一種高效秸稈腐熟劑的製備方法與流程

2023-06-26 10:23:46

本發明公開了一種高效秸稈腐熟劑的製備方法，屬於腐熟劑製備技術領域。

背景技術：

中國作物秸稈年產量約7億t，是秸稈資源豐富的國家之一，長期以來秸稈作為一種資源卻沒有得到有效利用，大量秸稈被丟棄、焚燒，這不僅導致有機質及養分資源的大量浪費，且會造成嚴重的環境汙染。世界上各農業發達國家大都非常重視土地的用養結合和發展生態農業，秸稈還田和農家肥佔施肥總量的2/3，因此，秸稈還田作為一項先進的保護性耕作技術，在世界上各農業發達國家得到足夠的重視和支持，其中美國把秸稈還田當作農作制中的一項關鍵技術，日本則把秸稈直接還田當作農業生產中的法律執行。我國多年來生產實踐證明，秸稈還田能有效地增加土壤有機質含量，改良土壤、培肥地力。但土壤C、N比高，不易腐爛，且常因翻壓量過大、土壤水份不足出現妨礙耕作、影響出苗等不良現象。

因此，如何實現秸稈還田的高效腐熟、形成高質量腐解產物是提高秸稈資源利

用效率以及提升土壤肥力、增加作物生物效應的關鍵。有研究表明，有機物料腐熟劑具有提高秸稈腐解速率、促進秸稈養分釋放、促進秸稈還田的土壤培肥效果、提高生物效應的作用。

我國有大量的稻杆，其中帶來了很多問題，在全量稻稈機械化還田中，遇到了稻稈量大，還田腐熟慢，稻稈不容易降解，從而導致了出苗，整地和秧苗生長容易缺氧，易倒伏，黃苗等新問題。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題：針對目前我國有大量的稻杆，其中帶來了很多問題，在全量稻稈機械化還田中，遇到了稻稈量大，還田腐熟效率慢，稻稈不容易降解，從而導致了出苗，整地和秧苗生長容易缺氧的問題，提供一種高效秸稈腐熟劑的製備方法，本發明先挑選長菌菇的腐爛木頭中的菌體，並進行富集培養沒得菌液，再將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別斜面活化後接種到發酵培養基中發酵培養，將各菌種發酵液混合得混合發酵液，並與菌液混合後濃縮，製備得吸附載體和濃縮液混合，即可製備得到高效秸稈腐熟劑，本發明製備得到的秸稈腐熟劑，腐解速率快，可完全降解秸稈，可以促進秸稈養分的釋放、增強秸稈還田的土壤培肥效果、提高生物效應的作用。

為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：

（1）選取500～700g已經腐爛長菌菇的木頭，將木頭切碎成粒徑為3～5cm的木頭顆粒，將木頭顆粒按質量比1:5加入無菌水中進行浸泡，並向無菌水中加入40～60g蔗糖、30～40g蛋白腖、3～5g磷酸二氫鉀、2～4g硫酸鎂，在37℃溫度下浸泡3～5天，浸泡後過濾得浸泡液；

（2）分別稱取1～3g硝酸鉀、1～3g磷酸二氫銨、2～4g氯化鈣、0.3～0.5g七水硫酸鎂、3～5g碳酸鈣、0.01～0.03g七水硫酸亞鐵、1～3g蛋白腖、4～6g微晶纖維素、10～12g60～80目玉米秸稈粉末和800～1000mL無菌水，攪拌混合均勻後得富集培養液，將上述浸泡液按接種量3～5%加入富集培養基中，在37℃和120～150r/min條件下密封搖床培養20～30h，培養後即可得到菌液，備用；

（3）按重量份數計，分別選取10～15份葡萄糖、10～15份玉米粉、10～12份大豆蛋白腖、5～10份牛肉膏、3～5份硫酸銨、1～3份磷酸二氫鉀、2～4份碳酸鈣、0.5～1.0份硫酸鎂、0.5～1.0份氯化鈣、0.5～1.0份氯化鈉，攪拌混合後在120～125℃溫度下滅菌處理10～15min，得發酵培養基；

（4）分別將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別放入斜面培養基上斜面活化，然後挑選活化好的菌株按接種量5～7%分別接入上述發酵培養基中，並放入發酵罐中，在30～40℃條件下分別進行發酵培養，發酵至各菌種在培養液中有效活菌數達到106～108個/mL，發酵後得過濾，得發酵液，並將各菌種發酵液混合得混合發酵液，將混合發酵液和步驟（2）備用的菌液按體積比5:1混合後放入濃縮罐中，濃縮至原體積20～30%，得濃縮液；所述斜面培養基為麥芽汁瓊脂培養基；

（5）按重量份數計，分別選取10～20份麥麩、15～20份核桃殼、18～20份硅藻土、8～10份麥飯石和15～20份腐殖酸，放入粉碎機中，粉碎後過100～120目篩，得吸附載體，將吸附載體和上述濃縮液按質量比2:1混合，攪拌混合均勻後自然風乾，即可製得秸稈腐熟劑。

本發明的應用方法：將玉米秸稈進行堆置，每10～15cm厚度為一層，每層撒施本發明製備的腐熟劑，腐熟劑用量為秸稈質量的5～7%，整堆物料含水量控制在50～60%，每堆高1.5～2.0m，堆寬1.5～2m，並用塑料薄膜封堆，防止水分散失，可以使玉米秸稈腐解速率提高40～50%，可實現秸稈完全降解。

本發明的有益效果是：

（1）本發明製備得到的秸稈腐熟劑，腐解速率快、可以促進秸稈養分釋放、增強秸稈還田的土壤培肥效果、提高生物效應的作用;

（2）本發明製備得到的秸稈腐熟劑，製備工藝簡單，成本低廉，可實現秸稈的完全降解。

具體實施方式

首先選取500～700g已經腐爛長菌菇的木頭，將木頭切碎成粒徑為3～5cm的木頭顆粒，將木頭顆粒按質量比1:5加入無菌水中進行浸泡，並向無菌水中加入40～60g蔗糖、30～40g蛋白腖、3～5g磷酸二氫鉀、2～4g硫酸鎂，在37℃溫度下浸泡3～5天，浸泡後過濾得浸泡液；分別稱取1～3g硝酸鉀、1～3g磷酸二氫銨、2～4g氯化鈣、0.3～0.5g七水硫酸鎂、3～5g碳酸鈣、0.01～0.03g七水硫酸亞鐵、1～3g蛋白腖、4～6g微晶纖維素、10～12g60～80目玉米秸稈粉末和800～1000mL無菌水，攪拌混合均勻後得富集培養液，將上述浸泡液按接種量3～5%加入富集培養基中，在37℃和120～150r/min條件下密封搖床培養20～30h，培養後即可得到菌液，備用；按重量份數計，分別選取10～15份葡萄糖、10～15份玉米粉、10～12份大豆蛋白腖、5～10份牛肉膏、3～5份硫酸銨、1～3份磷酸二氫鉀、2～4份碳酸鈣、0.5～1.0份硫酸鎂、0.5～1.0份氯化鈣、0.5～1.0份氯化鈉，攪拌混合後在120～125℃溫度下滅菌處理10～15min，得發酵培養基；分別將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別放入斜面培養基上斜面活化，然後挑選活化好的菌株按接種量5～7%分別接入上述發酵培養基中，並放入發酵罐中，在30～40℃條件下分別進行發酵培養，發酵至各菌種在培養液中有效活菌數達到106～108個/mL，發酵後得過濾，得發酵液，並將各菌種發酵液混合得混合發酵液，將混合發酵液和備用的菌液按體積比5:1混合後放入濃縮罐中，濃縮至原體積20～30%，得濃縮液；所述斜面培養基為麥芽汁瓊脂培養基；按重量份數計，分別選取10～20份麥麩、15～20份核桃殼、18～20份硅藻土、8～10份麥飯石和15～20份腐殖酸，放入粉碎機中，粉碎後過100～120目篩，得吸附載體，將吸附載體和上述濃縮液按質量比2:1混合，攪拌混合均勻後自然風乾，即可製得秸稈腐熟劑。

實例1

首先選取500g已經腐爛長菌菇的木頭，將木頭切碎成粒徑為3cm的木頭顆粒，將木頭顆粒按質量比1:5加入無菌水中進行浸泡，並向無菌水中加入40g蔗糖、30g蛋白腖、3g磷酸二氫鉀、2g硫酸鎂，在37℃溫度下浸泡3天，浸泡後過濾得浸泡液；分別稱取1g硝酸鉀、1g磷酸二氫銨、2g氯化鈣、0.3g七水硫酸鎂、3g碳酸鈣、0.01g七水硫酸亞鐵、1g蛋白腖、4g微晶纖維素、10g60目玉米秸稈粉末和800mL無菌水，攪拌混合均勻後得富集培養液，將上述浸泡液按接種量3%加入富集培養基中，在37℃和120r/min條件下密封搖床培養20h，培養後即可得到菌液，備用；按重量份數計，分別選取10份葡萄糖、10份玉米粉、10份大豆蛋白腖、5份牛肉膏、3份硫酸銨、1份磷酸二氫鉀、2份碳酸鈣、0.5份硫酸鎂、0.5份氯化鈣、0.5份氯化鈉，攪拌混合後在120℃溫度下滅菌處理10min，得發酵培養基；分別將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別放入斜面培養基上斜面活化，然後挑選活化好的菌株按接種量5%分別接入上述發酵培養基中，並放入發酵罐中，在30℃條件下分別進行發酵培養，發酵至各菌種在培養液中有效活菌數達到106個/mL，發酵後得過濾，得發酵液，並將各菌種發酵液混合得混合發酵液，將混合發酵液和備用的菌液按體積比5:1混合後放入濃縮罐中，濃縮至原體積20%，得濃縮液；所述斜面培養基為麥芽汁瓊脂培養基；按重量份數計，分別選取10份麥麩、15份核桃殼、18份硅藻土、8份麥飯石和15份腐殖酸，放入粉碎機中，粉碎後過100目篩，得吸附載體，將吸附載體和上述濃縮液按質量比2:1混合，攪拌混合均勻後自然風乾，即可製得秸稈腐熟劑。

將玉米秸稈進行堆置，每10cm厚度為一層，每層撒施本發明製備的腐熟劑，腐熟劑用量為秸稈質量的5%，整堆物料含水量控制在50%，每堆高1.5m，堆寬1.5m，並用塑料薄膜封堆，防止水分散失，可以使玉米秸稈腐解速率提高40%，可實現秸稈完全降解。

實例2

首先選取600g已經腐爛長菌菇的木頭，將木頭切碎成粒徑為4cm的木頭顆粒，將木頭顆粒按質量比1:5加入無菌水中進行浸泡，並向無菌水中加入50g蔗糖、35g蛋白腖、4g磷酸二氫鉀、3g硫酸鎂，在37℃溫度下浸泡4天，浸泡後過濾得浸泡液；分別稱取2g硝酸鉀、2g磷酸二氫銨、3g氯化鈣、0.4g七水硫酸鎂、4g碳酸鈣、0.02g七水硫酸亞鐵、2g蛋白腖、5g微晶纖維素、11g70目玉米秸稈粉末和900mL無菌水，攪拌混合均勻後得富集培養液，將上述浸泡液按接種量4%加入富集培養基中，在37℃和135r/min條件下密封搖床培養25h，培養後即可得到菌液，備用；按重量份數計，分別選取13份葡萄糖、13份玉米粉、11份大豆蛋白腖、8份牛肉膏、4份硫酸銨、2份磷酸二氫鉀、3份碳酸鈣、0.8份硫酸鎂、0.8份氯化鈣、0.8份氯化鈉，攪拌混合後在123℃溫度下滅菌處理13min，得發酵培養基；分別將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別放入斜面培養基上斜面活化，然後挑選活化好的菌株按接種量6%分別接入上述發酵培養基中，並放入發酵罐中，在35℃條件下分別進行發酵培養，發酵至各菌種在培養液中有效活菌數達到107個/mL，發酵後得過濾，得發酵液，並將各菌種發酵液混合得混合發酵液，將混合發酵液和備用的菌液按體積比5:1混合後放入濃縮罐中，濃縮至原體積25%，得濃縮液；所述斜面培養基為麥芽汁瓊脂培養基；按重量份數計，分別選取15份麥麩、17份核桃殼、19份硅藻土、9份麥飯石和17份腐殖酸，放入粉碎機中，粉碎後過110目篩，得吸附載體，將吸附載體和上述濃縮液按質量比2:1混合，攪拌混合均勻後自然風乾，即可製得秸稈腐熟劑。

將玉米秸稈進行堆置，每13cm厚度為一層，每層撒施本發明製備的腐熟劑，腐熟劑用量為秸稈質量的6%，整堆物料含水量控制在55%，每堆高1.7m，堆寬1.8m，並用塑料薄膜封堆，防止水分散失，可以使玉米秸稈腐解速率提高45%，可實現秸稈完全降解。

實例3

首先選取700g已經腐爛長菌菇的木頭，將木頭切碎成粒徑為5cm的木頭顆粒，將木頭顆粒按質量比1:5加入無菌水中進行浸泡，並向無菌水中加入60g蔗糖、40g蛋白腖、5g磷酸二氫鉀、4g硫酸鎂，在37℃溫度下浸泡5天，浸泡後過濾得浸泡液；分別稱取3g硝酸鉀、3g磷酸二氫銨、4g氯化鈣、0.5g七水硫酸鎂、5g碳酸鈣、0.03g七水硫酸亞鐵、3g蛋白腖、6g微晶纖維素、12g80目玉米秸稈粉末和1000mL無菌水，攪拌混合均勻後得富集培養液，將上述浸泡液按接種量5%加入富集培養基中，在37℃和150r/min條件下密封搖床培養30h，培養後即可得到菌液，備用；按重量份數計，分別選取15份葡萄糖、15份玉米粉、12份大豆蛋白腖、10份牛肉膏、5份硫酸銨、3份磷酸二氫鉀、4份碳酸鈣、1.0份硫酸鎂、1.0份氯化鈣、1.0份氯化鈉，攪拌混合後在125℃溫度下滅菌處理15min，得發酵培養基；分別將深綠木黴菌劑、枯草芽孢桿菌劑、釀酒酵母菌劑和蘇雲金芽孢桿菌劑分別放入斜面培養基上斜面活化，然後挑選活化好的菌株按接種量7%分別接入上述發酵培養基中，並放入發酵罐中，在40℃條件下分別進行發酵培養，發酵至各菌種在培養液中有效活菌數達到108個/mL，發酵後得過濾，得發酵液，並將各菌種發酵液混合得混合發酵液，將混合發酵液和備用的菌液按體積比5:1混合後放入濃縮罐中，濃縮至原體積30%，得濃縮液；所述斜面培養基為麥芽汁瓊脂培養基；按重量份數計，分別選取20份麥麩、20份核桃殼、20份硅藻土、10份麥飯石和20份腐殖酸，放入粉碎機中，粉碎後過120目篩，得吸附載體，將吸附載體和上述濃縮液按質量比2:1混合，攪拌混合均勻後自然風乾，即可製得秸稈腐熟劑。

將玉米秸稈進行堆置，每15cm厚度為一層，每層撒施本發明製備的腐熟劑，腐熟劑用量為秸稈質量的7%，整堆物料含水量控制在60%，每堆高2.0m，堆寬2m，並用塑料薄膜封堆，防止水分散失，可以使玉米秸稈腐解速率提高50%，可實現秸稈完全降解。