一種微生物秸稈腐熟劑及其製備方法

2023-09-19 15:23:55 1

一種微生物秸稈腐熟劑及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種微生物秸稈腐熟劑，本發明選用能夠相互協同作用但是又不產生拮抗作用的菌種：纖維酶製劑、白腐菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱裂孢菌、短小芽孢桿菌、釀酒酵母作為生產菌種，對秸稈主要成分有強烈的分解作用，同時具有生物防治功能，能抑制作物紋枯病、水稻稻瘟病、小麥根腐病、草莓灰黴病等病原菌的生長。本發明產品的製作周期相對較短，生產效率高、成本低，使用安全、方便。
【專利說明】一種微生物秸稈腐熟劑及其製備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微生物秸杆腐熟劑及其製備方法，屬於農業微生物應用【技術領域】。

【背景技術】
[0002]我國是一個農業大國，農作物播種面積居世界第一位，秸杆中蘊藏著巨大的養分資源，作物吸收的養分有50%左右以生物質的形式保留在秸杆中，因此農作物秸杆是世界上最為豐富的物質之一。目前，全世界作物秸杆近30億噸，我國農作物秸杆每年產量約10億噸，約佔全世界秸杆資源總量的1/3，是世界第一秸杆大國，且總產量還有不斷增長趨勢。農作物秸杆是農作物生產系統的一項重要資源，含有多種可被利用的有效成分，除絕大部分是碳外，還富含氮、磷、鉀、鈣、鎂等元素及纖維素、半纖維、木質素、蛋白質、胺基酸等有效成分，是一種具有多用途的可再生的生物資源。採用秸杆直接還田的方式能夠提高土壤有機質，改善土壤理化性質，而且秸杆還田後還能夠減少化肥的投入，使養分比例更加協調，把作物從土壤中吸收的鑰、錳、銅、氯等養分歸還給土壤，從而提高作物產量，達到有效利用資源的目的。
[0003]目前，在農業生產中，農作物秸杆的利用還存在著以下問題:
1、農作物秸杆正式還田率不高，焚燒的較多，秸杆焚燒既浪費資源、汙染環境，又會產生大量濃煙影響環境及交通安全；
2、農作物秸杆還田後，雖然能夠利用自身的、環境的微生物完成自身的腐熟過程，由於農作物秸杆主要是由纖維素、半纖維和木質素組成，難以被自然環境中的微生物所分解，因此秸杆在土壤中被分解轉化的周期較長，不能被充分利用，同時還會影響土壤的物理性狀和田間耕作。
[0004]因此，研發一種農作物腐熟劑使作物秸杆快速腐熟，提高秸杆還田的可操作性，這對於推進生態農業的可持續發展具有重要的現實意義。
[0005]然而，目前使用的部分秸杆腐熟劑是化學合成物質製成，還有一部分腐熟劑是由微生物、酶等生物活性物質製成的，通過加入腐熟劑使秸杆腐熟製成農用有機肥料，但是現有的秸杆腐熟劑存在以下缺陷:
(O菌種組成種類繁多，而且酶菌協同降解秸杆的效果不太理想；
(2)菌種在秸杆與土壤組成的系統中定值能力不強；
(3)發酵溫度相對較高，腐熟時間也較長；
(4)生產工藝條件複雜，製作成本較高，不利於推廣使用。
[0006]因此，研發一種高效多功能、實用易操作、腐熟時間短、低成本的秸杆腐熟劑顯得勢在必行。


【發明內容】

[0007]本發明目的在於克服現有技術存在的不足，提供一種高效多功能、實用易操作、腐熟時間短、節約成本的秸杆腐熟劑及其製備方法。該微生物秸杆腐熟劑使利用土壤中對秸杆主要成分有強烈的分解作用，相互又不產生拮抗作用的微生物菌株，同時具有生物防治功能，能抑制作物紋枯病、水稻稻瘟病、小麥根腐病、草莓灰黴病等病原菌的生長，在製作過程中通過純化復壯、液體制種、固體培養、低溫乾燥等工藝技術生產出秸杆快速腐熟劑。
[0008]本發明提供了一種微生物秸杆腐熟劑，本發明選用能夠相互協同作用但是又不產生拮抗作用的菌種:纖維酶製劑、白腐菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱裂孢菌、短小芽孢桿菌、釀酒酵母作為生產菌種。
[0009]優選地，纖維酶製劑為木黴和麴黴中兩種或多種混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎後製得。
[0010]其中，木黴包括綠色木黴、裡氏木黴、康寧木黴、棘抱木黴、深綠木黴、哈次木黴、長枝木黴等。
[0011 ] 麴黴包括黑麴黴、米麴黴、煙麴黴、土麴黴、解烏頭Ife麴黴、黃麴黴等。
[0012]最優選地，所述纖維酶製劑是將裡氏木黴、康寧木黴和黑麴黴中兩種或兩種以上的混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎製得。
[0013]優選地,所述白腐菌≤0.4億cfu/g。
[0014]優選地，所述枯草芽孢桿菌> 0.2億cfu/g。
[0015]優選地，所述嗜熱裂孢菌> 0.2億cfu/g，該菌最適催化溫度為65°C，在70°C保溫I小時後仍有75%以上的活力，最適pH為7.5，在pH1的條件下仍有80%的活力，具有較好的溫度耐受性和pH穩定性。
[0016]優選地，所述短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)為芽孢桿菌屬，菌體細杆狀，一般為0.6-0.7 μ mX 2.0-3.0 μ m,革蘭氏陽性，具有生物防治功能，能抑制作物紋枯病、水稻稻瘟病、小麥根腐病、草莓灰黴病等病原菌的生長。
[0017]優選地，所述釀酒酵母> 0.2億cfu/g。
[0018]優選地，所述秸杆腐熟劑為粉狀劑型。
[0019]本發明還提供了一種上述微生物秸杆腐熟劑的製備方法，包括以下步驟:
(O製備纖維酶製劑
將木黴和麴黴中兩種或多種混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎後製備纖維酶製劑；
其中，木黴包括綠色木黴、裡氏木黴、康寧木黴、棘抱木黴、深綠木黴、哈次木黴、長枝木黴等;
麴黴包括黑麴黴、米麴黴、煙麴黴、土麴黴、解烏頭Ife麴黴、黃麴黴等；
優選地，所述纖維酶製劑是將裡氏木黴、康寧木黴和黑麴黴中兩種或兩種以上的混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎製得；
最優選地，所述纖維酶製劑是將裡氏木黴和黑麴黴進行1:1混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎製得；
固體發酵培養基包含麩皮50-80wt%、稻草粉25-40wt%、硫酸銨l_5wt%、磷酸二氫鉀l_5wt%、碳酸鈣 l_5wt%、硫酸鎂 0.l_lwt%、氯化鈣 0.l_lwt%、氯化鈉 0.l-lwt% ；
研究表明，木黴能夠分泌木質素酶、纖維素酶、半纖維素酶等胞外酶分解秸杆中的木質素和纖維素等成分；黑麴黴具有較強的溶解多種無機磷的能力和促進作物生長的作用。
[0020](2)製備白腐菌將白腐菌經兩次發酵，第一次發酵條件為30-35°C，培養2-3天，每天攪拌2-3次；第二次發酵條件為30-35°C，培養8-10天，每天攪拌5-10次；第一次發酵物按照重量比1:5-10加入到第二次發酵培養基中，培養結束後添加吸附劑，吸附劑的重量為培養底物的10-15倍，乾燥粉碎後製備白腐菌粉末；
其中，白腐菌發酵用液體培養基為葡萄糖20g/L、蔗糖15 g/L、酵母粉2 g/L、磷酸二氫鉀1.5 g/L、七水硫酸鎂0.5 g/L和維生素BI 4mg/L ；
固體培養基為麥麩10-30wt%、稻草粉10-30wt%、花生殼35-55wt%、豆餅粉l_5wt%、尿素0.l-2wt%、磷酸氫二鉀 0.1-0.5wt%、硫酸鎂 0.1-0.5wt°/c^P少量水；
吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種。
[0021](3)製備枯草芽孢桿菌
將枯草芽孢桿菌的原始菌經搖床培養、種子培養、發酵罐培養後，將發酵液離心處理，然後加入吸附劑，乾燥粉碎製備枯草芽孢桿菌粉末；
枯草芽孢桿菌搖床培養基為肉湯，種子培養基包含玉米粉l_10wt%、蛋白腖0.5-3wt%、豆餅粉0.5-3wt%、尿素0.l-lwt%,發酵罐培養基包含玉米粉2-8%、蛋白腖0.5_3%、豆餅粉0.5-5%、尿素 0.1-1%、磷酸氫二鉀 0.1-1% ；
吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種。
[0022](4)製備嗜熱裂孢菌
將嗜熱裂孢菌的原始菌經搖床培養、種子培養、發酵罐培養後，將發酵液離心處理，然後加入吸附劑，乾燥粉碎製備嗜熱裂孢菌粉末；
其中，種子培養基和發酵培養基為蛋白腖10g、酵母膏5g、牛肉膏5g、CMC-Na 10g，蒸餾水 100mL,ρΗ7.2，121。。；
吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土、輕質碳酸鈣中的一種或多種。
[0023](5)製備短小芽孢桿菌
液體種子培養基和發酵培養基為:牛肉膏3g、蛋白腖10g、氯化鈉10g、蒸餾水100mL ；將短小芽孢桿菌接種到液體種子培養基進行培養，2天後，接種到發酵罐進行液體發酵生產，發酵液濃度變稠後，按照40% (V:w)加入麥麩，真空乾燥，粉碎成菌種粉，固體吸附菌劑，低溫保存備用。
[0024](6)製備釀酒酵母菌
將釀酒酵母菌接種到豆芽汁種子培養基，培養溫度30°C，培養2天後按8%比例接種到發酵罐進行液體發酵生產，培養結束後添加吸附劑，吸附劑的重量為培養底物的10-15倍，乾燥粉碎後製備；
吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種。
[0025](7)製備秸杆腐熟劑
將製備的上述固體菌劑按一定的重量比進行混合，從而製備秸杆腐熟劑。
[0026]其中:纖維酶製劑1-2份、白腐菌粉劑4-6份、枯草芽孢桿菌粉劑2-3份、嗜熱裂孢菌粉劑1-2份、短小芽孢桿菌粉劑1-2份、釀酒酵母粉劑0-3份；
最優選地，秸杆腐熟劑配比為:纖維酶製劑1份、白腐菌粉劑4份、枯草芽孢桿菌粉劑2份、嗜熱裂孢菌粉劑1份、短小芽孢桿菌粉劑1份、釀酒酵母粉劑1份。
[0027]本發明提供的微生物秸杆腐熟劑中將細菌、真菌活菌與酶製劑復配，腐熟過程多組分協同發揮效能，比單一菌種效果穩定、快速。本發明微生物秸杆腐熟劑主要技術指標均優於國標要求，按照GB20287-2006《農用微生物菌劑》生產，酶活等參數的測定方法按照NY2321-2013《微生物肥料產品檢驗規程》，檢測結果如下表1。

【權利要求】
1.一種微生物秸杆腐熟劑，其特徵在於:以纖維酶製劑、白腐菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱裂孢菌、短小芽孢桿菌、釀酒酵母作為生產菌種； 其中所述白腐菌≥0.4億CFU/g，枯草芽孢桿菌≥0.2億CFU/g，嗜熱裂孢菌≥0.2億CFU/g，所述釀酒酵母≥0.2億CFU/g。
2.如權利要求1所述的微生物秸杆腐熟劑，其特徵在於:所述秸杆腐熟劑為粉狀劑型。
3.如權利要求1所述的微生物秸杆腐熟劑，其特徵在於:所述纖維酶製劑為木黴和麴黴中兩種或多種混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎後製得。
4.如權利要求3所述的微生物秸杆腐熟劑，其特徵在於:所述木黴包括綠色木黴、裡氏木黴、康寧木黴、棘抱木黴、深綠木黴、哈次木黴、長枝木黴。
5.如權利要求3所述的微生物秸杆腐熟劑，其特徵在於:所述麴黴包括黑麴黴、米麴黴、煙麴黴、土麴黴、解烏頭Ife麴黴、黃麴黴。
6.如權利要求1-5任一所述的微生物秸杆腐熟劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (O製備纖維酶製劑 將木黴和麴黴中 兩種或多種混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎後製備纖維酶製劑； 固體發酵培養基包含麩皮50-80wt%、稻草粉25-40wt%、硫酸銨l_5wt%、磷酸二氫鉀l_5wt%、碳酸鈣 l_5wt%、硫酸鎂 0.l_lwt%、氯化鈣 0.l_lwt%、氯化鈉 0.l-lwt% ； (2)製備白腐菌 將白腐菌經兩次發酵，第一次發酵條件為30-35°C，培養2-3天，每天攪拌2-3次；第二次發酵條件為30-35 °C，培養8-10天，每天攪拌5-10次；第一次發酵物按照重量比1:5-10加入到第二次發酵培養基中，培養結束後添加吸附劑，吸附劑的重量為培養底物的10-15倍，乾燥粉碎後製備白腐菌粉末； 其中，白腐菌發酵用液體培養基為葡萄糖20g/L、蔗糖15 g/L、酵母粉2 g/L、磷酸二氫鉀1.5 g/L、七水硫酸鎂0.5 g/L和維生素BI 4mg/L ； 固體培養基為麥麩10-30wt%、稻草粉10-30wt%、花生殼35-55wt%、豆餅粉l_5wt%、尿素.0.l-2wt%、磷酸氫二鉀0.1-0.5wt%、硫酸鎂0.1-0.5wt%和少量水； 吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種； (3)製備枯草芽孢桿菌 將枯草芽孢桿菌的原始菌經搖床培養、種子培養、發酵罐培養後，將發酵液離心處理，然後加入吸附劑，乾燥粉碎製備枯草芽孢桿菌粉末； 其中枯草芽孢桿菌搖床培養基為肉湯，種子培養基包含玉米粉l_10wt%、蛋白腖.0.5-3wt%、豆餅粉0.5-3wt%、尿素0.l-lwt°/o,發酵罐培養基包含玉米粉2_8%、蛋白腖.0.5-3%、豆餅粉 0.5-5%、尿素 0.1-1%、磷酸氫二鉀 0.1-1% ； 吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種； (4)製備嗜熱裂孢菌 將嗜熱裂孢菌的原始菌經搖床培養、種子培養、發酵罐培養後，將發酵液離心處理，然後加入吸附劑，乾燥粉碎製備嗜熱裂孢菌粉末； 其中，種子培養基和發酵培養基為蛋白腖10g、酵母膏5g、牛肉膏5g、CMC-Na 10g，蒸餾水 100mL, ρΗ7.2，121。。；吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土和輕質碳酸鈣中的一種或多種； (5)製備短小芽孢桿菌 液體種子培養基和發酵培養基為:牛肉膏3g、蛋白腖10g、氯化鈉10g、蒸餾水100mL ；將短小芽孢桿菌接種到液體種子培養基進行培養，2天後，接種到發酵罐進行液體發酵生產，發酵液濃度變稠後，按照40%v/w加入麥麩，真空乾燥，粉碎成菌種粉，固體吸附菌劑，低溫保存備用； (6)製備釀酒酵母菌 將釀酒酵母菌接種到豆芽汁種子培養基，培養溫度30°C，培養2天後按8%比例接種到發酵罐進行液體發酵生產，培養結束後添加吸附劑，吸附劑的重量為培養底物的10-15倍，乾燥粉碎後製備； 吸附劑選自草炭、沸石粉、膨潤土、輕質碳酸鈣中的一種或多種； (7)製備稻杆腐熟劑 將製備的上述固體菌劑按一定的重量比進行混合，從而製得秸杆腐熟劑。
7.如權利要求6所述的微生物秸杆腐熟劑的製備方法，其特徵在於:步驟(1)中所述的纖維酶製劑是將裡氏木黴和黑麴黴進行1:1混合固體發酵，發酵物乾燥粉碎製得。
8.如權利要求6所述的微生物秸杆腐熟劑的製備方法，其特徵在於:步驟(7)中所述固體菌劑按如下重量比製得:纖維酶製劑1-2份、白腐菌粉劑4-6份、枯草芽孢桿菌粉劑2-3份、嗜熱裂孢菌粉劑1-2份、短小芽孢桿菌粉劑1-2份、釀酒酵母粉劑0.1-3份。
9.如權利要求8所述的微生物秸杆腐熟劑的製備方法，其特徵在於:步驟(7)中所述固體菌劑按如下重量比製得:纖維酶製劑1份、白腐菌粉劑4份、枯草芽孢桿菌粉劑2份、嗜熱裂孢菌粉劑1份、短小芽孢桿菌粉劑1份、釀酒酵母粉劑1份。
【文檔編號】C05F11/02GK104177137SQ201410407424
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】崔桂俠 申請人:安徽飛天農用生物科技股份有限公司