本發(fā)明涉及固體廢棄物污染治理與資源化技術領域，更具體地，涉及一種促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑。

背景技術：

隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒓s化迅速發(fā)展，產生的畜禽糞便帶來的環(huán)境污染問題越來越嚴重。據估算，中國每年產生的畜禽糞便超過30億噸，畜禽糞便已經成為我國三大面源污染源之一。一般常用好氧堆肥技術資源化處理糞便污染，成為可利用的有機肥產品。但傳統堆肥普遍具有堆肥周期長、堆肥品質低等缺點，為了提高堆肥處理畜禽糞便的有效性，需要采取相應措施來改善傳統堆肥工藝。好氧堆肥主要是通過微生物作用使畜禽糞便趨于無害化和穩(wěn)定化，所以堆肥微生物扮演著極其重要的角色。通過向堆肥中投加能促進堆肥發(fā)酵的微生物制劑，能有效促進堆肥的發(fā)酵作用。目前關于堆肥微生物菌劑的研究雖然很多，但基于堆肥微生物的多樣性與不穩(wěn)定性，微生物菌劑仍是一個關鍵的突破點。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑。

為實現上述目的，本發(fā)明的一種促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑，所述微生物復合菌劑是由嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)、嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)、成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)、短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)和液體培養(yǎng)基制成。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥的發(fā)酵時間比其它處理更短，對豬糞堆肥的發(fā)酵具有更明顯的促進作用。

(2)本發(fā)明的微生物復合菌劑具有較低的植物毒性。

(3)本發(fā)明的微生物復合菌劑發(fā)酵處理的豬糞堆肥n、p、k元素含量較高，具有較高的總養(yǎng)分，堆肥的品質較高。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的解釋說明。

圖1為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥溫度的影響結果圖；

圖2為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥電導率(ec)的影響結果圖；

圖3為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥種子發(fā)芽指數(gi)的影響結果圖；

圖4為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥有機碳礦化(toc)的影響結果圖；

圖5為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥中氮元素的影響結果圖；

圖6為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥中磷元素的影響結果圖；

圖7為本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥中鉀元素的影響結果圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。

一種促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑，是由嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)、嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)、成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)、短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)和液體培養(yǎng)基制成。

一種促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑的制備方法，是將嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)和嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)分別接種于液體培養(yǎng)基中并于55℃下振蕩發(fā)酵培養(yǎng)18～24h，將成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)和短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)分別接種于液體培養(yǎng)基中并于35℃下振蕩發(fā)酵培養(yǎng)18～24h，將該6株菌株的發(fā)酵液按體積比1:1:1:1:1:1的比例均勻混合，即制成促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑。

上述技術方案中，所述嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)、嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)、成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)、短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)該6株菌株的篩選方法如下：

步驟s1：采集樣品：將豬糞和切碎的水稻秸稈混合形成堆肥，分別于堆肥升溫期的30℃、35℃、45℃，高溫期的50℃、55℃、57℃、59℃，以及開始降溫的57℃、55℃、50℃、45℃、35℃、30℃下取堆肥樣，將采集的每個樣品加入經滅菌過的試劑瓶中，同時向其中加入無菌水，于恒溫下振蕩30min，每次取樣的樣品振蕩時設定的溫度為當次樣品取樣時的堆肥溫度；

步驟s2：制備梯度濃度稀釋液：每個樣品振蕩后的懸濁液取出，作為10^-1濃度的稀釋菌懸液，吸取1ml10^-1濃度的稀釋液于無菌試管中，加入9ml無菌水，加蓋搖勻，即得10^-2濃度的稀釋菌懸液，吸取1ml10^-2濃度的稀釋液于無菌試管中，加入9ml無菌水，加蓋搖勻，即得10^-3濃度的稀釋菌懸液，以此重復，制備出從10^-1到10^-8的濃度梯度的稀釋菌懸液；

步驟s3：菌落培養(yǎng)：每個樣品分別吸取10^-5、10^-6、10^-7濃度的稀釋菌懸液，并將每個樣品的稀釋菌懸液分別置于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、pda培養(yǎng)基和高澤氏一號培養(yǎng)基中，用涂布棒涂勻，并將上述所述培養(yǎng)基分別于恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)，培養(yǎng)箱設置的溫度為該次樣品從堆肥中采集時的堆肥溫度；

步驟s4：菌落復篩：待上述培養(yǎng)基中長出清晰可見的菌落后，從所有的培養(yǎng)基中選取至少10株續(xù)代長勢良好的優(yōu)勢菌種，將每株優(yōu)勢菌種按5％的投加量投加至步驟s1中所述堆肥中，監(jiān)測堆肥發(fā)酵過程中水溶性銨態(tài)氮的含量和水溶性硝態(tài)氮的含量變化，以堆體水溶性銨態(tài)氮質量濃度與水溶性硝態(tài)氮質量濃度的比值小于0.5作為堆肥腐熟標準，以此篩選出6株具有快速腐熟能力的有效菌株，初步鑒定該6株菌株分別為嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)、嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)、成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)和短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)。

優(yōu)選的，所述步驟s1中，將豬糞和切碎的水稻秸稈按質量比7:1混合。

實施例1

本實施例的促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑的制備如下：

(1)采集樣品：將豬糞和切碎的水稻秸稈按質量比7:1混合形成堆肥，分別于堆肥升溫期的30℃、35℃、45℃，高溫期的50℃、55℃、57℃、59℃，以及開始降溫的57℃、55℃、50℃、45℃、35℃、30℃下取堆肥樣總共13個樣品，每個樣品取樣10g，并分別加入經滅菌過的100ml三角瓶中，同時向其中加入無菌水及玻璃珠，于恒溫下振蕩30min，每個樣品振蕩時設定的溫度為當次樣品取樣時的堆肥溫度；

(2)制備梯度濃度稀釋液：每個樣品振蕩后的懸濁液取出，作為10^-1濃度的稀釋菌懸液，吸取1ml10^-1濃度的稀釋液于無菌試管中，加入9ml無菌水，加蓋搖勻，即得10^-2濃度的稀釋菌懸液，吸取1ml10^-2濃度的稀釋液于無菌試管中，加入9ml無菌水，加蓋搖勻，即得10^-3濃度的稀釋菌懸液，以此重復，制備出從10^-1到10^-8的濃度梯度的稀釋菌懸液；

(3)菌落培養(yǎng)：每個樣品分別吸取100ml的10^-5、10^-6、10^-7三種濃度的稀釋菌懸液，總共39個樣品菌懸液，將39個樣品菌懸液分別接種于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中，同時，將39個樣品菌懸液也分別接種于pda培養(yǎng)基和高澤氏一號培養(yǎng)基中，用涂布棒涂勻，并將上述每個培養(yǎng)基分別于恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)，培養(yǎng)箱設置的溫度為該次樣品從堆肥中采集時的堆肥溫度；

(4)菌落復篩：待培養(yǎng)基上長出清晰可見的菌落后，挑取單菌落劃線培養(yǎng)，純化后斜面培養(yǎng)，從所有經過培養(yǎng)的培養(yǎng)基中選取18株續(xù)代長勢良好的優(yōu)勢菌種，將每株菌種按5％的投加量投加至步驟(1)中所述堆肥中，監(jiān)測堆肥發(fā)酵過程中水溶性銨態(tài)氮的含量和水溶性硝態(tài)氮的含量變化，以堆肥水溶性銨態(tài)氮質量濃度與水溶性硝態(tài)氮質量濃度的比值小于0.5作為堆肥腐熟標準，以此篩選出6株具有快速腐熟能力的有效菌株，初步鑒定它們分別為嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)、嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)、成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)、短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)。

(5)發(fā)酵培養(yǎng)：將嗜熱裂孢菌(thermobifidafusca)和嗜熱球形脲芽胞桿菌(ureibacillusthermophaericus)分別接種于液體培養(yǎng)基中并在55℃下于180r/min振蕩發(fā)酵培養(yǎng)18～24h，將成團泛菌(pantoeaagglomerans)、吉氏庫特氏菌(gibsonii)、解淀粉芽孢桿菌(bacillusamyloliquefaciens)和短小芽孢桿菌(bacilluspumilus)分別接種于液體培養(yǎng)基中并在35℃下于180r/min振蕩發(fā)酵培養(yǎng)18～24h，并將該6株菌株的發(fā)酵液按體積比1:1:1:1:1:1的比例均勻混合，即制成促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑。

以下將實施例1制備得到的促進豬糞堆肥發(fā)酵的微生物復合菌劑進行效果實驗。

將實施例1中制備得到的微生物復合菌劑、天一輝遠發(fā)酵劑(市售菌)、vt-1000菌(市售菌)分別接種到豬糞與統糠均勻混合的堆肥中，另設不加菌處理做空白對照，共4種處理，分別記為：j1(微生物復合菌劑)、j2(天一輝遠發(fā)酵劑)、j3(vt-1000菌)和ck(空白對照)。豬糞與統糠按質量比5：1進行混拌；菌種投加量為0.5％；翻堆方式為人工翻堆，翻堆頻率按前兩周每3d翻一次，之后每5d翻一次。監(jiān)測各處理發(fā)酵過程中各種理化指標并分析對豬糞堆肥的影響。

1、對豬糞堆肥溫度的影響

溫度是判斷堆肥腐熟效果的最重要的指標之一。高溫好氧堆肥是一升溫階段、高溫階段、降溫階段以及腐熟階段四個階段組成。一般以降溫后溫變至40℃以下作為堆肥發(fā)酵結束的標志。

圖1為微生物復合菌劑對豬糞堆肥溫度的影響結果圖。從圖1可看出，ck、j1、j2、j3各處理分別于堆肥的第45d、40d、41d、41d結束發(fā)酵過程。j1處理最先結束發(fā)酵過程，比未添加微生物菌劑的ck處理提前5d完成發(fā)酵，將所有處理按優(yōu)先順序排列為：j1＞j2＝j3＞ck，由此可見j1菌對堆肥發(fā)酵有一定的促進作用。

2、對豬糞堆肥電導率的影響

電導率(ec)反映了浸液中的離子總濃度，即可溶性鹽含量，是對作物毒害作用的重要因子之一。堆肥ec值不宜過高，否則長期使用會導致土壤鹽堿化。正常的ec值范圍在1～4ms/cm之間。圖2為微生物復合菌劑對豬糞堆肥電導率(ec)的影響結果圖。從圖2可看出，堆肥結束后，加菌處理的ec值均低于空白，ck、j1、j2、j3各處理的ec值依次為2.24ms/cm、2.11ms/cm、2.13ms/cm、2.13ms/cm，其中j1處理優(yōu)于其它處理。

3、對豬糞堆肥種子發(fā)芽指數(gi)的影響

gi是表征堆肥有無毒性及毒性大小的重要指標，是評判堆肥腐熟的直接指標。隨著堆肥時間的延長，所有處理的種子發(fā)芽指數都呈現穩(wěn)定增長的趨勢。zucconi等認為，當gi﹥50％時，堆肥達到基本腐熟，當gi＞80％時，堆肥已經完全腐熟。圖3為微生物復合菌劑對豬糞堆肥種子發(fā)芽指數(gi)的影響結果圖。從圖3可看出，j1、j2、j3各處理的gi值分別于堆肥的第32d、42d、47d超過50％，分別比未加菌的ck提前20d、10d、5d達到基本腐熟。堆肥結束后，ck、j1、j2、j3各處理的gi值分別為76.88％、85.35％、79.53％、86.16％，僅j1、j3處理達到完全腐熟指標。由此可見，本發(fā)明的微生物復合菌劑具有快速腐熟能力，能明顯促進豬糞堆肥發(fā)酵。

4、對豬糞堆肥有機碳礦化的影響

堆肥過程是一個總有機碳礦化的過程，隨著堆肥的進行總有機碳會逐漸減少。圖4為微生物復合菌劑對豬糞堆肥有機碳礦化(toc)的影響結果圖。從圖4可看出，j1處理的礦化效果最好。與堆肥初始相比，堆肥結束時，ck、j1、j2、j3各處理的有機碳含量分別降低了10.58％、14.58％、11.19％、11.13％。說明添加微生物菌劑促進了堆肥有機碳的礦化作用，從高到低排序為：j1＞j2＞j3＞ck。

5、對豬糞堆肥中氮、磷和鉀含量的影響

圖5～7分別為微生物復合菌劑對豬糞堆肥中氮、磷、鉀元素的影響結果圖。從圖5可看出，堆肥初期，ck、j1、j2、j3各處理全氮含量分別為19.74、17.72、17.50、19.65g·kg^-1，堆肥結束時，全氮含量除對照組有所降低外(19.35g·kg^-1)，接菌處理均增加，接種j1、j2、j3的處理在堆肥結束時全氮含量分別為30.83、28.97、20.86g·kg^-1，均高于對照組，從高到低排序為：j1＞j2＞j3＞ck。

從圖6～7可以看出，磷和鉀在整個堆肥過程中相比氮素而言較為穩(wěn)定。堆肥初期，ck、j1、j2、j3各處理全磷含量分別為13.59、12.22、11.06、12.19g·kg^-1，發(fā)酵結束后增加至18.73、20.83、21.42、19.10g·kg^-1。接菌處理最終全磷含量均高于對照組。

ck、j1、j2、j3各處理初期全鉀含量分別為4.43、4.27、4.12、4.26g·kg^-1，堆肥結束時各處理全鉀含量提高至6.94、7.07、7.11、7.02g·kg^-1，接菌處理的堆肥產品全鉀含量均高于對照組。

綜上所述，本發(fā)明的微生物復合菌劑對豬糞堆肥的發(fā)酵時間比其它處理更短，對豬糞堆肥的發(fā)酵具有更明顯的促進作用；從n、p、k總養(yǎng)分來看，本發(fā)明的微生物復合菌劑發(fā)酵處理的豬糞堆肥有較高的總養(yǎng)分，堆肥的品質更高。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術范圍作出任何限制，故凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案范圍內。