CN108017428A - 一种秸秆腐解菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种秸秆腐解菌剂及其应用，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：磷灰石粉50‑70％、柠檬酸5‑10％、纳米凹凸捧土20‑45％；将本发明秸秆腐解菌剂，使秸秆中的“三素”能够快速分解，使腐熟过程大大加快，减短了发酵周期，并可有效减少异味，且所用菌剂量少，可有效减少生产成本，同时发酵迅速，温度适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及微生物领域，具体涉及一种秸秆腐解菌剂及其应用。
背景技术
秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。我国每年产生的秸秆6亿吨以上，20世纪90年代后期以来，随着农作物单产提高，秸秆总量迅速增加，广大农民为赶农时、抢播种、图省事，多数地区就开始集中出现秸秆焚烧现象。大面积焚烧秸秆的现象不仅造成了极大的环境污染，而且浪费了宝贵的生物资源。
由于秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素等大分子，这三者被称为植物体的“三素”。“三素”的特点是分子量大、结构紧密有序、抗分解力强。又因多数作物秸秆的表面还存在大量蜡质层，更增加了秸秆的分解难度。可见，要使秸秆腐解的确是一件不易之事，需要能够产纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶的多种微生物共同参与，进行逐步有序的接力分解过程，才能完成秸秆“三素”的腐解。所以，在自然界中，秸秆的腐解通常需要一个长时间的作用过程，它是依靠自然界中存在的秸秆腐解的微生物所产生分解“三素”的酶，逐步作用才得以完成的多步骤过程。
同样，与秸秆复杂成分对应的分解“三素”的酶也非常复杂，表现在参与秸秆腐解的酶的种类多、功能专、协同互作等方面。微生物是产生“三素酶”的主要来源，在秸秆物质的降解过程中发挥了巨大的作用，但不同微生物产生的“三素酶”的能力差异很大。
国内现有的秸秆腐解菌剂很多，但大多腐解菌剂会因为环境温度的限制而对秸秆的降解效果大大降低，同时腐解时间也过长，因此限制了秸秆腐解菌剂的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种秸秆腐解菌剂及其应用，所述秸秆腐解菌剂，使秸秆中的“三素”能够快速分解，使腐熟过程大大加快，减短了发酵周期，并可有效减少异味，且所用菌剂量少，可有效减少生产成本，同时发酵迅速，温度适应性强。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种秸秆腐解菌剂，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物，所述秸秆腐解菌剂组成按有效菌数百分比计为：解纤维梭菌0.15-0.25％、黄孢厚毛平革菌0.15-0.2％、斜卧青霉0.1-0.18％、黑曲霉0.1-0.16％、白浅色链霉菌0.1-15％、解磷菌0.08-0.12％、胶冻样芽孢杆菌0.02-0.05％、巨大芽孢杆菌0.01-0.02％，其余为促进剂；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：磷灰石粉50-70％、柠檬酸5-10％、纳米凹凸捧土20-45％。
上述秸秆腐解菌剂由以下方法制备得到：
(1)称取：按配方比称取各物料；
(2)制备促进剂：将柠檬酸加入其质量20-35倍量的水中，溶解完全后加入磷灰石粉、纳米凹凸捧土，然后加入至反应釜中，开启搅拌，反应釜中温度为50-60℃，压力为1.5-1.7Mp，搅拌2-3h后，减压干燥，得促进剂；
(3)混合：将解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂加入至反应罐中，搅拌均匀，减压干燥，即得秸秆腐解菌剂粉末。
优选地，所述磷灰石粉为碳磷灰石粉或羟磷灰石粉，所述磷灰石粉的粒径为100-300μm。
本发明秸秆腐解菌剂可广泛应用于腐解秸秆中。
特别是可将本发明秸秆腐解菌剂应用于农作物秸秆堆肥中，具体使用方法为：
(1)将收割的秸秆进行粉碎；在粉碎的秸秆中加入油菜籽饼粉，使碳/氮比为24-27：1；
(2)再向每吨秸秆与油菜籽饼粉的混合物中加入0.5-1kg秸秆腐解菌剂，搅拌混合，得混合料；将混合料置于发酵坑中发酵，并覆盖5-15cm厚的土壤；
(3)经过12-16天的发酵，秸秆呈现黑色粉末状即发酵完成。
优选地，所述步骤(1)中，将秸秆粉碎至1-3cm。
优选地，所述步骤(2)中，发酵坑深30-60cm，宽60-100cm，长120-200cm。
本发明的有益效果是：
本发明秸秆腐解菌剂，各菌种之间配比合理，多种菌种之间协同作用，使秸秆中的“三素”能够快速分解，使腐熟过程大大加快，减短了发酵周期，并可有效减少异味，最终在短时间内即可使秸秆基本腐解，降解率可达60％以上，且所用菌剂量少，可有效减少生产成本，同时发酵迅速，温度适应性强。
本发明添加剂中加入纳米凹凸捧土，纳米凹凸捧土在秸秆腐解的整个培养期内促进了蛋白酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶活性的增加，同时可促进多酚氧化酶、过氧化物酶的活性。配合加入的磷灰石粉，可增加秸秆中有机磷的含量，使碱性磷酸酶的活性加强；加入的柠檬酸，其可促进秸秆腐解菌剂的降解进程，而在制备添加剂过程中，将柠檬酸吸附于纳米凹凸捧土上，可在秸秆降解的过程中逐步析出，不断将秸秆中难分解的复杂有机物裂解，形成小分子物质，同时又不会打破秸秆腐解环境的平衡。本发明在制备农作物秸秆堆肥时选用油菜籽饼粉作为辅施氮肥，可用于调节碳/氮条件，使微生物能够更好的发挥作用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种秸秆腐解菌剂，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物，所述秸秆腐解菌剂组成按有效菌数百分比计为：解纤维梭菌0.25％、黄孢厚毛平革菌0.2％、斜卧青霉0.12％、黑曲霉0.15％、白浅色链霉菌0.12％、解磷菌0.12％、胶冻样芽孢杆菌0.03％、巨大芽孢杆菌0.01％，其余为促进剂；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：碳磷灰石70％、柠檬酸10％、纳米凹凸捧土20％；碳磷灰石粉粒径为100-300μm。
上述秸秆腐解菌剂由以下方法制备得到：
(1)称取：按配方比称取各物料；
(2)制备促进剂：将柠檬酸加入其质量35倍量的水中，溶解完全后加入磷灰石粉、纳米凹凸捧土，然后加入至反应釜中，开启搅拌，反应釜中温度为50℃，压力为1.6Mp，搅拌3h后，减压干燥，得促进剂；
(3)混合：将解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂加入至反应罐中，搅拌均匀，减压干燥，即得秸秆腐解菌剂粉末。
实施例2：
一种秸秆腐解菌剂，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物，所述秸秆腐解菌剂组成按有效菌数百分比计为：解纤维梭菌0.22％、黄孢厚毛平革菌0.15％、斜卧青霉0.1％、黑曲霉0.1％、白浅色链霉菌0.15％、解磷菌0.1％、胶冻样芽孢杆菌0.02％、巨大芽孢杆菌0.02％，其余为促进剂；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：羟磷灰石粉50％、柠檬酸5％、纳米凹凸捧土45％；羟磷灰石粉粒径为100-300μm。
上述秸秆腐解菌剂由以下方法制备得到：
(1)称取：按配方比称取各物料；
(2)制备促进剂：将柠檬酸加入其质量20倍量的水中，溶解完全后加入磷灰石粉、纳米凹凸捧土，然后加入至反应釜中，开启搅拌，反应釜中温度为60℃，压力为1.5Mp，搅拌2h后，减压干燥，得促进剂；
(3)混合：将解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂加入至反应罐中，搅拌均匀，减压干燥，即得秸秆腐解菌剂粉末。
实施例3：
一种秸秆腐解菌剂，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物，所述秸秆腐解菌剂组成按有效菌数百分比计为：解纤维梭菌0.15％、黄孢厚毛平革菌0.18％、斜卧青霉0.18％、黑曲霉0.16％、白浅色链霉菌0.1％、解磷菌0.08％、胶冻样芽孢杆菌0.05％、巨大芽孢杆菌0.01％，其余为促进剂；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：羟磷灰石粉60％、柠檬酸8％、纳米凹凸捧土32％；羟磷灰石粉粒径为100-300μm。
上述秸秆腐解菌剂由以下方法制备得到：
(1)称取：按配方比称取各物料；
(2)制备促进剂：将柠檬酸加入其质量30倍量的水中，溶解完全后加入磷灰石粉、纳米凹凸捧土，然后加入至反应釜中，开启搅拌，反应釜中温度为55℃，压力为1.7Mp，搅拌2.5h后，减压干燥，得促进剂；
(3)混合：将解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂加入至反应罐中，搅拌均匀，减压干燥，即得秸秆腐解菌剂粉末。
实施例4：
将本发明实施例1中的秸秆腐解菌剂应用于小麦秸秆堆肥中，具体使用方法为：
(1)将收割的小麦秸秆粉碎至1-2cm；在粉碎的秸秆中加入油菜籽饼粉，使碳/氮比为27：1；
(2)再向每吨秸秆与油菜籽饼粉的混合物中加入0.8kg秸秆腐解菌剂，搅拌混合，得混合料；将混合料置于发酵坑中发酵，并覆盖15cm厚的土壤；发酵坑深30cm，宽100cm，长120cm；
(3)经过12天的发酵，秸秆呈现黑色粉末状即发酵完成。
对小麦秸秆堆肥在发酵不同时期的降解率进行检测，每次检测重复三次，结果取其平均值。具体结果如表1所示。
表1小麦秸秆堆肥的降解率
| 重复1 | 重复2 | 重复3 | 平均值 | |
| 第5天降解率(％) | 24.6 | 25.1 | 25.2 | 25.0 |
| 第12天降解率(％) | 63.5 | 64.2 | 63.1 | 63.6 |
实施例5：
将本发明实施例1中的秸秆腐解菌剂应用于玉米秸秆堆肥中，具体使用方法为：
(1)将收割的玉米秸秆粉碎至2-3cm；在粉碎的秸秆中加入油菜籽饼粉，使碳/氮比为24：1；
(2)再向每吨秸秆与油菜籽饼粉的混合物中加入1kg秸秆腐解菌剂，搅拌混合，得混合料；将混合料置于发酵坑中发酵，并覆盖10cm厚的土壤；发酵坑深60cm，宽60cm，长200cm；
(3)经过16天的发酵，秸秆呈现黑色粉末状即发酵完成。
对玉米秸秆堆肥在发酵不同时期的降解率进行检测，每次检测重复三次，结果取其平均值。具体结果如表2所示。
表2玉米秸秆堆肥的降解率
| 重复1 | 重复2 | 重复3 | 平均值 | |
| 第5天降解率(％) | 19.2 | 19.6 | 18.5 | 19.1 |
| 第16天降解率(％) | 65.5 | 65.2 | 64.7 | 65.1 |
实施例6：
将本发明实施例2中的秸秆腐解菌剂应用于水稻秸秆堆肥中，具体使用方法为：
(1)将收割的水稻秸秆粉碎至1-2cm；在粉碎的秸秆中加入油菜籽饼粉，使碳/氮比为25：1；
(2)再向每吨秸秆与油菜籽饼粉的混合物中加入0.5kg秸秆腐解菌剂，搅拌混合，得混合料；将混合料置于发酵坑中发酵，并覆盖5cm厚的土壤；发酵坑深40cm，宽80cm，长150cm；
(3)经过14天的发酵，秸秆呈现黑色粉末状即发酵完成。
对水稻秸秆堆肥在发酵不同时期的降解率进行检测，每次检测重复三次，结果取其平均值。具体结果如表3所示。
表3水稻秸秆堆肥的降解率
| 重复1 | 重复2 | 重复3 | 平均值 | |
| 第5天降解率(％) | 22.3 | 22.8 | 22.1 | 22.4 |
| 第14天降解率(％) | 64.2 | 64.8 | 63.9 | 64.3 |
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种秸秆腐解菌剂，其特征在于，所述秸秆腐解菌剂为解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂的复合物，所述秸秆腐解菌剂组成按有效菌数百分比计为：解纤维梭菌0.15-0.25％、黄孢厚毛平革菌0.15-0.2％、斜卧青霉0.1-0.18％、黑曲霉0.1-0.16％、白浅色链霉菌0.1-15％、解磷菌0.08-0.12％、胶冻样芽孢杆菌0.02-0.05％、巨大芽孢杆菌0.01-0.02％，其余为促进剂；所述促进剂由以下重量百分比的原料组成：磷灰石粉50-70％、柠檬酸5-10％、纳米凹凸捧土20-45％。
2.根据权利要求1所述的秸秆腐解菌剂，其特征在于，所述秸秆腐解菌剂由以下方法制备得到：
(1)称取：按配方比称取各物料；
(2)制备促进剂：将柠檬酸加入其质量20-35倍量的水中，溶解完全后加入磷灰石粉、纳米凹凸捧土，然后加入至反应釜中，开启搅拌，反应釜中温度为50-60℃，压力为1.5-1.7Mp，搅拌2-3h后，减压干燥，得促进剂；
(3)混合：将解纤维梭菌、黄孢厚毛平革菌、斜卧青霉、黑曲霉、白浅色链霉菌、解磷菌、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和促进剂加入至反应罐中，搅拌均匀，减压干燥，即得秸秆腐解菌剂粉末。
3.根据权利要求1所述的秸秆腐解菌剂，其特征在于，所述磷灰石粉为碳磷灰石粉或羟磷灰石粉，所述磷灰石粉的粒径为100-300μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的秸秆腐解菌剂在腐解秸秆中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，将所述秸秆腐解菌剂应用于农作物秸秆堆肥中，具体使用方法为：
(1)将收割的秸秆进行粉碎；在粉碎的秸秆中加入油菜籽饼粉，使碳/氮比为24-27：1；
(2)再向每吨秸秆与油菜籽饼粉的混合物中加入0.5-1kg秸秆腐解菌剂，搅拌混合，得混合料；将混合料置于发酵坑中发酵，并覆盖5-15cm厚的土壤；
(3)经过12-16天的发酵，秸秆呈现黑色粉末状即发酵完成。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)中，将秸秆粉碎至1-3cm。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中，所述发酵坑深30-60cm，宽60-100cm，长120-200cm。
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