玉米秸稈高溫腐熟劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微生物制劑，具體涉及一種玉米秸桿高溫腐熟劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]玉米秸桿作為一種廣泛存在的植物生物質資源，具有極大的生物利用價值。我國作為農業大國，每年產生大量玉米秸桿，但對秸桿的利用效率非常低，大部分秸桿被直接焚燒，造成嚴重的環境污染和資源浪費。玉米秸桿主要成分為木質纖維素，其組分包括半纖維素、纖維素和木質素，可通過固態發酵被微生物分解為可被植物吸收利用的簡單碳源，是化學肥料的優良替代品。通過將玉米秸桿轉變為有機肥料，可減少因秸桿焚燒引起的環境污染和資源浪費問題，同時也可通過替代化學肥料的使用，減少肥料過度使用造成的水體富營養化和土壤鹽堿化問題，并且能改善土壤肥力，有助于實現農業的可持續發展。
[0003]對秸桿的固態發酵，即秸桿堆肥是由微生物起主導作用的。但自然堆肥具有耗時長、效率低和占地面積大的問題。通過制成玉米秸桿高溫腐熟劑，可在高溫狀態下殺滅植物病原菌的同時加快堆肥效率，縮短堆肥周期，同時發酵罐的使用也避免了傳統堆肥占地多和氣味重的缺點，因此玉米秸桿高溫腐熟劑的研發與應用是高效利用玉米秸桿產生有機肥料的一種非常好的方式。
【發明內容】
[0004]針對本領域的技術現狀，本發明要解決的問題是提供一種玉米秸桿高溫腐熟劑及其制備方法和應用。
[0005]本發明所述的玉米秸桿高溫腐熟劑，是由玉米秸桿粉與復合菌劑經發酵后烘干制得；其特征在于:所述玉米秸桿高溫腐熟劑中玉米秸桿粉顆粒上負載有疏棉狀嗜熱霉、褐色喜熱裂孢菌、曲波熱多孢菌、熱紫鏈霉菌、就地堆肥地芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的混合菌，且其有效活菌數不低于48±1億/g，所述玉米秸桿高溫腐熟劑顆粒的平均粒徑為150 μπι ?650 μπι，含水率低于 15%，pH 為 6.0 ?8.0。
[0006]其中:上述玉米秸桿粉顆粒上負載的混合菌中疏棉狀嗜熱霉、褐色喜熱裂孢菌、曲波熱多孢菌、熱紫鏈霉菌、就地堆肥地芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的重量比為15?25:12?20:12 ?20:5 ?10:5 ?10:1 ?5。
[0007]進一步優選的實施方式是:所述玉米秸桿粉顆粒上負載的混合菌中疏棉狀嗜熱霉、褐色喜熱裂孢菌、曲波熱多孢菌、熱紫鏈霉菌、就地堆肥地芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的重量比為20:15:15:8:8:4。所述玉米秸桿高溫腐熟劑顆粒的平均粒徑為450±50 μm。
[0008]本發明所述的玉米秸桿高溫腐熟劑的制備方法，步驟是:
[0009](1)以常規方法分別將疏棉狀嗜熱霉、褐色喜熱裂孢菌、曲波熱多孢菌、熱紫鏈霉菌、就地堆肥地芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌菌種活化并擴繁培養，制得有效活菌數為106?10s個/ml的六種菌液；并按疏棉狀嗜熱霉:褐色喜熱裂孢菌:曲波熱多孢菌:熱紫鏈霉菌:就地堆肥地芽孢桿菌:枯草芽孢桿菌重量比為15?25:12?20:12?20:5?10:5?10:1?5的比例將制得的六種菌液混合均勻，得到復合菌劑；
[0010](2)將玉米秸桿粉碎至平均粒徑為150 μπι?650 μm，制得玉米秸桿粉顆粒，然后將玉米秸桿粉顆粒與步驟(1)得到的復合菌劑按重量比2:3?5的比例混合均勻，在50°C?60°C條件下發酵2?3天，發酵過程中持續攪拌，得到發酵物；
[0011](3)將步驟(2)得到的發酵物在25°C?37°C條件下烘干，即得到玉米秸桿高溫腐熟劑，其中，所述高溫腐熟劑顆粒的平均粒徑為150 μπι?650 μπι，含水率低于15%，pH為6.0?8.0，顆粒負載的有效活菌數不低于48±1億/g。
[0012]本發明所述的玉米秸桿高溫腐熟劑在降解處理玉米秸桿中的應用。
[0013]其中:所述降解處理玉米秸桿的方法是將玉米秸桿與玉米秸桿高溫腐熟劑按重量比100?150:1的比例混合均勻，攏堆，室溫下發酵至玉米秸桿完全腐熟，再將其制備成有機肥料使用，或將其作為輔料部分替代玉米秸桿高溫腐熟劑使用。
[0014]本發明所述的玉米秸桿高溫腐熟劑是由玉米秸桿粉與多種嗜高溫菌種菌液經發酵后烘干制得，該腐熟劑產品中借助微生物之間的協同作用，復合菌發酵產生了大量纖維素酶、半纖維素酶和蛋白酶，能將玉米秸桿中的木質纖維素物質和蛋白類物質快速降解(實驗測得半纖維素含量下降44%，纖維素含量下降37% )，從而完成秸桿的腐熟過程，并產生了豐富的簡單無機碳源和氮源。將腐熟后的玉米秸桿制備成有機肥料使用，可有效促進植物生長和改善土壤肥力。因為菌液為嗜高溫菌種使發酵過程在高溫環境下進行，可有效抑制嗜中溫的植物病原菌的生長，從而使經過腐熟劑發酵過的玉米秸桿能直接作為有機肥料應用于土壤中，有助于土壤改善和環境治理，實現農業的可持續發展。
【具體實施方式】
[0015]為了更好地解釋本發明，以下結合具體實例進一步闡述本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限于以下實施例。
[0016]實施例1玉米秸桿高溫腐熟劑的制備
[0017](1)以常規方法分別將疏棉狀嗜熱霉、褐色喜熱裂孢菌、曲波熱多孢菌、熱紫鏈霉菌、就地堆肥地芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌菌種活化并擴繁培養，制得有效活菌數為107?10s個/ml的六種菌液；并按疏棉狀嗜熱霉:褐色喜熱裂孢菌:曲波熱多孢菌:熱紫鏈霉菌:就地堆肥地芽孢桿菌:枯草芽孢桿菌重量比為20:15:15:8:8:4的比例將制得的六種菌液混合均勻，得到復合菌劑；
[0018](2)將玉米秸桿粉碎至平均粒徑為150 μ m?650 μ m，制得玉米秸桿粉顆粒，然后將玉米秸桿粉顆粒與步驟(1)得到的復合菌劑按重量比2:4的比例混合均勻，在55±2°C條件下發酵3天，發酵過程中持續攪拌，得到發酵物；
[0019](3)將步驟(2)得到的發酵物在35°C?37°C條件下烘干，即得到玉米秸桿高溫腐熟劑，其中，所述高溫腐熟劑顆粒的平均粒徑為150 μπι?650 μπι，含水率低于15%，pH為6.0?8.0，顆粒負載的有效活菌數不低于48±1億/g。
[0020]上述疏棉狀嗜熱霉(Thermomyces lanuginosus)、褐色喜熱裂孢菌(Thermobif idafusca)、曲波熱多抱菌(Thermopolyspora f lexuosa)、熱紫鏈霉菌(Streptomycesthermov1laceus)、就地堆肥地芽抱桿菌(Geobacillus toebii)和枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)六種菌購自北京中原公司、通派(上海)生物科技有限公司或杭州微球生物技術有限公司。
[0021]疏棉狀嗜熱霉的液體培養基配方為:PDA培養基，馬鈴薯去皮后稱取200g切成小塊，加水煮沸后紗布過濾，加水補足濾液至1L，加葡萄糖20g，自然pH。
[0022]褐色喜熱裂孢菌和曲波熱多孢菌的液體培養基配方為:ISP_2培養基，酵母提取物4g，麥芽提取物10g，葡萄糖4g，加水至1L，pH7.3。
[0023]熱紫鏈霉菌的液體培養基配方為:高氏合成一號瓊脂培養基，可溶性淀粉20g，硝酸鉀lg，磷酸氫二鉀0.5g，七水硫酸鎂0.5g，氯化鈉0.5g，硫酸亞鐵0.0lg，加水至1L，ρΗ7.2-7.4。
[0024]就地堆肥地芽孢桿菌的液體培養基配方為:改良Brock’s培養基，酵母提取物lg/L，蛋白胨lg/L，硫酸銨1.3g/L，磷酸二氫鉀0.28g/L，七水硫酸鎂0.25g/L，氯化鈣0.074g/L，微量鹽溶液0.lml (氯化鐵19g/L，氯化錳1.8g/L，硼砂4.4g/L，氯化鋅0.22g/L,鉬酸鈉0.03g/L，氯化銅 0.05g/L，氯化鈷 0.01g/L)，