微生物秸稈腐熟劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-09-19 15:17:20 1

專利名稱：微生物秸稈腐熟劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種秸稈腐熟劑，尤其涉及一種快速腐熟秸稈的微生物腐熟劑，本發明還涉及該微生物腐熟劑的製備方法和應用，屬於秸稈腐熟劑領域。
背景技術：
研究表明，中國日益嚴重的耕地土壤板結、地力衰退等問題是由於土壤有機質含量過低，大量施用化肥而少用有機肥造成的。採用秸稈還田的手段能夠有效提高土壤有機質的含量，從而改善土壤的理化性質，但過量秸稈的直接還田和焚燒又引發了農業安全和環境問題，所以，開發生物秸稈腐熟劑用於秸稈還田具有非常重要的現實意義。現有的生物秸稈腐熟劑大多存在升溫緩慢、難以迅速腐熟秸稈的缺陷，有待改進。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有的生物秸稈腐熟劑所存在的升溫緩慢、難以迅速腐熟秸稈的缺陷，提供一種新的微生物秸稈腐熟劑，該微生物秸稈腐熟劑具有升溫快、能夠迅速、徹底的腐熟秸稈等優點。本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的一種微生物秸稈腐熟劑，由以下組分組成枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis) 菌劑、黑麴黴(Aspergillus niger)菌劑、裡氏木黴(Trichoderma reesei)菌劑、釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)菌劑。本發明針對當前生物秸稈腐熟劑在應用於秸稈還田時所存在的低溫條件下升溫難、腐熟慢等問題，通過對大量的微生物菌種進行篩選，最終發現，將黑麴黴菌劑、釀酒酵母菌菌劑、裡氏木黴菌劑和枯草芽孢桿菌菌劑配伍在一起所得到微生物製劑，四種功能菌組合在一起具有協同增效作用，能促進秸稈迅速腐熟還田，補充土壤有機質、充分釋放利用其中的氮磷鉀營養同時改善土壤微生物環境。黑麴黴(Aspergillus niger)是自然界中「三素」的強大分解者，具較高「三素酶」酶活，其大量孢子能在0°C以上迅速萌發產生熱量，提高環境溫度，給自身和其他功能菌的快速繁殖提供必要的溫度條件；裡氏木黴(Trichoderma reesei)具有突出的纖維素酶活力，在促進以纖維素為主的秸稈的腐熟有明顯作用。枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)對「三素」有較強分解能力，具較高「三素酶」酶活，藉助黑麴黴升溫效果迅速萌發，給環境帶來持續升溫的的作用，進一步提高酶活，加速秸杆腐熟；而釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)能分解利用前三種功能菌的代謝產物，消除它們對前者的生長抑制，同時促進其它土著微生物的生長繁殖，加速腐熟速度並改善土壤微生物環境。本發明通過比較升溫效果、纖維素酶活和腐植酸含量等腐熟指標發現，將將黑麴黴菌劑、釀酒酵母菌菌劑、裡氏木黴菌劑和枯草芽孢桿菌菌劑按照不同的質量比例進行配伍，在促進秸稈腐熟的技術效果上存在顯著的差異。本發明通過大量的篩選試驗發現，將四種菌劑按照以下質量比例進行配伍，即枯草芽孢桿菌菌劑黑麴黴菌劑裡氏木黴菌劑釀酒酵母菌劑=2-4 10-3 2-4 0.5-1. 5;更優選的，枯草芽孢桿菌菌劑黑麴黴菌劑裡氏木黴菌劑釀酒酵母菌劑=3:2:3:1 ；所得到的微生物製劑的腐熟效果和升溫效益最為顯著，在4°C左右環境中，腐熟3天後秸稈溫度達15°C以上，18天左右對小麥、水稻、油菜就地還田秸稈腐熟完全，20°C以上環境中，10天左右即達到很好的腐熟效果。本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種製備上述微生物秸稈腐熟劑的方法；本發明所要解決的另一個技術問題是通過以下技術方案來實現的一種製備上述微生物秸稈腐熟劑的方法，包括以下步驟(1)分別製備枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)菌劑、黑麴黴(Aspergillus niger) ^ M K τΚ β (Trichoderma reesei)胃齊[J、酉良胃 Sl # 胃(Saccharomyces cerevisiae)菌劑；(2)將所製備的四種菌劑乾燥粉碎後，混合均勻，即得。本發明所述的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、黑麴黴(Aspergillus niger)、Jl 1 * (Trichoderma reesei)禾口酉良酒_母菌(Saccharomyces cerevisiae)均可通過商業途徑購買得到，按照菌種供應商所提高的培養基的組成和發酵培養方法，本領域技術人員可製備得到上述四種菌種的固體菌劑。作為參考，本發明所用到的四種菌的培養基組成及發酵培養條件如下四種菌的液體培養基均為PDA蔗糖培養基(20%馬鈴薯+2%蔗糖)。其中，枯草芽孢桿菌的液體和固體發酵溫度為37°C，固體培養基組成為麩皮為30%，米糠為68%，無機鹽包括蔗糖1%，硫酸銨0.5%，生石灰0.5% ；接種前料水比為1 0.8。裡氏木黴和黑麴黴的固體和液體發酵溫度為觀！，固體培養基組成為麩皮 50%，米糠49%，硫酸銨和磷酸二氫鉀各0.5% ；接種前料水比為1 0.6;釀酒酵母固體和液體發酵溫度為30°C，固體培養基配方為麩皮80 %，米糠20 %， 不添加無機鹽。本發明所製備得到微生物秸稈腐熟劑產品的活菌數達1億CFU/克，纖維素酶活達 1000U/克，木質素酶活達500U/克(注每小時由底物生成Immol葡萄糖所需的酶量定義為一個酶活力單位(U))。本發明微生物秸稈腐熟劑的使用方法1、集中堆慪腐熟方法將玉米、高粱等莖杆較粗硬的農作物秸稈用粉碎機粉碎或切成3-5釐米備用，麥秸、稻草、樹葉、雜草、花生秧、豆秸等可直接用於發酵。按每噸桔杆 (幹)加入0. 5-1. 0公斤本發明微生物秸稈腐熟劑，然後用水澆溼桔杆，澆水時加入2-5% 的磷酸二銨(以秸稈乾重計)或糞便水與秸稈混合均勻，秸稈含水量掌握在60-70%。起堆後用塑料薄膜腹蓋，以防止水分蒸發、堆溫擴散和養分損失。通常情況下，秸稈15-20天即可腐熟，變成褐色或黑褐色在有機肥料。2、桔杆直接還田快速腐熟方法將農作物秸稈(小麥、水稻、玉米等)分散于田間後，用本發明微生物秸稈腐熟劑按每畝2公斤+尿素5公斤兌水30-50公斤均勻噴施在秸稈表面，以調節秸稈碳氮比，然後將農作物秸稈和本發明微生物秸稈腐熟劑一同翻入地下， 深度在10-15釐米左右，使絕大分秸稈埋入土中後，保持土壤溼度在50-60%，20-30天即可達到腐熟效果。
適宜對象幹、鮮玉米秸稈、麥稈、稻稈、谷稈、紅薯藤、蠶豆秸、油菜稈、雜草、樹葉、 纖維物質含量高的生活垃圾等。適用範圍桔杆還田快速腐爛，農戶堆肥、製作育苗基質、有機肥廠秸稈等輔料的前期處理。本發明針對現有的秸稈腐熟劑在腐熟還田秸稈時所存在的升溫慢、難腐熟的問題，根據所選功能菌種的特性，首先進行單一菌株實驗，考察各個單一菌的低溫下的升溫能力和腐熟能力，根據各個菌的功能對四種菌進行組合，比較各種組合的升溫和腐熟能力，得到最佳組合，然後對用量進行優化，然後對產品生產發酵工藝進行優化，最後進行田間試驗和大田試驗，驗證產品應用效果和安全性，開發出了安全、高效且簡單適用性價比高的生物秸稈腐熟劑。本發明將枯草芽孢桿菌、黑麴黴、裡氏木黴、釀酒酵母四種菌進行組合得到秸稈腐熟劑，充分利用黑麴黴孢子酶活的升溫效益提高腐熟的環境溫度，協同枯草芽孢桿菌生長過程的進一步升溫效益，保證腐熟所需溫度，解決當前秸稈腐熟劑升溫難的主要問題。本發明利用枯草芽孢桿菌、黑麴黴、裡氏木黴三株菌的纖維素和木黴酶活效益，輔助釀酒酵母的促生長效益，合理組合，提高腐熟效果。本發明微生物秸稈腐熟劑升溫效益明顯，可用於秸稈就地還田腐熟，大大的節約了腐熟工序和勞動力成本，解決了秸稈利用的瓶頸問題，在低溫和常溫環境下均可很好地加速秸稈腐熟，能有效減少秸稈焚燒、化肥投入，改良土壤結構，提高種植效益。


圖1本發明微生物秸稈腐熟劑製備方法的工藝路線圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是範例性的，並不對本發明的範圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和範圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護範圍內。試驗材料本發明所用到的四個菌種均購於中國微生物菌種保藏管理委員會農業微生物中心；其中枯草芽孢桿菌的商品購買編號為ACCC 02973，黑麴黴的商品編號為ACCC 31494，裡氏木黴的商品編號為ACCC 30912，釀酒酵母的商品編號為ACCC 20064。預備實施例1枯草芽孢桿菌固體菌劑的製備1、將枯草芽孢桿菌菌種接種於培養基(按供應商提供的配方配製培養基)中培養，將培養基斜面種子菌株4°C冰箱內儲存，使用前取出活化兩次，將活化後的菌株轉250 毫升茄瓶營養瓊脂培養，培養溫度為37°C，48小時生長良好時用滅菌水洗下，作為種子罐的接種物；2、在1噸的發酵罐中加入培養基，其組成為麩皮為30%，米糠為68%，無機鹽包括蔗糖1%，硫酸銨0.5%，生石灰0.5%;起始pH7. 5;接種前料水比為1 0. 8。從種子罐向生產罐接種，開始發酵。發酵條件培養溫度為37°C，通風量為1 1. 1，罐壓為0.05mpa/cm2，攪拌速度為220rpm，接種20小時後每隔4小時取樣一次，觀察菌體生長狀況、是否有汙染，待發現孢子生成達90%以上後，液體發酵完成，向發酵菌液中加入常規的吸附劑和填充劑，得枯草芽孢桿菌菌劑。預備實施例2黑麴黴固體菌劑的製備1、將黑麴黴菌種接種於培養基(按供應商提供的配方配製培養基)中培養，將培養基斜面種子菌株4°C冰箱內儲存，使用前取出活化兩次，將活化後的菌株轉250毫升茄瓶營養瓊脂培養，培養溫度為^°C，48小時生長良好時用滅菌水洗下，作為種子罐的接種物；2、在1噸的發酵罐中加入培養基，其組成為麩皮50%，米糠49%，硫酸銨和磷酸二氫鉀各0.5%;起始pH7. 5;接種前料水比為1 0.6。從種子罐向生產罐接種，開始發酵。 發酵條件培養溫度為觀！，通風量為1 1. 1，罐壓為0.05mpa/Cm2，攪拌速度為220rpm，接種20小時後每隔4小時取樣一次，觀察菌體生長狀況、是否有汙染，待發現孢子生成達90% 以上後，液體發酵完成，向發酵菌液中加入常規的吸附劑和填充劑，得黑麴黴菌劑。預備實施例3裡氏木黴固體菌劑的製備1、將裡氏木黴菌種接種於培養基(按供應商提供的配方配製培養基)中培養，將培養基斜面種子菌株4°C冰箱內儲存，使用前取出活化兩次，將活化後的菌株轉250毫升茄瓶營養瓊脂培養，培養溫度為觀°0，48小時生長良好時用滅菌水洗下，作為種子罐的接種物；2、在1噸的發酵罐中加入培養基，其組成為麩皮50%，米糠49%，硫酸銨和磷酸二氫鉀各0.5%;起始pH7. 5;接種前料水比為1 0.6。從種子罐向生產罐接種，開始發酵。 發酵條件培養溫度為觀！，通風量為1 1. 1，罐壓為0.05mpa/Cm2，攪拌速度為220rpm，接種20小時後每隔4小時取樣一次，觀察菌體生長狀況、是否有汙染，待發現孢子生成達90% 以上後，液體發酵完成，向發酵菌液中加入常規的吸附劑和填充劑，得裡氏木黴菌劑。預備實施例4釀酒酵母固體菌劑的製備1、將釀酒酵母菌菌種接種於培養基(按供應商提供的配方配製培養基)中培養， 將培養基斜面種子菌株加礦物油後4°C冰箱內儲存，使用前取出活化兩次，將活化後的菌株轉入250毫升茄子瓶中培養，培養溫度為30°C，培養48小時，菌株生長良好時用滅菌生理鹽水將其洗下，洗脫物即為種子罐的接種物。2、在1噸的發酵罐中加入培養基麩皮80%，米糠20%，不添加無機鹽。從種子罐向生產罐接種，接種量為50kg，開始發酵。發酵條件培養溫度為30°C，罐壓為0. 05mpa/ cm2，攪拌速度為220rpm，通風比1 1. 1，接種20小時後每隔4小時取樣一次，觀察菌體生長狀況、是否有汙染，液體發酵完成後，向發酵菌液中加入常規的吸附劑和填充劑黃原膠， 得釀酒酵母菌菌劑。實施例1本發明微生物秸稈腐熟劑的製備1、按以下重量稱取各菌劑枯草芽孢桿菌菌劑3kg，黑麴黴菌劑^ig,裡氏木黴菌劑:3kg，釀酒酵母菌劑Ikg ；2、將四種菌劑乾燥粉碎後，混合均勻，即得。實施例2本發明微生物秸稈腐熟劑的製備1、按以下重量稱取各菌劑枯草芽孢桿菌菌劑^g，黑麴黴菌劑1kg，裡氏木黴菌劑^g，釀酒酵母菌劑0. 5kg ；
2、將四種菌劑乾燥粉碎後，混合均勻，即得。實施例3本發明微生物秸稈腐熟劑的製備1、按以下重量稱取各菌劑枯草芽孢桿菌菌劑4kg，黑麴黴菌劑3kg，裡氏木黴菌劑4kg，釀酒酵母菌劑13kg;2、將四種菌劑乾燥粉碎後，混合均勻，即得。試驗例1單一菌劑的升溫效果試驗將粉碎後的稻草粉裝入罐頭瓶中封口，每瓶250g，115°C滅菌15min，低溫試驗自然冷卻後放入冰箱中使其溫度降到8°C後接種，常溫試驗直接接種，接種量2%。同時加入 5%。的尿素。低溫試驗罐頭瓶將其置於保溫杯中放入8°C冰箱中培養，產物試驗置於20°C培養箱中培養，低溫試驗間隔12小時測定溫度，單一菌劑單因素試驗中低溫和常溫試驗間隔 12小時測定纖維素酶活。低溫條件下四種菌的升溫效果為黑麴黴>枯草芽孢桿菌>裡氏木黴>釀酒酵母菌，其中酵母的活性很弱，與空白對照的升溫相當。黑麴黴的升溫效果最好，可能因為孢子在萌發時產生大量的生物熱令系統快速升溫，而所選酵母在8°C下活性不高。在常溫20°C的實驗中黑麴黴、枯草芽孢桿菌和裡氏木黴三個實驗組的酶活有明顯提升，且裡氏木黴>黑麴黴>枯草芽孢桿菌，而在低溫8°C實驗中，這三個實驗組測定酶活也均有明顯提升且相差不大，在兩次試驗中釀酒酵母的酶活都非常低，這也是在預期中的。而且從兩次試驗酶活的比較可以看出，溫度對酶活的影響大於三種產酶菌株黑麴黴、枯草芽孢桿菌和裡氏木黴個體的影響，所以選擇溫度為主要指標來對菌種的組合比例進行優化。試驗例2四種功能菌配比梯度確定最佳比例試驗1、枯草芽孢桿菌梯度試驗在1-7號罐內各加入黑麴黴0. lg、裡氏木黴0. lg、釀酒酵母0. lg，再在7個罐分別加入枯草芽孢桿菌0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分別為試驗組1-7，置冰箱中 8 °C條件下發酵。通過比較不同實驗組的測定結果，混菌中枯草芽孢桿菌的最佳劑量為0. 15g，即添加0. 15g枯草芽孢桿菌時，腐熟劑表現的活性最強。枯草芽孢桿菌在固體發酵的過程中，產生大量的芽孢。芽孢在合適的條件下萌發，從而產生大量的熱量使得系統升溫。並且，枯草芽孢桿菌能產生大量的纖維素酶，分解秸稈粉中的纖維素。2、黑麴黴梯度試驗在1-7號罐內各加入裡氏木黴0. 12g、釀酒酵母0. Ig和枯草芽孢桿菌，再在7個罐分別加入黑麴黴0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分別為試驗組1-7，置冰箱中 8°C條件下發酵。其中枯草芽孢桿菌劑量由枯草芽孢桿菌劑量梯度試驗結果確定。通過比較不同實驗組的測定結果，混菌中黑麴黴的最佳劑量為0. lg，即添加 0. IOg黑麴黴時，腐熟劑表現的活性最強。固體發酵生產的黑麴黴中含有大量黑色孢子，孢子在合適的溫度及溼度下萌發。在黑麴黴菌劑中，含有大量的纖維素酶，能夠分解纖維素作為孢子萌發及菌絲生長的碳源物質。3、裡氏木黴梯度試驗在1-7號罐內各加入釀酒酵母0. Ig以及黑麴黴和枯草芽孢桿菌，再在7個罐分別加入裡氏木黴0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分別為試驗組1-7，置冰箱中8°C
條件下發酵。其中枯草芽孢桿菌劑量由枯草芽孢桿菌劑量梯度試驗結果確定；黑麴黴劑量由黑麴黴劑量梯度試驗結果確定。通過比較不同實驗組的測定結果，混菌中裡氏木黴的最佳劑量為0. 15g，即添加 0. 15g裡氏木黴時，腐熟劑表現的活性最強。試驗所用裡氏木黴為纖維素黴高產菌株，固體發酵的菌劑中含有大量的纖維素酶，能夠分解秸稈粉中的纖維素作為碳源。4、釀酒酵母梯度試驗在1-7號罐內各加入黑麴黴、木黴和枯草芽孢桿菌，再在7個罐分別加入釀酒酵母 0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分別為試驗組1-7，置冰箱中8°C條件下發酵。其
中枯草芽孢桿菌劑量由枯草芽孢桿菌劑量梯度試驗結果確定；黑麴黴劑量由黑麴黴劑量梯度試驗結果確定；木黴劑量由裡氏木黴劑量梯度試驗結果確定。通過比較不同實驗組的測定結果，釀酒酵母的各添加量組升溫效果差異不大，但是添加釀酒酵母組在3 後與對照組有較明顯的差異，而前面單一菌升溫試驗說明，單一釀酒酵母不具低溫升溫作用，這裡體現的差異應該是由黑麴黴、枯草芽孢桿菌和裡氏木黴生長差異體現出來的，而各酵母添加組差異不明顯，考慮經濟原因，故選擇最小劑量組 0. 05g為最適添加量。通過總結和比較前面四種單一菌梯度試驗，最後得到秸稈腐熟中四種試驗菌株的最佳比例為枯草芽孢桿菌黑麴黴裡氏木黴釀酒酵母=3:2:3:1。試驗例3本發明微生物秸稈腐熟劑的用量優化試驗按枯草芽孢桿菌黑麴黴裡氏木黴釀酒酵母=3:2:3:1的優化比例分別按1%。，1.5%。，2%。，2.5%。，3%。的接種量接入菌劑，低溫試驗置冰箱中8°C條件下發酵，常溫試驗置於20°C培養箱中發酵。低溫試驗18天，間隔3天測定溫度和纖維素酶活，常溫試驗12天，間隔2天測定纖維素酶活。從常溫和低溫試驗結果來看，在低溫升環境中，2%。實驗組升溫能力最強，而3%。實驗組所產生的纖維素酶活最高，從絕對值來看，2%。、2. 5%。和3%。實驗組升溫能力和腐熟能力差別不大且均遠高於1%。和1. 5%。兩個實驗組，在常溫試驗中也是如此，故選定2%。用量
為最佳量。試驗例4本發明微生物秸稈腐熟劑水稻秸稈中試效果驗證試驗用120*60cm的編織袋，每袋裝入5kg水稻秸稈，按2%。的總用量加入實施例1所製備的複合菌劑和25g尿素(試驗組)，對照組只加入尿素，加水浸透，埋入地下15cm深，編織袋下方平鋪一張塑料薄膜，防止水分滲漏流失，腐熟21天，每三天測定溫度，纖維素酶活和腐植酸含量，處理完成後測定種子發芽率。溫度變化結果對照組前12天溫度緩慢上升，到第12天升到最高溫度實19. 2V， 後溫度緩慢下降，高溫沒有達到20°C，而試驗組的前9天為升溫階段，腐熟溫度從11. 4°C上升到22. 4°C，第9天至15天溫度持續在20°C以上，維持較高的溫度有助於水稻秸稈的快速腐熟。纖維素酶活變化結果在試驗的21天中，對照組纖維素酶活一直持續緩慢上升， 最終在第21天上升到118. 6Ug-l，而試驗組在前9天纖維素酶活上升最快，在第9天即達到 266. 4Ug-l，在第9天後緩慢上升，並在第21天上升到342. 66Ug_l，無論是酶活上升的速度還是酶活的絕對值，實驗組均明顯優於對照組，說明本發明產品腐熟效果顯著。腐植酸含量變化結果對照組和試驗組在腐熟過程中腐植酸含量都是在持續增加，但從上升速度和含量高低來看，試驗組均明顯優於對照組，說明使用本腐熟劑後對水稻秸稈的腐熟效果明顯。種子發芽率(GI)試驗結果三個試驗組GI值均比較高且差異不大，說明水稻秸稈的腐熟程度對種子發芽率沒有明顯的影響。試驗例5本發明微生物秸稈腐熟劑小麥秸稈中試效果驗證試驗小結用120*60cm的編織袋，每袋裝入5kg小麥秸稈，按2%。的總用量加入本發明實施例 2所製備的複合菌劑和25g尿素(實驗組)，對照組只加入尿素，加水浸透，埋入地下15cm 深，編織袋下方平鋪一張塑料薄膜，防止水分滲漏流失，腐熟21天，每三天測定溫度，纖維素酶活和腐植酸含量，處理完成後測定種子發芽率。溫度變化結果對照組前12天溫度緩慢上升，到第12天升到最高溫度實18. 8°C， 後溫度緩慢下降，高溫沒有達到20°C，而實驗組的前9天為快速升溫階段，腐熟溫度從 11. 4°C上升到21. 8°C，第9天至15天溫度持續在20°C以上，維持較高的溫度有助於小麥秸稈的快速腐熟。纖維素酶活變化結果在試驗的21天中，對照組纖維素酶活一直持續緩慢上升， 最終在第21天上升到112. 4Ug-l，而實驗組在前9天纖維素酶活上升最快，在第12天即達到mi. 2Ug-l，在第12天後緩慢上升，並在第21天上升到336. SUg-I，無論是酶活上升的速度還是酶活的絕對值，實驗組均明顯優於對照組，說明本腐熟劑產品腐熟效果顯著。腐植酸含量變化結果對照組和實驗組在腐熟過程中腐植酸含量都是在持續增加，但從上升速度和含量高低來看，實驗組均明顯優於對照組，說明使用本腐熟劑後對小麥秸稈的腐熟效果明顯。種子發芽率(GI)試驗結果三個實驗組GI值均比較高且差異不大，說明小麥秸稈的腐熟程度對種子發芽率沒有明顯的影響。試驗例5本發明微生物秸稈腐熟劑小區試驗結果小結1黃洲區禹王辦事處試驗結果1. 1、不同處理對秸稈腐熟速度的影響本發明微生物秸稈腐熟劑處理3天變色一7天開始腐爛一14天腐爛50%以上 —22天全部腐爛，稻草腐爛速度快；等量細土處理14天開始腐爛一22天僅腐爛30 %，稻草腐爛速度慢；秸杆處理22天腐爛率只有20%左右，稻草腐爛速度最慢。從不同處理的稻草腐熟速度可以看出，本發明微生物秸稈腐熟劑由於含有大量的纖維素、半纖維素和木質素等菌類，促進了稻草快速腐熟，進而提高了土壤有機質含量，改善土壤營養狀況，提高土壤肥力。1. 2、不同處理對稻草腐熟程度的影響本發明微生物秸稈腐熟劑處理稻草全部腐爛，顏色變為褐色和黑褐色，土壤顏色也有所加深，土壤結實程度變輕；等量細土處理雖然顏色有所加深，但秸稈較硬，絕大部分沒有腐爛，土壤結實程度基本沒有變化；
說明本發明微生物秸稈腐熟劑中微生物在適宜條件下，充分發揮其分解作用，使稻草得到充分腐熟，使土壤有機質含量增加，稻田土壤理化性狀得到改善，從而為提高農作物產量奠定了良好的基礎。1.3、實驗結論根據本發明微生物秸稈腐熟劑在稻草上的應用效果，證明本發明微生物秸稈腐熟劑(微生物製劑)對稻草有較好的腐熟效果；一是加快稻草腐熟速度，在適宜的條件下，20 天左右就可是稻草基本腐熟；二是調高稻草腐熟程度，使稻草腐爛後顏色變深，為褐色或黑褐色，而且土壤質地變輕，理化性狀得到改善，這對提高土壤肥力，促進農業持續發展具有
重要意義。2、武穴市梅川鎮試驗結果試驗結果表明，用本發明微生物秸稈腐熟劑處理組三天水稻秸稈開始腐爛，表現為田間溫度高於對照B (加水和尿素未加腐熟劑)，水呈弱酸性；七天後處理組水稻秸稈大部分維管束和葉肉脫落表皮，腐爛呈網狀，而對照組B才開始腐爛；處理十天後，腐熟劑組完全腐，杆呈網狀，葉呈破絮裝，處理15天後秸稈爛成糊狀(完全腐爛慪熟)在整個腐爛過程中，秧苗生長正常。水稻秸稈使用本發明微生物秸稈腐熟劑加尿素處理後，與單獨使用尿素相比，其開始腐爛時間早7天，安全腐爛慪熟早10天；且腐爛程度優於後者，無論腐爛速度還是腐爛程度都有明顯差異，且不影響水稻生長。因此本發明微生物秸稈腐熟劑可以在水稻上應用。試驗例5本發明微生物秸稈腐熟劑大田試驗1、本發明微生物秸稈腐熟劑對小麥-玉米輪茬就地還田腐熟大田試驗A、土壤孔隙度的變化小麥杆就地還田前至出苗期處理1和2 土壤孔隙度分別由55. 4%下降至44. 2% 和56. 4%下降至46. 6%，下降11. 2和9. 8個百分點。而對照1和2僅4. 9和6. 3個百分點，下降幅度明顯。說明添加本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了小麥杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保溼、保肥和作物根系生長。B、土壤有機質的變化小麥杆就地還田前至出苗期處理1和2 土壤有機質分別由14. 8上升至32. 3和 13. 6上升至31. 8，每kg 土壤有機質含量分別上升17. 5g和18. 2g。而對照1和2每kg 土壤有機質含量分別上升4. 9g和7. 7g，上升幅度明顯。有利於增強土壤肥力。C、腐熟料顏色、物料結構變化從秸杆就地還田到播種玉米15天時間，小麥杆的顏色處理較對照顏色深，掏出物料觀察，均較鬆軟；但到了玉米出苗期再次觀察小麥杆腐熟性狀時，處理組的顏色較對照更深，用本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)處理後的小麥杆變得松碎，而對照呈鬆軟狀態。表現出明顯腐熟差別。從玉米苗期生長時間，推測處理較對照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比變化玉米播種期處理組的平均C/N比為23. 9 1，接近腐熟標準C/N比為20 1的參考值；而對照間的平均C/N比為33. 95 1，超過腐熟標準C/N比為20 1的參考值。到了玉米出苗期，處理組的平均C/N比為20. 55 1，基本達到腐熟標準C/N比為20 1的參考值；而對照間的平均C/N乃為27. 1 1，超過玉米播種期處理組的平均C/N比23. 9 1。 表明添加本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)後加快了小麥杆的腐熟度，提前腐熟時間與C中觀察結果推測基本一致。E、小麥杆就地還田後播種玉米的出芽率和產量的變化分析處理組的平均出芽率高98. 2%較對照間平均出芽率84. 9%高11. 3個百分點。處理組的玉米平均產量為3082公斤，畝平308公斤，而對照的平均產量僅2683公斤，畝平268 公斤，畝平增產40公斤，增長率7. 4%。F、結論小麥秸杆就地還田腐熟種植玉米，從小麥桔杆腐熟顏色、物料結構和水溶性碳氮比分析，添加了(實施例1-3所製備)後加快了小麥杆的腐熟度，使小麥秸杆腐熟時間提前 20-30天，玉米出芽率提高11. 3個百分點，產量提高7.4%。試驗例6本發明微生物秸稈腐熟劑對玉米-小麥輪茬就地還田腐熟大田試驗A、土壤孔隙度的變化小麥杆就地還田前至出苗期處理1和2 土壤孔隙度分別由58. 6%下降至46. 2% 和57. 5%下降至47. 5%，下降12. 4和10個百分點。而對照1和2僅8. 88和7. 2個百分點，下降幅度明顯。說明添加本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)後加快了玉米杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保溼、保肥和作物根系生長。B、土壤有機質的變化玉米桔杆就地還田前至出苗期處理1和2 土壤有機質分別由16. 5上升至31. 3和 14. 6上升至30. 8，每kg 土壤有機質含量分別上升14. 8g和16. 2g。而對照1和2每kg 土壤有機質含量分別上升6. 4g和8. 0g，上升幅度明顯。有利於增強土壤肥力。C、腐熟料顏色、物料結構變化 從秸杆就地還田到播種小麥30天時間，玉米杆的顏色處理較對照顏色深，掏出物料觀察，處理組鬆軟、易碎，而對照組稍軟、難碎；但到了小麥出苗期再次觀察玉米杆腐熟性狀時，處理組的顏色較對照更深，用本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)處理後的玉米杆變得軟碎，而對照呈鬆軟狀態。表現出明顯腐熟差別。從小麥苗期生長時間，推測處理較對照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比變化小麥播種期處理組的平均C/N比為觀.8 1，超過腐熟標準C/N比參考值20 1 的8. 8個點；而對照間的平均C/N比為38. 4 1，超過腐熟標準C/N比20 1參考值的18. 4 個點。到了小麥出苗期，處理組的平均C/N比為23.0 1，接近腐熟標準C/N比20 1的參考值；而對照間的平均C/N乃為觀.9 1，超過小麥播種期處理組的平均C/N比23.0 1 的5. 8個點。表明添加本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)後加快了玉米杆的腐熟度，提前腐熟時間與C觀察結果推測基本一致。E、玉米杆就地還田後播種小麥的出芽率和產量的變化分析處理組的平均出芽率96. 較對照間平均出芽率86. 5%高9. 6個百分點。處理組的小麥平均產量為4130公斤，畝平413公斤，而對照的平均產量僅3936公斤，畝平393. 6 公斤，畝平增產19. 4公斤，增長率4.9%。F、結論
玉米秸杆就地還田腐熟種植小麥，從玉米桔杆腐熟顏色、物料結構和水溶性碳氮比分析，添加了本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)加快了玉米杆的腐熟度，使玉米秸杆腐熟時間提前20-30天，小麥出芽率提高9. 6個百分點，產量提高4. 9%。試驗例7本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)對小麥-水稻輪茬就地還田腐熟大田試驗A、土壤孔隙度的變化小麥杆就地還田前至出苗期處理1和2 土壤孔隙度分別由54. 4%下降至42. 2% 和56. 8%下降至46. 6%，下降12. 2和13. 2個百分點。而對照1和2僅7. 2和9. 2個百分點，下降幅度明顯。說明添加本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了小麥杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利水稻根系生長。B、土壤有機質的變化小麥杆就地還田前至插秧前處理1和2 土壤有機質分別由13. 6上升至33. 8和 13. 4上升至34. 6，每kg 土壤有機質含量分別上升20. 2g和21. 2g。而對照1和2每kg 土壤有機質含量分別上升7. Og和8. 7g，上升幅度明顯。有利於增強土壤肥力。C、腐熟料顏色、物料結構變化從秸杆就地還田到水稻插秧前30天時間，小麥杆用「施瑞福」生物秸稈腐熟劑處理後的小麥杆變得松碎，而對照呈鬆軟狀態。表現出明顯腐熟差別。從水稻插秧前小麥杆的理化性狀分析，推測處理較對照腐熟度提前15-20天。D、C/N 比變化水稻插秧前處理組的平均C/N比為19.4 1，低於腐熟標準C/N比20 1的參考值；而對照間的平均C/N比為觀1，高於腐熟標準C/N比為20 1的參考值8個點。表明添加本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了小麥杆的腐熟度，提前腐熟時間與C觀察結果推
測基本一致。E、小麥杆就地還田後的產量的變化分析處理組的水稻平均產量為1365公斤，畝平650公斤，而對照的平均產量僅1218公斤，畝平580公斤，畝平增產70公斤，增長率7. 96%。F、結論小麥秸杆就地還田腐熟種植水稻，從小麥桔杆腐熟顏色、物料結構和水溶性碳氮比分析，添加了本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了小麥杆的腐熟度，使小麥秸杆腐熟時間提前15-20天，水稻產量提高7.96%。試驗例8本發明微生物秸稈腐熟劑(實施例1-3所製備)對水稻-小麥輪茬就地還田腐熟大田試驗A、土壤孔隙度的變化水稻杆就地還田前至小麥出苗期處理1和2 土壤孔隙度分別由下降至 41. 2%和55. 5%下降至40. 5%，下降13. 1禾口 15個百分點。而對照1和2僅7. 0和8. 3個百分點，下降幅度明顯。說明添加本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保溼、保肥和作物根系生長。B、土壤有機質的變化水稻桔杆就地還田前至小麥出苗期處理1和2 土壤有機質分別由15. 4上升至35. 6和15. 6上升至38. 8，每kg 土壤有機質含量分別上升20. 2g和23. 2g。而對照1和2 每kg 土壤有機質含量分別上升Ilg和13. 5g，上升幅度明顯。有利於增強土壤肥力。C、腐熟料顏色、物料結構變化從上表看出，從水稻秸杆就地還田到播種小麥30天時間，水稻杆的顏色處理較對照顏色深，掏出物料觀察，處理組鬆軟、易碎，而對照組雖軟、難碎；但到了小麥出苗期再次觀察水稻杆腐熟性狀時，處理組的顏色較對照更深，用本發明微生物秸稈腐熟劑處理後的水稻杆變得軟碎，而對照呈鬆軟狀態。表現出明顯腐熟差別。從小麥苗期生長時間，推測處理較對照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比變化從上表看出，小麥播種期處理組的平均C/N比為21. 7 1，接近腐熟標準C/N比參考值20 1;而對照間的平均C/N比為34. 9 1，超過腐熟標準C/N比20 1參考值的14.9個點。到了小麥出苗期，處理組的平均C/N比為19.0 1，低於腐熟標準C/N比 20 1的參考值；而對照間的平均C/N乃為27. 5 1，超過小麥播種期處理組的平均C/N 比20.0 1的7. 5個點。表明添加本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，提前腐熟時間與C觀察結果推測基本一致。E、水稻杆就地還田後播種小麥的出芽率和產量的變化分析 從上表看出，處理組的平均出芽率93. 6 %較對照間平均出芽率87. 3 %高6. 3個百分點。處理組的小麥平均產量為844. 5公斤，畝平402公斤，而對照的平均產量為801公斤， 畝平381公斤，畝平增產21公斤，增長率5.5%。F、結論水稻秸杆就地還田腐熟種植小麥，從水稻桔杆腐熟顏色、物料結構和水溶性碳氮比分析，添加了本發明微生物秸稈腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，使水稻秸杆腐熟時間提前20-30天，小麥出芽率提高6. 3個百分點，產量提高5. 5%。試驗例9本發明微生物秸杆腐熟劑(實施例1-3所製備)對水稻-油菜輪茬就地還田腐熟大田試驗A、土壤孔隙度的變化水稻杆就地還田前至油菜出苗期處理1和2 土壤孔隙度分別由下降至 41. 4%和55. 2%下降至40. 2%，下降13. 1禾口 15個百分點。而對照1和2僅7. 0和8. 3個百分點，下降幅度明顯。說明添加本發明微生物秸杆腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保溼、保肥和作物根系生長。B、土壤有機質的變化水稻桔杆就地還田前至油菜出苗期處理1和2 土壤有機質分別由15. 6上升至 35. 1和15. 2上升至38. 4，每kg 土壤有機質含量分別上升19. 5g和23. lg。而對照1和2 每kg 土壤有機質含量分別上升10.8g和13g，上升幅度明顯。有利於增強土壤肥力。C、腐熟料顏色、物料結構變化從試驗結果看出，從水稻秸杆就地還田到播種油菜30天時間，水稻杆的顏色處理較對照顏色深，掏出物料觀察，處理組鬆軟、易碎，而對照組雖軟、難碎；但到了油菜出苗期再次觀察水稻杆腐熟性狀時，處理組的顏色較對照更深，用本發明微生物秸杆腐熟劑處理後的水稻杆變得軟碎，而對照呈鬆軟狀態。表現出明顯腐熟差別。從油菜苗期生長時間，推測處理較對照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比變化從試驗看出，油菜播種期處理組的平均C/N比為22. 3 1，接近腐熟標準C/N比參考值20 1;而對照間的平均C/N比為30. 8 1，超過腐熟標準C/N比20 1參考值的14.9個點。到了油菜出苗期，處理組的平均C/N比為18.8 1，低於腐熟標準C/N比 20 1的參考值；而對照間的平均C/N為25. 1 1，超過油菜播種期處理組的平均C/N比 20.0 1的5.1個點。表明添加本發明微生物秸杆腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，提前腐熟時間與3-2-1觀察結果推測基本一致。E、水稻杆就地還田後播種油菜的出芽率和產量的變化分析處理組的平均出芽率93. 3%較對照間平均出芽率87. 3%高6個百分點。處理組的油菜平均產量為1444. 5公斤，畝平144. 4公斤，而對照的平均產量為13 公斤，畝平132. 6 公斤，畝平增產11. 8公斤，增長率8. 9%。F、結論水稻秸杆就地還田腐熟種植油菜，從水稻桔杆腐熟顏色、物料結構和水溶性碳氮比分析，添加了本發明微生物秸杆腐熟劑後加快了水稻杆的腐熟度，使水稻秸杆腐熟時間提前20-30天，油菜出芽率提高6. 3個百分點，產量提高8. 9%。
權利要求
1.一種微生物秸稈腐熟劑，包括以下成分枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)菌劑、 黑麴黴(Aspergillus niger)菌劑、裡氏木黴(Trichoderma reesei)菌劑、釀酒酵母菌 (Saccharomyces cerevisiae)菌劑。
2.按照權利要求1所述的微生物秸稈腐熟劑，其特徵在於，各成分的重量份是枯草芽孢桿菌菌劑2-4份、黑麴黴菌劑1-3份、裡氏木黴菌劑2-4份、釀酒酵母菌菌劑0. 5-1. 5份。
3.按照權利要求2所述的微生物秸稈腐熟劑，其特徵在於，各成分的重量份是枯草芽孢桿菌菌劑3份、黑麴黴菌劑2份、裡氏木黴菌劑3份、釀酒酵母菌菌劑1份。
4.一種製備權利要求1-3任何一項所述微生物秸稈腐熟劑的方法，包括以下步驟(1)分別製備枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)菌劑、黑麴黴(Aspergillus niger) 菌齊U、裡氏木黴(Trichoderma reesei)菌齊[J、釀酒酵母菌(Saccharomyce s cerevisiae)菌劑；(2)將所製備的四種菌劑乾燥粉碎後，混合均勻，即得。
5.權利要求1-3任何一項所述微生物秸稈腐熟劑在腐熟還田秸稈中的用途。
6.按照權利要求5所述的用途，其特徵在於，包括用所述微生物秸稈腐熟劑按每畝2 公斤+尿素5公斤兌水30-50公斤均勻噴施在秸稈表面，然後將農作物秸稈和本發明微生物秸稈腐熟劑一同翻入地下，深度在10-15釐米，保持土壤溼度在50-60%。
7.按照權利要求5所述的用途，其特徵在於，包括按每噸桔杆加入0.5-1. O公斤所述微生物秸稈腐熟劑，然後用水澆溼桔杆，以秸稈乾重計，澆水時加入2-5%的磷酸二銨或糞便水與秸稈混合均勻，秸稈含水量控制在60-70wt%，起堆後用塑料薄膜腹蓋。
全文摘要
本發明公開了一種微生物秸稈腐熟劑，屬於秸稈腐熟劑領域。本發明將枯草芽孢桿菌、黑麴黴、裡氏木黴和釀酒酵母四種菌進行組合得到微生物秸稈腐熟劑。本發明微生物秸稈腐熟劑利用黑麴黴孢子酶活的升溫效益提高腐熟的環境溫度，協同枯草芽孢桿菌生長過程的進一步升溫效益，保證腐熟所需溫度進而提高了秸稈的腐熟效果。本發明微生物秸稈腐熟劑升溫效益明顯，可用於秸稈就地還田腐熟，在低溫和常溫環境下均可很好地加速秸稈腐熟，解決了秸稈利用的瓶頸問題，能有效減少秸稈焚燒並節約腐熟工序和勞動力成本，減少化肥投入，改良土壤結構，提高種植效益。
文檔編號C05F11/02GK102382768SQ20111029098
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者劉全禮, 葉勁松, 曹芬, 蔡君, 谷序文, 黃海英 申請人:武漢施瑞福生物技術有限公司