一種生活垃圾和污泥腐熟菌劑及其應用和所制腐熟基質的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑和使用方法，及用該菌劑和特定工藝發酵所制腐熟基質。菌劑按重量份數由枯草芽孢桿菌0.5～2份、細黃鏈霉菌0.5～2份、長柄木霉0.5～2份、黑曲霉0.5～2份和膠胨樣芽孢桿菌0.5～2份復合而成，有效活菌數5×108個/g，可腐熟垃圾和污泥及除臭，可抗黃瓜枯萎病菌，應用于農作物可增產，處理垃圾和污泥發酵周期20天，未接菌劑的30天。腐熟基質是在每5方混合料中加入1公斤所述菌劑后經特定工藝發酵而成，混合料按重量百分數由40～60%的生活垃圾、20～40%的污泥和5～15%玉米秸稈混合而成，基質應用于黃瓜種植中畝增產11%，增收859元，節省農藥200mL。
【專利說明】一種生活垃圾和污泥腐熟菌劑及其應用和所制腐熟基質
【技術領域】
[0001]本發明屬于農業微生物在處理農村生活垃圾和污泥上的應用領域，涉及一種農村生活垃圾和污泥的腐熟菌劑及其使用方法和所制腐熟基質。
【背景技術】
[0002]近幾年，天津市經濟的快速發展，帶來了大量生活垃圾的產生，據統計，天津垃圾總量已超過200萬噸/年，為此，天津市加大了垃圾的利用效率，以垃圾填埋為主逐漸發展成垃圾填埋與焚燒發電相結合，逐步減少垃圾填埋量，雖然經過焚燒，部分垃圾資源得到回收利用，但生活垃圾的燃值不高、含水量大，能量轉化率低。另外，生活垃圾燃燒后，將產生大量有毒有害氣體-二惡英，對人體健康構成嚴重威脅。另外，隨著天津農村生態文明建設進程的加快，農村開始建立大量的污水處理場，相應的產生了大量的污泥，如果得不到良好的處理，容易產生二 次污染，對人和環境造成構成巨大的威脅。
[0003]因此，尋找一條可資源化循環利用途徑，是今后農村垃圾和污泥處理的可持續之路。其中生物處理技術是目前比較好的一種資源循環利用的技術。通過加入可快速分解垃圾和污泥中纖維素、蛋白質和淀粉，并能除臭的復合菌劑可以達到快速處理農村生活垃圾和污泥的目的。
[0004]基于此，特提出本發明，主要是提供一種專門用于農村生活垃圾和污泥的腐熟菌劑，生產可用于土壤改良和作為肥料的腐熟基質。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種專門用于處理農村生活垃圾和污泥的腐熟菌劑及其使用方法，以及用該菌劑和特定工藝發酵生產的腐熟基質。
[0006]本發明提供的一種農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑，其特征在于它由可分解纖維素、淀粉、蛋白質、除臭、抗病和菌肥多種功能的多種菌株復合而成，它的活性成分包括枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)、細黃鏈霉菌(Streptomyces microflavus)、長柄木霉(Trichoderma longbrachiatum)、黑曲霉(Aspergillus nige)和膠腺樣芽抱桿菌(Bacillus mucilaginosus)。它是由下述重量份數的各單菌株發酵物組成:枯草芽孢桿菌
0.5~2份、細黃鏈霉菌0.5-2份、長柄木霉0.5~2份、黑曲霉0.5~2份和膠胨樣芽孢桿菌0.5~2份；
復合菌劑有效活菌數達到5 X IO8個/g。
[0007]所述枯草芽孢桿菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC11089的菌株。所述細黃鏈霉菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC 40027的囷株。所述長柄木霉具體可為中國農業微生物囷種保減管理中心保減編號為ACCC 30150的囷株。所述黑曲霉可為中國農業微生物囷種保減管理中心保減編號為ACCC30171的菌株。所述膠胨樣芽孢桿菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC 10013的菌株。[0008]所述農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑具有多種功能，包括可對農村生活垃圾和污泥進行發酵腐熟和除臭，可抗黃瓜枯萎病菌及應用于農作物可增產，其中應用于甘藍種植中畝增產17.9%ο
[0009]本發明進一步公開了農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑的使用方法，其特征在于按如下的步驟進行:
1、調整好農村生活垃圾和污泥的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手縫滴水為宜)，每5方農村生活垃圾和污泥加入I公斤復合菌劑，翻搗均勻。
[0010]2、將預處理好的農村生活垃圾和污泥堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方。
[0011]3、發酵開始后，當物料溫度(20~30厘米深處)升至55°C時保持三天，然后翻搗一次。若發酵初期溫度不上升，則調整水分至推薦比例并每天翻搗一次直至堆溫上升。
[0012]4、當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次；
5、之后根據堆溫情況進行翻搗，溫度上升時期不翻搗，溫度停止上升則翻搗，并重復這一步驟，直到堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了發酵過程，整個發酵周期通常為15~25天。
[0013]本發明進一步公開了復合菌劑在農村生活垃圾和污泥發酵腐熟和除臭上的應用，以及在農作物栽培增產上的應用。
[0014]本發明進一步公開了農村生活垃圾和污泥腐熟劑生產生物有機肥料的方法，其特征在于按如下的步驟進行:
本發明還公開了一種腐熟基質，其特征在于它是由所述腐熟菌劑發酵農村生活垃圾和污泥而成，所述的發酵物料的重量份數如下:農村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米稻桿占5~15份。
[0015]本發明進一步公開了腐熟基質的生產方法，其特征在于按如下的步驟進行:
(O原料和配方:腐熟基質生產原料包括農村生活垃圾、污泥和玉米秸桿三種有機物料。按重量比，農村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米秸桿占5~15份。將上述原料進行混合，控制水份含量在50~60%。
[0016](2)加入本發明復合菌劑:每5方混合料加入I公斤復合菌劑；
(3)堆置規格:將調節好水并加入了復合菌劑的混合料堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方；
(4)翻堆時間的控制:當20~30厘米深處物料溫度升至55°C時保持三天，然后翻搗一次，當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次，之后根據堆溫情況進行翻搗，
(5)翻堆要求:翻垛過程中要做到調、勻、碎；調就是把垛中原來上層部分調到地表成為下層部分，而下層部 分調到表層變為上層部分，以達到充分發酵的目的；勻就是對垛中原料混合還不均勻的部分，再次進行混勻工作；碎就是對在發酵過程中形成的塊狀發酵物進行破碎工作；
(6)目標菌的加入:在發酵開始降溫時候，加入膠胨樣芽孢桿菌單菌株菌劑，每方物料加入量為1kg。
[0017](7)發酵終點控制:堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了腐熟基質的整個發酵生產過程，整個周期通常為15~20天，冬天時間25~30天；
(8)發酵質量控制:發酵完成后進行粉碎、過篩、檢測、稱量和包裝，腐熟基質生產完成，有機質達到45%~55%，N、P、K總養分5%，有效活菌數> 0.2 X IO8個/g，糞大腸菌群數呈陰性，蛔蟲卵死亡率100%。
[0018]本發明進一步公開了腐熟基質在蔬菜抗病增產效果方面的應用。腐熟基質應用于黃瓜種植中畝增產11%，畝增收859元。
[0019]本發明提供的腐熟菌劑能快速腐熟農村生活垃圾和污泥，具有良好的除臭性能，進而產出高品質的可抗病的腐熟基質，該基質能顯著增加土壤有機質及磷、鉀等營養元素的含量，提高養分轉化率及產品中有益微生物數量，促進土壤修復，培肥地力，可減少化肥使用量，同時增強作物的抗病性，改善作物品質，減少投入，提高產量，促進增收。
[0020]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為生產腐熟基質的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下的實施例便于更好地理解本發明，但并不限定本發明。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規生化試劑商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重復實驗，結果取平均值。
[0022]以下菌株均獲自中 國農業微生物菌種保藏管理中心(Agricultural CultureCollection of China ,簡稱 ACCC):
枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis):ACCC保藏編號為11089，簡稱ACCCl 1089 ；
細黃鏈霉菌(Streptomyces microflavus):ACCC 保藏編號為 40027,簡稱 ACCC 40027 ； 長柄木霉(Trichoderma longbrachiatum):ACCC 保藏編號為 30150,簡稱 ACCC30150 ； 黑曲霉(Aspergillus nige):ACCC 保藏編號為 30171，簡稱 ACCC30171 ；
膠胨樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus):ACCC保藏編號為10013,簡稱ACCC10013。
[0023]實施例1:
培養基和菌種的準備 一、培養基的制備
1、馬鈴薯、葡萄糖瓊脂培養基(PDA)
取去皮的馬鈴薯200克，切成小塊，加水1000ml煮沸30分鐘，濾去馬鈴薯塊，將濾液補足至1000ml，加葡萄糖20克，瓊脂15克，溶化后分裝，15磅滅菌30分鐘，pH自然，配制液體培養基時不加瓊脂。
[0024]2、營養肉汁瓊脂
由蛋白胨5g、氯化鈉5g、牛肉膏3g和蒸餾水1000ml組成。pH7.0 (固體培養基加入瓊脂 15-20g)。
[0025]3、高氏合成I號培養基
KNO3 lg, K2HPO4 0.5g, NaCl 0.5g, FeS047H20 0.01g，MgS047H20 0.5g 可溶性淀粉 20g，pH7.2 ~7.4，蒸餾水 1000ml。[0026]4、鉀細菌培養基
酵母膏 0.4g、甘露醇 10.0g^K2HPO4 0.5g、MgS047H20 0.2g、FeCl3 0.005g、CaC03 1.0g、蒸餾水1000.0ml、pH7.0—7.2，配制固體培養基時加15克瓊脂。
[0027]5、固體發酵培養基
麥麩 80g，豆柏 10g, (NH4)2SO4 1.0g, KH2PO4 0.2g，MgSO4.7Η200.05g, 80mL 蒸餾水。
[0028]二、菌種的活化
枯草芽孢桿菌菌接種在營養肉汁瓊脂培養基上；長柄木霉和黑曲霉接種在PDA培養基上；細黃鏈霉菌接種在高氏合成I號培養基上；膠胨樣芽孢桿菌接種在鉀細菌培養基上將枯草芽孢桿菌、細黃鏈霉菌、長柄木霉、黑曲霉和膠胨樣芽孢桿菌分別進行斜面轉接，接入相應斜面培養基，活化培養3-7天。
[0029]三、單菌種制備
1、枯草芽孢桿菌的培養和發酵
斜面培養基和搖瓶培養基都為營養肉汁瓊脂，配制固體培養基時加15克瓊脂，種子罐和發酵罐培養基為1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖，CaCO3100g,FeCl3IOg, pH7.0，經121°C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養24~36小時，當每ml發酵液中菌數達到IOX IO8個/g。然后按分別重量比3份的發酵液吸附于1份的蛭石上常溫晾干即得到枯草芽孢桿菌單菌株菌劑。
[0030]2、膠胨樣芽孢桿菌的培養和發酵
斜面培養基和搖瓶培養基都為鉀細菌培養基，種子罐和發酵罐培養基為1000kg水、
8.75kg 大豆的豆漿、6.5kg 的淀粉、Ikg 葡萄糖，CaCO3100g, FeCl3IOg, ρΗ7.0，經 121°C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養48小時，當每ml發酵液中菌數達到5X108個/g。然后按分別重量比3份的發酵液吸附于1份的蛭石上常溫晾干即得到膠胨樣芽孢桿菌單菌株菌劑。
[0031]3、長柄木霉和黑曲霉的培養和發酵
斜面和搖瓶培養基為馬鈴薯、葡萄糖瓊脂培養基，斜面培養基加瓊脂。把液體培養基經滅菌后分裝于500ml三角瓶中，接入各真菌斜面菌種，搖床速度180r/min，28°C~30°C培養48小時，當搖瓶內出現密度大，菌絲球明顯不渾濁即可。種子罐和發酵罐中發酵培養基為1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖及2kg 土豆的蒸煮液，pH7.0,經121°C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養48小時，當發酵液出現密度大的菌絲球后，接種到固體發酵培養基上，接種量10%，121°C，0.1MPa高壓滅菌30min，25°C固體發酵培養48h，孢子數均達6 X IO8個/g。
[0032]4、細黃鏈霉菌的培養和發酵
斜面和搖瓶培養基為高氏合成I號培養基，斜面培養基加瓊脂。把液體培養基經滅菌后分裝于500ml三角瓶中，接入各真菌斜面菌種，搖床速度180r/min，28°C~30°C培養5~7天，當搖瓶內出現密度大，菌絲球明顯不渾濁即可。種子罐和發酵罐中發酵培養基為1000kg水、8.75kg大 豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖及2kg 土豆的蒸煮液，pH7.0,經121 °C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養48小時，當發酵液出現密度大的菌絲球后，接種到固體發酵培養基上，接種量10%，121°C，0.1MPa高壓滅菌30min，25°C固體發酵培養5~7天,孢子數達6 X IO8個/g。[0033]四、腐熟菌劑(以下用復合菌劑表示)的制備
按上述方法制取的枯草芽孢桿菌、細黃鏈霉菌、長柄木霉、黑曲霉和膠胨樣芽孢桿菌單菌種重量比為0.5~2:0.5~2: 0.5~2:0.5~2: 0.5~2。混合拌勻后制得復合菌劑，復合菌劑有效活菌數達到5 X IO8個/g。
[0034]實施例2:
復合菌劑組成
一種農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑，配制如下(按重量份數):
表1農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑的組成
名稱I枯草芽孢桿菌I細黃鏈霉菌I長柄木霉I黑曲霉I膠胨樣芽孢桿菌
【權利要求】
1.一種農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑，其特征在于它由可分解纖維素、淀粉、蛋白質、除臭、抗病和菌肥多種功能的多種菌株復合而成，它的活性成分包括枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、細黃鏈霉菌(Streptomyces microflavus)、長柄木霉(Trichoderma1ngbrachiatum)> 黑曲霉(Aspergillus nige)和膠腺樣芽抱桿菌(Bacillusmucilaginosus),它是由下述重量份數的各單菌株發酵物組成:枯草芽孢桿菌0.5~2份、細黃鏈霉菌0.5-2份、長柄木霉0.5~2份、黑曲霉0.5~2份和膠胨樣芽孢桿菌0.5~2份；復合菌劑有效活菌數達到5 X IO8個/g。
2.權利要求1所述農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑的使用方法，其特征在于按如下的步驟進行: (1)調整好農村生活垃圾和污泥的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手縫滴水為宜)，每5方農村生活垃圾和污泥加入I公斤所述腐熟菌劑，翻搗均勻； (2)將預處理好的農村生活垃圾和污泥堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方； (3)發酵開始后，當物料溫度(20~30厘米深處)升至55°C時保持三天，然后翻搗一 次； 若發酵初期溫度不上升，則調整水分至推薦比例并每天翻搗一次直至堆溫上升； (4)當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次； (5)之后根據堆溫情況進行翻搗，溫度上升時期不翻搗，溫度停止上升則翻搗，并重復這一步驟，直到堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了發酵過程，整個發酵周期通常為15~25天。
3.權利要求1所述農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑具有多種功能，包括可對農村生活垃圾和污泥進行發酵腐熟和除臭，可抗黃瓜枯萎病菌及應用于農作物可增產，其中應用于甘藍種植中畝增產17.9%。
4.權利要求1所述農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑在纖維素、淀粉和蛋白質的分解能力的應用。
5.權利要求1所述腐熟菌劑在農村生活垃圾和污泥發酵腐熟上的應用。
6.權利要求1所述農村生活垃圾和污泥腐熟菌劑在甘藍種植中增產上的應用。
7.一種腐熟基質，其特征在于它是由權利要求書I所述腐熟菌劑發酵農村生活垃圾和污泥腐熟而成。
8.權利要求7所述腐熟基質的生產方法，其特征在于按如下的步驟進行: (O原料和配方:腐熟基質生產原料包括農村生活垃圾、污泥和玉米秸桿三種有機物料； 按重量比，農村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米秸桿占5~15份； 將上述原料進行混合，控制水份含量在50~60% ； (2)加入本發明復合菌劑:每5方混合料加入I公斤復合菌劑； (3)堆置規格:將調節好水并加入了復合菌劑的混合料堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方； (4)翻堆時間的控制:當20~30厘米深處物料溫度升至55°C時保持三天，然后翻搗一次，當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次，之后根據堆溫情況進行翻搗； (5)翻堆要求:翻垛過程中要做到調、勻、碎；調就是把垛中原來上層部分調到地表成為下層部分，而下層部分調到表層變為上層部分，以達到充分發酵的目的；勻就是對垛中原料混合還不均勻的部分，再次進行混勻工作；碎就是對在發酵過程中形成的塊狀發酵物進行破碎工作； (6)目標菌的加入:在發酵開始降溫時候，加入膠胨樣芽孢桿菌單菌株菌劑，每方物料加入量為Ikg ； (7)發酵終點控制:堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了腐熟基質的整個發酵生產過程，整個周期通常為15~20天，冬天時間25~30天； (8)發酵質量控制:發酵完成后進行粉碎、過篩、檢測、稱量和包裝，腐熟基質生產完成，有機質達到45%~55%，N、P、K總養分5%，有效活菌數> 0.2 X IO8個/g，糞大腸菌群數呈陰性，蛔蟲卵死亡率100%。
9.權利要求7所述腐熟基 質在黃瓜種植中抗病和增產方面的應用。
【文檔編號】C12R1/125GK103966149SQ201410239327
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】何宗均, 田陽, 梁海恬, 趙琳娜 申請人:天津市農業資源與環境研究所