一種食用菌菌渣促腐複合菌劑及其製備方法與流程
2024-02-26 12:03:15
本發明涉及農業生物技術領域，尤其涉及一種食用菌菌渣促腐複合菌劑及其製備方法。
背景技術：
改革開放以來，我國食用菌產業經過30多年高速發展，年產量已超過2800萬噸、產值超過2000億元，間接產值超7000億元，佔種植業總產值5%，從業人員約2000萬，是僅次於糧、油、果、菜的第五大作物。我國是世界上最大的食用菌生產、消費大國，年產量約佔世界食用菌產量四分之三。然而，食用菌產業的繁榮也帶來了一定的環境問題，如產生了大量的培養殘渣，即食用菌菌渣。食用菌菌渣是指是利用秸稈、木屑、棉籽殼等原料進行食用菌代料栽培，收穫後的培養剩餘物，是食用菌菌絲殘體及經食用菌酶解和吸收營養後的培養基殘渣的混合物，是食用菌產業的主要廢棄物。每生產1kg的食用菌大約可產生2～5kg的菌渣(paredesc，2009)，這就意味著我國每年產生上億噸的食用菌菌渣。目前的主要處理方法是丟棄和燃燒。但丟棄容易滋生微生物和害蟲，造成潛在的生物安全風險，會侵佔大量土地，成為周邊水、土、氣汙染的源頭。而燃燒會汙染空氣，浪費菌渣中所富含的生物質能量和有用物質。研究表明，食用菌菌渣包括大量難降解的纖維素和一定數量的粗蛋白（菌絲殘體），因此其腐解利用的關鍵在於纖維素和粗蛋白的降解。完成纖維素和粗蛋白的分解轉化的食用菌菌渣可進一步用於生產有機肥，實現食用菌菌渣的資源化利用，這樣不僅可以解決其對環境的汙染問題，而且還可變廢為寶、生產有用物質，提高食用菌產業的可持續發展水平。
食用菌菌渣中纖維素含量高而又較難降解，腐殖質又是主要在纖維素分解過程中形成的。因此，能否有效加強纖維素的分解轉化，成為堆肥能否充分腐熟的關鍵。然而，自然堆肥僅依賴堆制原料中的土著微生物進行，由於所含土著微生物的種類和數量有限，在堆肥中難以快速地繁殖和降解食用菌菌渣中的纖維素、粗蛋白，存在發酵時間長、發酵效果差、產生臭味且肥效低等問題，無害化程度差，生產應用受到很大局限。接入外來菌劑可以解決這個問題，但目前市場上的有機廢棄物腐解菌劑主要針對生活垃圾、秸稈類農業廢棄物、禽畜糞便類等，雖有少量針對食用菌菌渣的通用菌劑，但缺乏專門針對棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣的高效腐解菌劑。
技術實現要素：
本發明提供一種高效腐解以棉籽殼為主料的栽培基質形成的食用菌菌渣的複合菌劑。這種菌劑可以快速降解棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣。
為了達到上述目的，本發明的技術特徵在於：分離和篩選得到針對以棉籽殼為主料的栽培基質形成的食用菌菌渣的腐解菌種，這些菌種可以快速降解以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣中的纖維素和粗蛋白，高效腐解這種食用菌菌渣，加快堆肥進程。
本發明的活性成分是從以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣的堆肥中分離篩選出的、經拮抗反應和腐解試驗、具有纖維素降解活性和蛋白降解活性的5株菌，包括米麴黴p1（aspergillusoryzae）、嗜熱側孢黴（sporotrichumthermophile）、綠色木黴(trichodermaviride)、裡氏木黴（trichodermareesei）、米麴黴p2（aspergillusoryzae）。
所述菌劑的載體為木屑和硅藻土，質量百分比是木屑：硅藻土=8：2。
所述菌劑的有效活菌數11~14×108cfu/g，如13.9×108cfu/g。
所述菌劑的ph在5.5～7.5範圍內，如ph6.5。
所述菌劑的劑型為粉劑。
所述菌劑的水分的質量含量為10%以下，如9.8％。
所述菌劑中汞及化合物、鎘及化合物、鉻及化合物、砷及化合物、鉛及化合物含量低於ny609-2002《有機物料腐熟劑》的限量；每克菌劑少於1個大腸菌群值、蛔蟲卵死亡率為100%。
本發明所提供菌劑的製備方法，具體包括如下步驟：
（1）單菌平板培養：無菌條件下將米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2分別接種於pda培養基上，在30℃恆溫培養箱中培養5天；
（2）液體種子培養：無菌條件下將步驟(1)培養的菌種分別接種於pda液體培養基中，30℃120r/min振蕩培養5-7天，製得液體種子；
（3）固體擴大培養：無菌條件下按5-10％(v/v)的接種量，將步驟(2)製得的液體種子按米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2的菌落形成單位(cfu)數目比為2：(2-2.5)：(2-2.5)：(1-2)：(1-2)，如2：2：2：2：2或2：2.5：2.5：1：2的比例加入固體培養基，進行擴大混合培養，30℃條件下培養3-7天；
（4）菌劑製備：將固體擴大培養得到的培養物真空乾燥後研磨成粉末分裝保存，製備成複合菌劑。
本發明所提供的食用菌菌渣促腐複合菌劑具有以下的特點和優勢：
所述菌劑的組成菌種均是從以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣堆肥中分離篩選而來，對於此種菌渣具有很強的針對性。組成菌種活性高，經過拮抗反應篩選，各菌株之間沒有拮抗抑制作用，菌劑具有穩定性。其中綠色木黴、裡氏木黴、嗜熱側孢黴具有很強的纖維素酶活性，可以將食用菌菌渣中大量的纖維素降解為小分子單糖；米麴黴具有很強的蛋白酶活性，能夠將食用菌菌渣中的蛋白質水解成小分子蛋白腖、多肽和多種胺基酸。堆肥初期，菌渣首先被綠色木黴、裡氏木黴和米麴黴降解，堆體迅速升溫。高溫階段，嗜熱側孢黴加速了堆肥物料中纖維素的降解。各菌株協同作用，形成了複雜而穩定的共生關係。在以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣堆肥初期接入本發明所提供的複合菌劑能使堆體發酵溫度維持在55-65℃，堆肥腐熟周期縮短至10-15天。
具體實施方式
下述實施例中所使用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材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
實施例1：食用菌菌渣促腐複合菌劑的製備
實驗材料：
（1）製備菌劑所用菌株
從以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣堆肥中分離篩選出的米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2。
（2）培養基
pda培養基：馬鈴薯200g，葡萄糖20g，瓊脂15g，蒸餾水1000ml。
固體擴大培養基：固體載體77%（質量百分比木屑：硅藻土=8：2），葡萄糖2%，尿素0.5%，石灰0.5%，蒸餾水20%
實驗方法：
（1）單菌平板培養：無菌條件下將米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2分別接種於pda培養基上，在30℃恆溫培養箱中培養5天；
（2）液體種子培養：無菌條件下將步驟(1)培養的菌種分別接種於pda液體培養基中，30℃120r/min振蕩培養5-7天，製得液體種子；
（3）固體擴大培養：無菌條件下按5-10％(v/v)的接種量，將步驟(2)製得的液體種子按米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2的菌落形成單位(cfu)數目比為2：2：2：2：2：2的比例加入固體培養基，進行擴大混合培養，30℃條件下培養3-7天；
（4）菌劑製備：將固體擴大培養得到的培養物調節至ph6.5後，放入真空乾燥箱中50℃真空乾燥，壓力保持在-0.09—0.1mpa，乾燥10h後，研磨成粉末分裝保存，製備得到複合菌劑。
實施例2：食用菌菌渣促腐複合菌劑的製備
實驗材料：
（1）製備菌劑所用菌株
從以棉籽殼為主料的栽培基質的食用菌菌渣堆肥中分離篩選出的米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2。
（2）培養基
pda培養基：馬鈴薯200g，葡萄糖20g，瓊脂15g，蒸餾水1000ml。
固體擴大培養基：固體載體77%（質量百分比木屑：硅藻土=8：2），葡萄糖2%，尿素0.5%，石灰0.5%，蒸餾水20%
實驗方法：
（1）單菌平板培養：無菌條件下將米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2分別接種於pda培養基上，在30℃恆溫培養箱中培養5天；
（2）液體種子培養：無菌條件下將步驟(1)培養的菌種分別接種於pda液體培養基中，30℃120r/min振蕩培養5-7天，製得液體種子；
（3）固體擴大培養：無菌條件下按5-10％(v/v)的接種量，將步驟(2)製得的液體種子按米麴黴p1、嗜熱側孢黴、綠色木黴、裡氏木黴、米麴黴p2的菌落形成單位(cfu)數目比為2：2.5：2.5：1：2的比例加入固體培養基，進行擴大混合培養，30℃條件下培養3-7天；
（4）菌劑製備：將固體擴大培養得到的培養物調節至ph6.5後，放入真空乾燥箱中50℃真空乾燥，壓力保持在-0.09—0.1mpa，乾燥10h後，研磨成粉末分裝保存，製備得到複合菌劑。