)可再生資源，具 有很高的開發(fā)利用價(jià)值，目前已被廣泛開發(fā)應(yīng)用于飼料、燃料、造紙?jiān)稀?fù)合材料、再生纖 維素人造絲、活性炭、羧甲基纖維素、木糖等多種用途。我國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國，棉 花產(chǎn)量約占年度全球棉花總產(chǎn)量的30%，棉桿資源非常豐富，2013年中國棉桿資源量為 3149.5萬t，但棉花秸桿難于腐熟，所以怎樣合理高效開發(fā)利用棉花秸桿資源，對于促進(jìn)我 國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種棉花秸桿資源制備的棉花秸桿有機(jī)肥，對提高棉 花秸桿利用率，促進(jìn)棉花產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展有積極意義。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種棉花秸桿有機(jī)肥，其利用含有刺孢吸水鏈霉菌、淡紫擬青霉、枯草芽孢桿菌的 復(fù)合微生物菌劑將棉花秸桿混合物堆腐發(fā)酵而成;所述棉花秸桿混合物包括如下重量份計(jì) 的原料:粉碎的棉花秸桿30-50份、羊糞20-28份、菜籽柏2-15份、牛糞20-40份。
[0007] 本發(fā)明將棉花秸桿綜合利用與農(nóng)業(yè)化肥使用量零增長要求相結(jié)合，通過將棉花秸 桿轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，即實(shí)現(xiàn)了棉花秸桿的綜合利用，又提高了我國有機(jī)肥資源的利用率。
[0008] 優(yōu)選的，所述棉花秸桿混合物包括如下重量份計(jì)的原料:粉碎的棉花秸桿35-45 份、羊糞20-25份、菜籽柏5-12份、牛糞25-35份。
[0009] 更優(yōu)選的，所述棉花秸桿混合物包括如下重量份計(jì)的原料:棉花秸桿40份、羊糞20 份、菜籽柏5份、牛奠25份。
[0010] 本發(fā)明所述地棉花秸桿有機(jī)肥，其中所述復(fù)合微生物菌劑的質(zhì)量添加量為2-5份。
[0011] 所述復(fù)合微生物菌劑由刺孢吸水鏈霉菌菌劑、淡紫擬青霉菌劑和枯草芽孢桿菌菌 劑直接混合或進(jìn)一步加入統(tǒng)糠和/或海泡石混合而成。其中，優(yōu)選刺孢吸水鏈霉菌菌劑中有 效活菌數(shù)為10-30億cfu/g、淡紫擬青霉菌劑中有效活菌數(shù)為5-15億cfu/g，枯草芽孢桿菌菌 劑中有效活菌數(shù)為40-80億cf u/g。
[0012] 其中，統(tǒng)糠是指稻麥等谷類糧食加工后的副產(chǎn)品，可市售購得。
[0013] 作為最優(yōu)選，所述刺孢吸水鏈霉菌菌劑中活菌數(shù)為20億cfu/g、淡紫擬青霉菌劑中 活菌數(shù)為10億cfu/g，枯草芽孢桿菌菌劑中活菌數(shù)為70億cfu/g，以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵效果、產(chǎn)品應(yīng)用 效果和生產(chǎn)成本的最優(yōu)化。
[0014] 本發(fā)明所述的刺孢吸水鏈霉菌保藏編號為ACCC40018、淡紫擬青霉保藏編號為 ACCC30673、枯草芽孢桿菌的保藏編號為ACCC10118。
[0015] 本發(fā)明同時(shí)還提供了上述棉花秸桿有機(jī)肥地制備方法，具體步驟包括：
[0016] (1)復(fù)合微生物菌劑的制備
[0017] 將刺孢吸水鏈霉菌菌劑、淡紫擬青霉菌劑、枯草芽孢桿菌菌劑直接混合或進(jìn)一步 加入統(tǒng)糠和/或海泡石混合，即得復(fù)合微生物菌劑；
[0018] (2)棉花秸桿的粉碎
[0019]用粉碎機(jī)將棉花秸桿粉碎成0.5-lcm長度棉花秸桿粉；
[0020] (3)堆置發(fā)酵
[0021]將步驟(2)粉碎的棉花秸桿、羊糞、菜籽柏與牛糞按比例混合后，加入2-5份的所述 復(fù)合微生物菌劑，均勻混合，調(diào)節(jié)含水量為55 % -60 %，堆置高度1.0-1.2m，堆置發(fā)酵；
[0022]當(dāng)堆體溫度超過60°C時(shí)開始翻堆，控制溫度不超過70°C，發(fā)酵過程中每兩天測定 堆體含水量，適當(dāng)補(bǔ)水使得發(fā)酵堆水分維持在50%以上;待發(fā)酵堆顏色變褐色或者黑褐色， 同時(shí)發(fā)酵堆溫度降至40°C以下，水分在30%以下結(jié)束發(fā)酵，將發(fā)酵好有機(jī)肥粉碎、過篩，即 得。
[0023]本發(fā)明所述的方法，發(fā)酵周期大概在30-40天。
[0024] 其中，復(fù)合微生物菌劑的制備包括如下步驟：
[0025] I.刺孢吸水鏈霉菌菌劑的制備:將刺孢吸水鏈霉菌原菌種依次進(jìn)行斜面培養(yǎng)、搖 瓶培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)，將得到的發(fā)酵液濃縮、干燥后用于復(fù)合菌劑配置；
[0026] Π .淡紫擬青霉菌劑的制備:將淡紫擬青霉原種依次進(jìn)行斜面培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、發(fā) 酵罐培養(yǎng)，將得到的發(fā)酵液濃縮、干燥后用于復(fù)合菌劑配置；
[0027] ΙΠ .枯草芽孢桿菌菌劑的制備：將枯草芽孢桿菌原種依次進(jìn)行斜面培養(yǎng)、搖瓶培 養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)，將得到的發(fā)酵液濃縮、干燥后用于復(fù)合菌劑配置；
[0028] IV.將上述濃縮的刺孢吸水鏈霉菌菌劑、淡紫擬青霉菌劑、枯草芽孢桿菌菌劑按一 定比例混合(或進(jìn)一步結(jié)合統(tǒng)糠和/或海泡石），即得復(fù)合微生物菌劑；
[0029] 更為理想地，步驟(1)中所述刺孢吸水鏈霉菌菌劑、淡紫擬青霉菌劑和枯草芽孢桿 菌菌劑的制備過程如下：
[0030] I.刺孢吸水鏈霉菌菌劑的制備：
[0031 ] a.斜面培養(yǎng):將刺孢吸水鏈霉菌原種在無菌操作下接種斜面培養(yǎng)基上，28 °C培養(yǎng) 4-5d；
[0032] b.搖床培養(yǎng):將步驟a培養(yǎng)的菌種用無菌水洗脫至種子培養(yǎng)基中，28-30°C，120-140r/min 搖床培養(yǎng)20-24h;
[0033] c .發(fā)酵罐培養(yǎng):將步驟b培養(yǎng)的菌種在無菌操作下接種于液體發(fā)酵培養(yǎng)基，罐壓 0.04-0.06Mpa，通氣量1:0.6-0.8，培養(yǎng)98-108h，發(fā)酵液變粘稠，終止發(fā)酵，將所得發(fā)酵液離 心(可采用蝶式離心機(jī)，離心速度可選3000r/min)，收集離心后的濾渣，加一定量(根據(jù)菌劑 要求來做稀釋)的統(tǒng)糠混勻后干燥即得刺孢吸水鏈霉菌菌劑；
[0034] 其中，優(yōu)選所述步驟a中使用的斜面培養(yǎng)基配方如下：葡萄糖15g、蛋白胨5g、酵母 膏5g、瓊脂15g、水1000mL自然pH;步驟b中使用的種子培養(yǎng)基配方如下：葡萄糖10g、牛肉膏 5g、酵母粉5g、淀粉10g、都餅粉5g、磷酸二氫鉀0.5g、硫酸鎂0.2g、水1 OOOmL;步驟c中使用的 液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方如下：玉米粉40g、豆餅粉25g、硫酸銨6g、葡萄糖15g、酵母粉4g、蛋白胨 3g、水1 OOOmL 自然 pH;
[0035] Π .淡紫擬青霉菌劑的制備：
[0036] d.斜面培養(yǎng):將淡紫擬青霉原種在無菌操作下接種斜面培養(yǎng)基上，28 °C培養(yǎng)4-5d;
[0037] e.搖床培養(yǎng):將步驟d培養(yǎng)的菌種用無菌水洗脫至種子培養(yǎng)基中，28_30°C，120-140r/min 搖床培養(yǎng)20-24h;
[0038] f.發(fā)酵罐培養(yǎng):將步驟e培養(yǎng)的菌種在無菌操作下接種于液體發(fā)酵培養(yǎng)基，罐壓 0.04-0.06Mpa，通氣量1:0.6-0.8，培養(yǎng)84-96h，終止發(fā)酵，將所得發(fā)酵液離心（可采用蝶式 離心機(jī)，離心速度可選3000r/min)，收集離心后的濾渣，加一定量(根據(jù)菌劑要求來做稀釋） 的統(tǒng)糠混勻后干燥即得淡紫擬青霉菌劑；
[0039]其中，優(yōu)選所述步驟d中使用的斜面培養(yǎng)基配方如下：麩皮10g、玉米粉5g、七水硫 酸鎂2.5g水、瓊脂15g、1 OOOmL自然pH;步驟e中使用的種子培養(yǎng)基配方如下：葡萄糖10g、磷 酸二氫鈉5g、磷酸氫二鈉5g、硫酸銨2.5g、水1 OOOmL;步驟f中使用的液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方如 下:麩皮1 〇g、玉米粉5g、磷酸二氫鈉5g、磷酸氫二鈉5g、七水硫酸鎂2.5g、水1 OOOmL自然pH;
[0040] m.枯草芽孢桿菌菌劑的制備：
[0041] g .斜面培養(yǎng)：將枯草芽孢桿菌原種在無菌操作下接種斜面培養(yǎng)基上，37 °C培養(yǎng) 20h；
[0042] h.搖床培養(yǎng):將步驟g培養(yǎng)的菌種接種至種子培養(yǎng)基中，32-35°C，120-140r/min搖 床培養(yǎng)16-18h;
[0043] i .發(fā)酵罐培養(yǎng):將步驟h培養(yǎng)的菌種在無菌操作下接種于液體發(fā)酵培養(yǎng)基，罐壓 0.04-0.06Mpa，通氣量1:0.6-0.8，培養(yǎng)33-48h，活菌數(shù)大于5.0 X 109cfu/mL，終止發(fā)酵，將 所得發(fā)酵液離心(可采用蝶式離心機(jī)，離心速度可選3000r/min)，收集離心后的菌體，加一 定量(根據(jù)菌劑要求來做稀釋)的統(tǒng)糠混勻后干燥即得枯草芽孢桿菌菌劑；
[0044]其中，優(yōu)選所述步驟g中使用的斜面培養(yǎng)基配方如下：蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化 鈉5g、瓊脂15g、水1000mL，pH 7.0;步驟h中使用的培養(yǎng)基配方如下：蛋白胨10g、牛肉膏5g、 氯化鈉5g、水1000mL，pH 7.0;步驟i中使用的培養(yǎng)基配方如下：葡萄糖10g、牛肉膏5g、酵母 粉5g、豆柏粉20g、玉米粉10g、硫酸鎂0·2g、水1 OOOmL，pH 7·0。
[0045]本發(fā)明利用植物秸桿生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥，充分利用了秸桿資源，避免了資源浪費(fèi)，減 少了環(huán)境污染。菜籽柏、牛糞、羊糞含有大量的蛋白及有機(jī)化合物，在微生物的下可轉(zhuǎn)化為