專利名稱：一種用于秸稈腐熟的新型微生物菌劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于秸桿腐熟的新型微生物菌劑及其制備方法，尤其涉及一種利用復合微生物菌劑將秸桿進行腐熟還田利用的生產制備方法。
背景技術：
近年來，隨著各項栽培新技術的推廣應用，農作物產量大幅度提高，秸桿數量也隨之增加。秸桿除了部分用于飼料、慪肥、深加工外，多數被遺棄在田間或者直接被焚燒，秸桿資源浪費十分嚴重。應用微生物技術進行秸桿腐熟還田，是一種新型高效環保的農作物廢棄物資源循環利用方式，目前，在全國范圍內已經大量推廣應用。微生物菌劑用于秸桿還田之后，對于秸桿資源利用起到了重要的作用，很大程度上糾正了焚燒秸桿的浪費現象，減少了大氣污染和生態破壞，同時，培肥了地力，有效提升了土壤有機質含量。秸桿主要是由纖維素、半纖維素、木質素等部分組成，自然狀況下難以被微生物分解，目前市場上用于秸桿腐熟的微生物菌劑產品在很大程度上還存在菌類單一，產酶效率低，對纖維素組織結構的分解能力弱，不能有效針對秸桿作物的組成結構特點進行腐熟；由于茬口安排緊張，種植間歇時間短，施用單一菌類的微生物菌劑進行秸桿腐熟時，上茬秸桿尚未完全腐熟，下茬作物就要進行搶時播種，下茬作物的生長還易受這種未腐熟環境的影響(包括根系毒害)，另外，由于所使用微生物菌劑中的微生物適應性不強，以及各地施用的氣候、土壤環境不同，造成微生物活性不夠，微生物功效發揮不佳。本發明需要解決的技術問題在于提供一種用于秸桿腐熟的微生物菌劑及其制備方法，以克服現有技術存在的缺陷。本發明的微生物菌劑的制備方法，包括以下步驟(I)微生物菌種的擴容、培養；將枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌和綠色木霉菌分別擴容、培養;枯草芽孢桿菌種、嗜熱脂肪地芽孢桿菌種采用普通細菌培養基，斜面培養，IOOOml水中，各個組分的含量如下酵母膏用量為l_5g，蛋白胨用量為3_5g，白砂糖用量為5_12g，NaCl用量為0. 5-lg，瓊脂用量為 15-18g，pH 值為 7. 2-7. 5 ；所說的培養基不局限于上述的配方，可用的培養基在《伯杰細菌鑒定手冊第8版》(科學出版社，1984)、《微生物學實驗》(科學出版社，2002. 8)中均有詳細的描述。白色鏈霉菌種米用高氏I號培養基,IOOOml水中,各個組分的含量如下KNO3 用量為 I. 5-3g，MgSO4 用量為 0. 5_2g，NaCl 用量為 0. 5_2g，K2HPO4 用量為0. 5-2g，FeSO4用量為0. 01-0. 05g，可溶性淀粉用量為15_25g，瓊脂用量為15_18g，pH值為7. 2-7. 4 ； 綠色木霉菌種采用PDA培養基培養，IOOOml水中，各個組分的含量如下馬鈴薯濾液用量為200g，蔗糖用量為20g，瓊脂用量為20g ；
另外，綠色木霉菌種的液體SCS培養基組分的含量如下蔗糖用量為30g，玉米粉用量為15-20g，黃豆粉用量為15g，水用量為IOOOml ；枯草芽孢桿菌22-38 °C培養10-20小時；白色鏈霉菌22_38°C培養45-55小時；嗜熱脂肪地芽孢桿菌55-68°C培養30-50小時，綠色木霉菌25_30°C培養48-60小時；除綠色木霉菌用液體SCS培養基培養外，將經過斜面培養的枯草芽孢桿菌、白色鏈霉菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌轉入液體培養基培養，配方除去瓊脂外，其他成分、培養溫度與時間和斜面培養完全一樣；所有菌種在液體擴容期間均用搖床以150-180轉/分鐘的轉速進行培養；所涉及的枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌、綠色木霉菌均為中國科學院微生物研究所提供。
(2)微生物菌種的載體吸附；將擴容后的培養液，分別以娃藻土(40-80目)為載體,按I : 2. 5-4的重量比與步驟(I)的培養物攪拌混合，并于32-45°C的環境中鼓風干燥，干燥時間為40-50小時；(3)微生物菌種的混合；將吸附后的微生物菌種混合，以如下的體積份數比例混合枯草芽孢桿菌 1-3份；白色鏈霉菌1-1. 5份；嗜熱脂肪地芽孢桿菌1-2份；綠色木霉菌 0. 5-1份；即可獲得本發明的微生物菌劑；本發明的微生物菌劑能廣泛應用于水稻、小麥、玉米以及油菜作物秸桿的腐熟，使用方法及用量如下
作物單■位用量彳吏用方 法
水稻畝 2kg I堆漚腐熟稻稈，使用前將稻稈浸水，保證秸稈濕度為55-65%， 小麥畝 2kg 每畝作物秸稈用菌劑2kg、人畜糞便80 200kg (可用尿素5 玉米畝 2kg IOkg或者碳銨15 20kg代替人畜糞便)，15 20cm厚為一層，
約十層為一堆，逐層撒勻菌劑、人畜糞便水液，并鋪一層薄生泥，堆后加蓋泥漿密封。
油菜畝 2kg
2、直接還田腐熟，接秸稈適當粉碎，均勻撒在田中，浸水至濕度60%，畝秸稈撒施菌劑2kg、人畜糞便50 200kg (可用尿素5 IOkg或者碳銨15 20kg代替人畜糞便)，旋耕深埋田中漚熟。本發明的優點為I、腐熟功能強大，腐熟周期短。利用了嗜熱脂肪地芽孢桿菌，腐熟效率高，促使腐熟過程前期快速升溫，利于腐熟充分；2、該復合微生物菌劑菌種之間互不拮抗，且能共生協同作用；3、該復合微生物菌劑由四種菌組成，組成較其他秸桿腐熟菌劑簡單，成本低，生產操作過程簡單；4、使用安全，無污染，對下茬作物幼苗無傷害，由于處理過程物料得到了徹底的腐熟，在土壤里不會產生二次發酵，不會因發生二次發酵中快速繁殖的微生物和作物根系之間爭氧而產生燒根燒苗現象，使用非常安全。并能有效減少土壤中有害病菌殘留；5、效果好，不僅對秸桿有強大腐熟作用，而且能夠很好的促使秸桿中的有機質大 量還田，在發酵過程中還繁殖大量功能微生物并產生多種特效代謝產物(如植物激素、抗生素等)，從而刺激作物生長發育，提高作物抗病、抗旱、抗寒能力，研究表明功能微生物活化土壤殘留養分、改良土壤結構、提高化肥利用率；6、用硅藻土做載體進行菌劑吸附，不僅無毒無害、可以降低生產成本，而且可通過配比調節含水量，利于菌劑保存，保證所生產菌劑的有效活菌數量。具體實施實例(I)微生物菌種的擴容、培養；將枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌和綠色木霉菌分別擴容、培養;(2)微生物菌種的載體吸附；將擴容后的培養液，分別以娃藻土(40-80目)為載體,按I : 2. 5-4的重量比與步驟(I)的培養物攪拌混合，并于32-45°C的環境中鼓風干燥，干燥時間為40-50小時；(3)微生物菌種的混合；將吸附后的微生物菌種混合，以如下的體積份數比例混合枯草芽孢桿菌 1-3份；白色鏈霉菌1-1. 5份；嗜熱脂肪地芽孢桿菌1-2份；綠色木霉菌0. 5-1份；按照上述方法制造的微生物菌劑，進行試驗對照如下實例實例I、稻草堆腐比較試驗試驗設計對照I :50kg稻草，不加尿素和腐熟劑秸桿堆腐；對照2 50kg稻草+2. 4kg尿素,不加腐熟劑稻桿堆腐；處理50kg稻草+2. 4kg尿素和本菌劑試驗中各區的條件基本相同，秸桿用量、水分、操作方法和其它措施一致，采用隨機排列，設置三次重復，以觀察調查為主。試驗方法先將試驗中所用稻草用200kg清水浸泡濕透，再按照長X寬X高約為ImX I. 5mX I. 5m的規格將稻桿形成方形草堆,在堆制過程中將本菌劑按照每500kg稻草用2kg菌劑的比例均勻撒在稻草上，采用同樣方法進行對照堆制，最后將堆制的試驗草堆蓋上8mm厚的塑料薄膜進行腐熟發酵。整個過程中在12天后進行一次翻堆，同時對照與處理各補水60kg。
結果觀察I顏色變化試驗秸桿顏色隨時間的延長分別由黃色一黃褐色一褐色一灰褐色一深褐色一褐黑色。對照與處理秸桿顏色變化快慢順序依次是本菌劑一對照CK2 —對照CKl2氣味(有無惡臭異味)變化處理與對照腐熟過程中均無明顯的惡臭氣味，處理與對照2因施用尿素秸桿腐熟過程中有銨態氮氣味，而對照I則無此氣味發生，對照和處理腐熟品均有輕微的酸臭氣味。3柔軟度(手感測試)變化堆慪開始處理與對照秸桿硬直、彈性強和難折斷，隨著腐熟時間的加長，秸桿逐漸變軟，彈性減弱，秸桿由圓長型變成扁長型，秸桿腐熟后秸桿柔軟、彈性差，易折斷，秸桿成 不規則碎節型。試驗觀察處理秸桿顏色變化快于對照，腐熟程度處理好于對照，腐熟效果處理與對照2有差異，對照I差異明顯。秸桿堆慪試驗測試(三次重復)
稻草秸稈堆漚試驗觀察測試情況表(50天后取樣)
單位 °C V V Kg
日均最高最低腐熟稻稈稻稈手感PH值腐熟度溫溫溫重變色味道變化對照I 30.5 43.5 19 95.2 黃黑無氣軟 7.5 士基本腐
±1.5味0.4 熟
對照2 32 47 21.5 93.5 褐黑氣味軟 7.0 士基本腐
±1.5淡0.3 熟
處理 32 53 21.5 91.2 褐黑氣味較軟 7.0 土腐熟
土 1.1淡0.3試驗結論施用本菌劑能夠使堆慪的溫度明顯升高，加速稻草秸桿變色和軟化速度，降低秸桿的抗拉強度，縮短秸桿腐熟的時間。實例2、玉米秸桿粉碎后深埋還田試驗供試材料秸桿腐熟劑為本發明菌劑,玉米品種由甘肅農業大學,甘肅富農高科技種業有限公司生產的豫玉22號。試驗設計處理I :畝產玉米秸桿+尿素5kg處理2 :畝產玉米稻桿+畝施本發明菌劑2kg+尿素5kg試驗方法處理I :除不加腐熟菌劑外，其他方式同于處理2。
處理2 :將玉米秸桿粉碎還田，按每畝2kg本菌劑用量，將本菌劑和尿素與適量潮濕的細砂土混勻后均勻地撒在玉米秸桿上，然后將秸桿深翻，耕作深度25cm以上，將玉米秸桿全部深翻入土層。數據分析表I不同處理的玉米秸桿腐熟情況
權利要求
1.一種用于秸桿腐熟的新型微生物菌劑及其制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)微生物菌種的擴容、培養； 將枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌和緑色木霉菌分別擴容、培養； (2)微生物菌種的載體吸附； 將擴容后的培養液，分別以硅藻土(40-80目)為載體，按I : 2. 5-4的重量比與步驟(I)的培養物攪拌混合，并于32-45°C的環境中鼓風干燥，干燥時間為40-50小時； (3)微生物菌種的混合； 將吸附后的微生物菌種混合，以如下的體積份數比例混合 枯草芽孢桿菌 1-3份； 白色鏈霉菌 1-1. 5份； 嗜熱脂肪地芽孢桿菌1-2份； 綠色木霉菌 0. 5-1份。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，該復合微生物菌劑包含枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌和緑色木霉菌共四種。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，該復合微生物菌劑混合的體積份數比例為 枯草芽孢桿菌 1-3份； 白色鏈霉菌 1-1. 5份； 嗜熱脂肪地芽孢桿菌1-2份； 綠色木霉菌 0. 5-1份。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，該復合微生物菌劑的載體吸附過程為將擴容后的培養液，分別以硅藻土為載體，按I : 2. 5-4的重量比與步驟(I)的培養物攪拌混合，并于32-45°C的環境中鼓風干燥，干燥時間為40-50小吋。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，枯草芽孢桿菌種、嗜熱脂肪地芽孢桿菌種采用普通細菌培養基，斜面培養，IOOOml水中，各個組分的含量如下 酵母膏用量為l_5g，蛋白胨用量為3-5g，白砂糖用量為5-12g，NaCl用量為0. 5_lg，瓊脂用量為15-18g，pH值為7. 2-7. 5 ； 所說的培養基不局限于上述的配方，可用的培養基在《伯杰細菌鑒定手冊第8版》(科學出版社，1984)、《微生物學實驗》(科學出版社，2002. 8)中均有詳細的描述。
白色鏈霉菌種采用高氏I號培養基，IOOOml水中，各個組分的含量如下KNO3 用量為 I. 5-3g，MgSO4 用量為 0. 5_2g，NaCl 用量為 0. 5_2g，K2HPO4 用量為 0. 5_2g，FeSO4用量為0.01-0. 05g，可溶性淀粉用量為15_25g，瓊脂用量為15_18g，pH值為7.2-7. 4 ； 緑色木霉菌種采用PDA培養基培養，IOOOml水中，各個組分的含量如下 馬鈴薯濾液用量為200g，蔗糖用量為20g，瓊脂用量為20g ； 另外，緑色木霉菌的液體SCS培養基組分如下 蔗糖用量為30g，玉米粉用量為15g，黃豆粉用量為15g，水用量為IOOOml ； 培養時間與溫度 枯草芽孢桿菌22-38°C培養10-20小時；白色鏈霉菌22-38°C培養45-55小時；嗜熱脂肪地芽孢桿菌55-68°C培養30-50小時，綠色木霉菌25_30°C培養48-60小時； 液體擴容除緑色木霉菌用液體SCS培養基培養外，將經過斜面培養的枯草芽孢桿菌、白色鏈霉菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌轉入液體培養基培養，配方除去瓊脂外，其他成分、培養溫度與時間和斜面培養完全ー樣； 培養方式所有菌種在液體擴容期間均用搖床以150-180轉/分鐘的轉速進行培養。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所涉及的枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、白色鏈霉菌和緑色木霉菌均為中國科學院微生物研究所提供。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所涉及的復合微生物菌劑為粉劑，其各項主要的理化指標為 |~本發明微生物菌劑 項目內容(粉劑) 有效活菌數(cuf)/(億/g彡0.50 纖維素酶活a/(U/gさ30.0 蛋白酶活7 (U/g ^15.0 水分(%) ミ35.0 細度(%) 彡70 pH 值5. 5—8. 5有效期期7月彡6 a以農作物秸稈類為腐熟對象測定纖維素酶活。
b以禽畜糞便類為腐熟對象測定蛋白酶活。
c此項僅在監督部門或仲裁雙方認為有必要時檢測。
8.根據權利要求I所述的微生物菌劑的應用，其特征在于用于水稻、小麥、玉米以及油菜作物秸桿的腐熟。
全文摘要
本發明提供了一種的新型高效復合微生物菌劑及其制備方法。本發明所述的復合微生物菌劑由枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、白色鏈霉菌、綠色木霉菌組成，它可以有效的解決秸稈還田中秸稈腐熟升溫不快，效果不明顯的問題，縮短腐熟周期，實現秸稈廢棄物資源的有效利用。本菌劑制備簡單、成本低、具有針對性強、腐熟快，無環境污染，對下茬作物無不良影響，使用方法靈活簡便、有機質改變明顯、增產效果良好等優點，是一種專用于秸稈腐熟還田的新型高效復合微生物菌劑。
文檔編號C05F11/08GK102649935SQ20111004417
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者張國勤, 徐巍, 蔣賢權 申請人:上海聯業農業科技有限公司