专利名称：微生物秸秆腐熟剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种秸秆腐熟剂，尤其涉及一种快速腐熟秸秆的微生物腐熟剂，本发明还涉及该微生物腐熟剂的制备方法和应用，属于秸秆腐熟剂领域。
背景技术：
研究表明，中国日益严重的耕地土壤板结、地力衰退等问题是由于土壤有机质含量过低，大量施用化肥而少用有机肥造成的。采用秸秆还田的手段能够有效提高土壤有机质的含量，从而改善土壤的理化性质，但过量秸秆的直接还田和焚烧又引发了农业安全和环境问题，所以，开发生物秸秆腐熟剂用于秸秆还田具有非常重要的现实意义。现有的生物秸秆腐熟剂大多存在升温缓慢、难以迅速腐熟秸秆的缺陷，有待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有的生物秸秆腐熟剂所存在的升温缓慢、难以迅速腐熟秸秆的缺陷，提供一种新的微生物秸秆腐熟剂，该微生物秸秆腐熟剂具有升温快、能够迅速、彻底的腐熟秸秆等优点。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的一种微生物秸秆腐熟剂，由以下组分组成枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 菌剂、黑曲霉(Aspergillus niger)菌剂、里氏木霉(Trichoderma reesei)菌剂、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)菌剂。本发明针对当前生物秸秆腐熟剂在应用于秸秆还田时所存在的低温条件下升温难、腐熟慢等问题，通过对大量的微生物菌种进行筛选，最终发现，将黑曲霉菌剂、酿酒酵母菌菌剂、里氏木霉菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂配伍在一起所得到微生物制剂，四种功能菌组合在一起具有协同增效作用，能促进秸秆迅速腐熟还田，补充土壤有机质、充分释放利用其中的氮磷钾营养同时改善土壤微生物环境。黑曲霉(Aspergillus niger)是自然界中“三素”的强大分解者，具较高“三素酶”酶活，其大量孢子能在0°C以上迅速萌发产生热量，提高环境温度，给自身和其他功能菌的快速繁殖提供必要的温度条件；里氏木霉(Trichoderma reesei)具有突出的纤维素酶活力，在促进以纤维素为主的秸秆的腐熟有明显作用。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对“三素”有较强分解能力，具较高“三素酶”酶活，借助黑曲霉升温效果迅速萌发，给环境带来持续升温的的作用，进一步提高酶活，加速秸杆腐熟；而酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)能分解利用前三种功能菌的代谢产物，消除它们对前者的生长抑制，同时促进其它土著微生物的生长繁殖，加速腐熟速度并改善土壤微生物环境。本发明通过比较升温效果、纤维素酶活和腐植酸含量等腐熟指标发现，将将黑曲霉菌剂、酿酒酵母菌菌剂、里氏木霉菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂按照不同的质量比例进行配伍，在促进秸秆腐熟的技术效果上存在显著的差异。本发明通过大量的筛选试验发现，将四种菌剂按照以下质量比例进行配伍，即枯草芽孢杆菌菌剂黑曲霉菌剂里氏木霉菌剂酿酒酵母菌剂=2-4 10-3 2-4 0.5-1. 5;更优选的，枯草芽孢杆菌菌剂黑曲霉菌剂里氏木霉菌剂酿酒酵母菌剂=3:2:3:1 ；所得到的微生物制剂的腐熟效果和升温效益最为显著，在4°C左右环境中，腐熟3天后秸秆温度达15°C以上，18天左右对小麦、水稻、油菜就地还田秸秆腐熟完全，20°C以上环境中，10天左右即达到很好的腐熟效果。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述微生物秸秆腐熟剂的方法；本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的一种制备上述微生物秸秆腐熟剂的方法，包括以下步骤(1)分别制备枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌剂、黑曲霉(Aspergillus niger) ^ M K τΚ β (Trichoderma reesei)胃齐[J、酉良胃 Sl # 胃(Saccharomyces cerevisiae)菌剂；(2)将所制备的四种菌剂干燥粉碎后，混合均勻，即得。本发明所述的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus niger)、Jl 1 * (Trichoderma reesei)禾口酉良酒_母菌(Saccharomyces cerevisiae)均可通过商业途径购买得到，按照菌种供应商所提高的培养基的组成和发酵培养方法，本领域技术人员可制备得到上述四种菌种的固体菌剂。作为参考，本发明所用到的四种菌的培养基组成及发酵培养条件如下四种菌的液体培养基均为PDA蔗糖培养基(20%马铃薯+2%蔗糖)。其中，枯草芽孢杆菌的液体和固体发酵温度为37°C，固体培养基组成为麸皮为30%，米糠为68%，无机盐包括蔗糖1%，硫酸铵0.5%，生石灰0.5% ；接种前料水比为1 0.8。里氏木霉和黑曲霉的固体和液体发酵温度为观！，固体培养基组成为麸皮 50%，米糠49%，硫酸铵和磷酸二氢钾各0.5% ；接种前料水比为1 0.6;酿酒酵母固体和液体发酵温度为30°C，固体培养基配方为麸皮80 %，米糠20 %， 不添加无机盐。本发明所制备得到微生物秸秆腐熟剂产品的活菌数达1亿CFU/克，纤维素酶活达 1000U/克，木质素酶活达500U/克(注每小时由底物生成Immol葡萄糖所需的酶量定义为一个酶活力单位(U))。本发明微生物秸秆腐熟剂的使用方法1、集中堆怄腐熟方法将玉米、高粱等茎杆较粗硬的农作物秸秆用粉碎机粉碎或切成3-5厘米备用，麦秸、稻草、树叶、杂草、花生秧、豆秸等可直接用于发酵。按每吨桔杆 (干)加入0. 5-1. 0公斤本发明微生物秸秆腐熟剂，然后用水浇湿桔杆，浇水时加入2-5% 的磷酸二铵(以秸秆干重计)或粪便水与秸秆混合均勻，秸秆含水量掌握在60-70%。起堆后用塑料薄膜腹盖，以防止水分蒸发、堆温扩散和养分损失。通常情况下，秸秆15-20天即可腐熟，变成褐色或黑褐色在有机肥料。2、桔杆直接还田快速腐熟方法将农作物秸秆(小麦、水稻、玉米等)分散于田间后，用本发明微生物秸秆腐熟剂按每亩2公斤+尿素5公斤兑水30-50公斤均勻喷施在秸秆表面，以调节秸秆碳氮比，然后将农作物秸秆和本发明微生物秸秆腐熟剂一同翻入地下， 深度在10-15厘米左右，使绝大分秸秆埋入土中后，保持土壤湿度在50-60%，20-30天即可达到腐熟效果。
适宜对象干、鲜玉米秸秆、麦秆、稻秆、谷秆、红薯藤、蚕豆秸、油菜秆、杂草、树叶、 纤维物质含量高的生活垃圾等。适用范围桔杆还田快速腐烂，农户堆肥、制作育苗基质、有机肥厂秸秆等辅料的前期处理。本发明针对现有的秸秆腐熟剂在腐熟还田秸秆时所存在的升温慢、难腐熟的问题，根据所选功能菌种的特性，首先进行单一菌株实验，考察各个单一菌的低温下的升温能力和腐熟能力，根据各个菌的功能对四种菌进行组合，比较各种组合的升温和腐熟能力，得到最佳组合，然后对用量进行优化，然后对产品生产发酵工艺进行优化，最后进行田间试验和大田试验，验证产品应用效果和安全性，开发出了安全、高效且简单适用性价比高的生物秸秆腐熟剂。本发明将枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉、酿酒酵母四种菌进行组合得到秸秆腐熟剂，充分利用黑曲霉孢子酶活的升温效益提高腐熟的环境温度，协同枯草芽孢杆菌生长过程的进一步升温效益，保证腐熟所需温度，解决当前秸秆腐熟剂升温难的主要问题。本发明利用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉三株菌的纤维素和木霉酶活效益，辅助酿酒酵母的促生长效益，合理组合，提高腐熟效果。本发明微生物秸秆腐熟剂升温效益明显，可用于秸秆就地还田腐熟，大大的节约了腐熟工序和劳动力成本，解决了秸秆利用的瓶颈问题，在低温和常温环境下均可很好地加速秸秆腐熟，能有效减少秸秆焚烧、化肥投入，改良土壤结构，提高种植效益。
图1本发明微生物秸秆腐熟剂制备方法的工艺路线图。
具体实施例方式下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。试验材料本发明所用到的四个菌种均购于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心；其中枯草芽孢杆菌的商品购买编号为ACCC 02973，黑曲霉的商品编号为ACCC 31494，里氏木霉的商品编号为ACCC 30912，酿酒酵母的商品编号为ACCC 20064。预备实施例1枯草芽孢杆菌固体菌剂的制备1、将枯草芽孢杆菌菌种接种于培养基(按供应商提供的配方配制培养基)中培养，将培养基斜面种子菌株4°C冰箱内储存，使用前取出活化两次，将活化后的菌株转250 毫升茄瓶营养琼脂培养，培养温度为37°C，48小时生长良好时用灭菌水洗下，作为种子罐的接种物；2、在1吨的发酵罐中加入培养基，其组成为麸皮为30%，米糠为68%，无机盐包括蔗糖1%，硫酸铵0.5%，生石灰0.5%;起始pH7. 5;接种前料水比为1 0. 8。从种子罐向生产罐接种，开始发酵。发酵条件培养温度为37°C，通风量为1 1. 1，罐压为0.05mpa/cm2，搅拌速度为220rpm，接种20小时后每隔4小时取样一次，观察菌体生长状况、是否有污染，待发现孢子生成达90%以上后，液体发酵完成，向发酵菌液中加入常规的吸附剂和填充剂，得枯草芽孢杆菌菌剂。预备实施例2黑曲霉固体菌剂的制备1、将黑曲霉菌种接种于培养基(按供应商提供的配方配制培养基)中培养，将培养基斜面种子菌株4°C冰箱内储存，使用前取出活化两次，将活化后的菌株转250毫升茄瓶营养琼脂培养，培养温度为^°C，48小时生长良好时用灭菌水洗下，作为种子罐的接种物；2、在1吨的发酵罐中加入培养基，其组成为麸皮50%，米糠49%，硫酸铵和磷酸二氢钾各0.5%;起始pH7. 5;接种前料水比为1 0.6。从种子罐向生产罐接种，开始发酵。 发酵条件培养温度为观！，通风量为1 1. 1，罐压为0.05mpa/Cm2，搅拌速度为220rpm，接种20小时后每隔4小时取样一次，观察菌体生长状况、是否有污染，待发现孢子生成达90% 以上后，液体发酵完成，向发酵菌液中加入常规的吸附剂和填充剂，得黑曲霉菌剂。预备实施例3里氏木霉固体菌剂的制备1、将里氏木霉菌种接种于培养基(按供应商提供的配方配制培养基)中培养，将培养基斜面种子菌株4°C冰箱内储存，使用前取出活化两次，将活化后的菌株转250毫升茄瓶营养琼脂培养，培养温度为观°0，48小时生长良好时用灭菌水洗下，作为种子罐的接种物；2、在1吨的发酵罐中加入培养基，其组成为麸皮50%，米糠49%，硫酸铵和磷酸二氢钾各0.5%;起始pH7. 5;接种前料水比为1 0.6。从种子罐向生产罐接种，开始发酵。 发酵条件培养温度为观！，通风量为1 1. 1，罐压为0.05mpa/Cm2，搅拌速度为220rpm，接种20小时后每隔4小时取样一次，观察菌体生长状况、是否有污染，待发现孢子生成达90% 以上后，液体发酵完成，向发酵菌液中加入常规的吸附剂和填充剂，得里氏木霉菌剂。预备实施例4酿酒酵母固体菌剂的制备1、将酿酒酵母菌菌种接种于培养基(按供应商提供的配方配制培养基)中培养， 将培养基斜面种子菌株加矿物油后4°C冰箱内储存，使用前取出活化两次，将活化后的菌株转入250毫升茄子瓶中培养，培养温度为30°C，培养48小时，菌株生长良好时用灭菌生理盐水将其洗下，洗脱物即为种子罐的接种物。2、在1吨的发酵罐中加入培养基麸皮80%，米糠20%，不添加无机盐。从种子罐向生产罐接种，接种量为50kg，开始发酵。发酵条件培养温度为30°C，罐压为0. 05mpa/ cm2，搅拌速度为220rpm，通风比1 1. 1，接种20小时后每隔4小时取样一次，观察菌体生长状况、是否有污染，液体发酵完成后，向发酵菌液中加入常规的吸附剂和填充剂黄原胶， 得酿酒酵母菌菌剂。实施例1本发明微生物秸秆腐熟剂的制备1、按以下重量称取各菌剂枯草芽孢杆菌菌剂3kg，黑曲霉菌剂^ig,里氏木霉菌剂:3kg，酿酒酵母菌剂Ikg ；2、将四种菌剂干燥粉碎后，混合均勻，即得。实施例2本发明微生物秸秆腐熟剂的制备1、按以下重量称取各菌剂枯草芽孢杆菌菌剂^g，黑曲霉菌剂1kg，里氏木霉菌剂^g，酿酒酵母菌剂0. 5kg ；
2、将四种菌剂干燥粉碎后，混合均勻，即得。实施例3本发明微生物秸秆腐熟剂的制备1、按以下重量称取各菌剂枯草芽孢杆菌菌剂4kg，黑曲霉菌剂3kg，里氏木霉菌剂4kg，酿酒酵母菌剂13kg;2、将四种菌剂干燥粉碎后，混合均勻，即得。试验例1单一菌剂的升温效果试验将粉碎后的稻草粉装入罐头瓶中封口，每瓶250g，115°C灭菌15min，低温试验自然冷却后放入冰箱中使其温度降到8°C后接种，常温试验直接接种，接种量2%。同时加入 5%。的尿素。低温试验罐头瓶将其置于保温杯中放入8°C冰箱中培养，产物试验置于20°C培养箱中培养，低温试验间隔12小时测定温度，单一菌剂单因素试验中低温和常温试验间隔 12小时测定纤维素酶活。低温条件下四种菌的升温效果为黑曲霉>枯草芽孢杆菌>里氏木霉>酿酒酵母菌，其中酵母的活性很弱，与空白对照的升温相当。黑曲霉的升温效果最好，可能因为孢子在萌发时产生大量的生物热令系统快速升温，而所选酵母在8°C下活性不高。在常温20°C的实验中黑曲霉、枯草芽孢杆菌和里氏木霉三个实验组的酶活有明显提升，且里氏木霉>黑曲霉>枯草芽孢杆菌，而在低温8°C实验中，这三个实验组测定酶活也均有明显提升且相差不大，在两次试验中酿酒酵母的酶活都非常低，这也是在预期中的。而且从两次试验酶活的比较可以看出，温度对酶活的影响大于三种产酶菌株黑曲霉、枯草芽孢杆菌和里氏木霉个体的影响，所以选择温度为主要指标来对菌种的组合比例进行优化。试验例2四种功能菌配比梯度确定最佳比例试验1、枯草芽孢杆菌梯度试验在1-7号罐内各加入黑曲霉0. lg、里氏木霉0. lg、酿酒酵母0. lg，再在7个罐分别加入枯草芽孢杆菌0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分别为试验组1-7，置冰箱中 8 °C条件下发酵。通过比较不同实验组的测定结果，混菌中枯草芽孢杆菌的最佳剂量为0. 15g，即添加0. 15g枯草芽孢杆菌时，腐熟剂表现的活性最强。枯草芽孢杆菌在固体发酵的过程中，产生大量的芽孢。芽孢在合适的条件下萌发，从而产生大量的热量使得系统升温。并且，枯草芽孢杆菌能产生大量的纤维素酶，分解秸秆粉中的纤维素。2、黑曲霉梯度试验在1-7号罐内各加入里氏木霉0. 12g、酿酒酵母0. Ig和枯草芽孢杆菌，再在7个罐分别加入黑曲霉0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分别为试验组1-7，置冰箱中 8°C条件下发酵。其中枯草芽孢杆菌剂量由枯草芽孢杆菌剂量梯度试验结果确定。通过比较不同实验组的测定结果，混菌中黑曲霉的最佳剂量为0. lg，即添加 0. IOg黑曲霉时，腐熟剂表现的活性最强。固体发酵生产的黑曲霉中含有大量黑色孢子，孢子在合适的温度及湿度下萌发。在黑曲霉菌剂中，含有大量的纤维素酶，能够分解纤维素作为孢子萌发及菌丝生长的碳源物质。3、里氏木霉梯度试验在1-7号罐内各加入酿酒酵母0. Ig以及黑曲霉和枯草芽孢杆菌，再在7个罐分别加入里氏木霉0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分别为试验组1-7，置冰箱中8°C
条件下发酵。其中枯草芽孢杆菌剂量由枯草芽孢杆菌剂量梯度试验结果确定；黑曲霉剂量由黑曲霉剂量梯度试验结果确定。通过比较不同实验组的测定结果，混菌中里氏木霉的最佳剂量为0. 15g，即添加 0. 15g里氏木霉时，腐熟剂表现的活性最强。试验所用里氏木霉为纤维素霉高产菌株，固体发酵的菌剂中含有大量的纤维素酶，能够分解秸秆粉中的纤维素作为碳源。4、酿酒酵母梯度试验在1-7号罐内各加入黑曲霉、木霉和枯草芽孢杆菌，再在7个罐分别加入酿酒酵母 0g、0. 05g、0. lg、0. 15g、0. 2g、0. 25g、0. 3g，分别为试验组1-7，置冰箱中8°C条件下发酵。其
中枯草芽孢杆菌剂量由枯草芽孢杆菌剂量梯度试验结果确定；黑曲霉剂量由黑曲霉剂量梯度试验结果确定；木霉剂量由里氏木霉剂量梯度试验结果确定。通过比较不同实验组的测定结果，酿酒酵母的各添加量组升温效果差异不大，但是添加酿酒酵母组在3 后与对照组有较明显的差异，而前面单一菌升温试验说明，单一酿酒酵母不具低温升温作用，这里体现的差异应该是由黑曲霉、枯草芽孢杆菌和里氏木霉生长差异体现出来的，而各酵母添加组差异不明显，考虑经济原因，故选择最小剂量组 0. 05g为最适添加量。通过总结和比较前面四种单一菌梯度试验，最后得到秸秆腐熟中四种试验菌株的最佳比例为枯草芽孢杆菌黑曲霉里氏木霉酿酒酵母=3:2:3:1。试验例3本发明微生物秸秆腐熟剂的用量优化试验按枯草芽孢杆菌黑曲霉里氏木霉酿酒酵母=3:2:3:1的优化比例分别按1%。，1.5%。，2%。，2.5%。，3%。的接种量接入菌剂，低温试验置冰箱中8°C条件下发酵，常温试验置于20°C培养箱中发酵。低温试验18天，间隔3天测定温度和纤维素酶活，常温试验12天，间隔2天测定纤维素酶活。从常温和低温试验结果来看，在低温升环境中，2%。实验组升温能力最强，而3%。实验组所产生的纤维素酶活最高，从绝对值来看，2%。、2. 5%。和3%。实验组升温能力和腐熟能力差别不大且均远高于1%。和1. 5%。两个实验组，在常温试验中也是如此，故选定2%。用量
为最佳量。试验例4本发明微生物秸秆腐熟剂水稻秸秆中试效果验证试验用120*60cm的编织袋，每袋装入5kg水稻秸秆，按2%。的总用量加入实施例1所制备的复合菌剂和25g尿素(试验组)，对照组只加入尿素，加水浸透，埋入地下15cm深，编织袋下方平铺一张塑料薄膜，防止水分渗漏流失，腐熟21天，每三天测定温度，纤维素酶活和腐植酸含量，处理完成后测定种子发芽率。温度变化结果对照组前12天温度缓慢上升，到第12天升到最高温度实19. 2V， 后温度缓慢下降，高温没有达到20°C，而试验组的前9天为升温阶段，腐熟温度从11. 4°C上升到22. 4°C，第9天至15天温度持续在20°C以上，维持较高的温度有助于水稻秸秆的快速腐熟。纤维素酶活变化结果在试验的21天中，对照组纤维素酶活一直持续缓慢上升， 最终在第21天上升到118. 6Ug-l，而试验组在前9天纤维素酶活上升最快，在第9天即达到 266. 4Ug-l，在第9天后缓慢上升，并在第21天上升到342. 66Ug_l，无论是酶活上升的速度还是酶活的绝对值，实验组均明显优于对照组，说明本发明产品腐熟效果显著。腐植酸含量变化结果对照组和试验组在腐熟过程中腐植酸含量都是在持续增加，但从上升速度和含量高低来看，试验组均明显优于对照组，说明使用本腐熟剂后对水稻秸秆的腐熟效果明显。种子发芽率(GI)试验结果三个试验组GI值均比较高且差异不大，说明水稻秸秆的腐熟程度对种子发芽率没有明显的影响。试验例5本发明微生物秸秆腐熟剂小麦秸秆中试效果验证试验小结用120*60cm的编织袋，每袋装入5kg小麦秸秆，按2%。的总用量加入本发明实施例 2所制备的复合菌剂和25g尿素(实验组)，对照组只加入尿素，加水浸透，埋入地下15cm 深，编织袋下方平铺一张塑料薄膜，防止水分渗漏流失，腐熟21天，每三天测定温度，纤维素酶活和腐植酸含量，处理完成后测定种子发芽率。温度变化结果对照组前12天温度缓慢上升，到第12天升到最高温度实18. 8°C， 后温度缓慢下降，高温没有达到20°C，而实验组的前9天为快速升温阶段，腐熟温度从 11. 4°C上升到21. 8°C，第9天至15天温度持续在20°C以上，维持较高的温度有助于小麦秸秆的快速腐熟。纤维素酶活变化结果在试验的21天中，对照组纤维素酶活一直持续缓慢上升， 最终在第21天上升到112. 4Ug-l，而实验组在前9天纤维素酶活上升最快，在第12天即达到mi. 2Ug-l，在第12天后缓慢上升，并在第21天上升到336. SUg-I，无论是酶活上升的速度还是酶活的绝对值，实验组均明显优于对照组，说明本腐熟剂产品腐熟效果显著。腐植酸含量变化结果对照组和实验组在腐熟过程中腐植酸含量都是在持续增加，但从上升速度和含量高低来看，实验组均明显优于对照组，说明使用本腐熟剂后对小麦秸秆的腐熟效果明显。种子发芽率(GI)试验结果三个实验组GI值均比较高且差异不大，说明小麦秸秆的腐熟程度对种子发芽率没有明显的影响。试验例5本发明微生物秸秆腐熟剂小区试验结果小结1黄洲区禹王办事处试验结果1. 1、不同处理对秸秆腐熟速度的影响本发明微生物秸秆腐熟剂处理3天变色一7天开始腐烂一14天腐烂50%以上 —22天全部腐烂，稻草腐烂速度快；等量细土处理14天开始腐烂一22天仅腐烂30 %，稻草腐烂速度慢；秸杆处理22天腐烂率只有20%左右，稻草腐烂速度最慢。从不同处理的稻草腐熟速度可以看出，本发明微生物秸秆腐熟剂由于含有大量的纤维素、半纤维素和木质素等菌类，促进了稻草快速腐熟，进而提高了土壤有机质含量，改善土壤营养状况，提高土壤肥力。1. 2、不同处理对稻草腐熟程度的影响本发明微生物秸秆腐熟剂处理稻草全部腐烂，颜色变为褐色和黑褐色，土壤颜色也有所加深，土壤结实程度变轻；等量细土处理虽然颜色有所加深，但秸秆较硬，绝大部分没有腐烂，土壤结实程度基本没有变化；
说明本发明微生物秸秆腐熟剂中微生物在适宜条件下，充分发挥其分解作用，使稻草得到充分腐熟，使土壤有机质含量增加，稻田土壤理化性状得到改善，从而为提高农作物产量奠定了良好的基础。1.3、实验结论根据本发明微生物秸秆腐熟剂在稻草上的应用效果，证明本发明微生物秸秆腐熟剂(微生物制剂)对稻草有较好的腐熟效果；一是加快稻草腐熟速度，在适宜的条件下，20 天左右就可是稻草基本腐熟；二是调高稻草腐熟程度，使稻草腐烂后颜色变深，为褐色或黑褐色，而且土壤质地变轻，理化性状得到改善，这对提高土壤肥力，促进农业持续发展具有
重要意义。2、武穴市梅川镇试验结果试验结果表明，用本发明微生物秸秆腐熟剂处理组三天水稻秸秆开始腐烂，表现为田间温度高于对照B (加水和尿素未加腐熟剂)，水呈弱酸性；七天后处理组水稻秸秆大部分维管束和叶肉脱落表皮，腐烂呈网状，而对照组B才开始腐烂；处理十天后，腐熟剂组完全腐，杆呈网状，叶呈破絮装，处理15天后秸秆烂成糊状(完全腐烂怄熟)在整个腐烂过程中，秧苗生长正常。水稻秸秆使用本发明微生物秸秆腐熟剂加尿素处理后，与单独使用尿素相比，其开始腐烂时间早7天，安全腐烂怄熟早10天；且腐烂程度优于后者，无论腐烂速度还是腐烂程度都有明显差异，且不影响水稻生长。因此本发明微生物秸秆腐熟剂可以在水稻上应用。试验例5本发明微生物秸秆腐熟剂大田试验1、本发明微生物秸秆腐熟剂对小麦-玉米轮茬就地还田腐熟大田试验A、土壤孔隙度的变化小麦杆就地还田前至出苗期处理1和2 土壤孔隙度分别由55. 4%下降至44. 2% 和56. 4%下降至46. 6%，下降11. 2和9. 8个百分点。而对照1和2仅4. 9和6. 3个百分点，下降幅度明显。说明添加本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了小麦杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保湿、保肥和作物根系生长。B、土壤有机质的变化小麦杆就地还田前至出苗期处理1和2 土壤有机质分别由14. 8上升至32. 3和 13. 6上升至31. 8，每kg 土壤有机质含量分别上升17. 5g和18. 2g。而对照1和2每kg 土壤有机质含量分别上升4. 9g和7. 7g，上升幅度明显。有利于增强土壤肥力。C、腐熟料颜色、物料结构变化从秸杆就地还田到播种玉米15天时间，小麦杆的颜色处理较对照颜色深，掏出物料观察，均较松软；但到了玉米出苗期再次观察小麦杆腐熟性状时，处理组的颜色较对照更深，用本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)处理后的小麦杆变得松碎，而对照呈松软状态。表现出明显腐熟差别。从玉米苗期生长时间，推测处理较对照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比变化玉米播种期处理组的平均C/N比为23. 9 1，接近腐熟标准C/N比为20 1的参考值；而对照间的平均C/N比为33. 95 1，超过腐熟标准C/N比为20 1的参考值。到了玉米出苗期，处理组的平均C/N比为20. 55 1，基本达到腐熟标准C/N比为20 1的参考值；而对照间的平均C/N乃为27. 1 1，超过玉米播种期处理组的平均C/N比23. 9 1。 表明添加本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)后加快了小麦杆的腐熟度，提前腐熟时间与C中观察结果推测基本一致。E、小麦杆就地还田后播种玉米的出芽率和产量的变化分析处理组的平均出芽率高98. 2%较对照间平均出芽率84. 9%高11. 3个百分点。处理组的玉米平均产量为3082公斤，亩平308公斤，而对照的平均产量仅2683公斤，亩平268 公斤，亩平增产40公斤，增长率7. 4%。F、结论小麦秸杆就地还田腐熟种植玉米，从小麦桔杆腐熟颜色、物料结构和水溶性碳氮比分析，添加了(实施例1-3所制备)后加快了小麦杆的腐熟度，使小麦秸杆腐熟时间提前 20-30天，玉米出芽率提高11. 3个百分点，产量提高7.4%。试验例6本发明微生物秸秆腐熟剂对玉米-小麦轮茬就地还田腐熟大田试验A、土壤孔隙度的变化小麦杆就地还田前至出苗期处理1和2 土壤孔隙度分别由58. 6%下降至46. 2% 和57. 5%下降至47. 5%，下降12. 4和10个百分点。而对照1和2仅8. 88和7. 2个百分点，下降幅度明显。说明添加本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)后加快了玉米杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保湿、保肥和作物根系生长。B、土壤有机质的变化玉米桔杆就地还田前至出苗期处理1和2 土壤有机质分别由16. 5上升至31. 3和 14. 6上升至30. 8，每kg 土壤有机质含量分别上升14. 8g和16. 2g。而对照1和2每kg 土壤有机质含量分别上升6. 4g和8. 0g，上升幅度明显。有利于增强土壤肥力。C、腐熟料颜色、物料结构变化 从秸杆就地还田到播种小麦30天时间，玉米杆的颜色处理较对照颜色深，掏出物料观察，处理组松软、易碎，而对照组稍软、难碎；但到了小麦出苗期再次观察玉米杆腐熟性状时，处理组的颜色较对照更深，用本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)处理后的玉米杆变得软碎，而对照呈松软状态。表现出明显腐熟差别。从小麦苗期生长时间，推测处理较对照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比变化小麦播种期处理组的平均C/N比为观.8 1，超过腐熟标准C/N比参考值20 1 的8. 8个点；而对照间的平均C/N比为38. 4 1，超过腐熟标准C/N比20 1参考值的18. 4 个点。到了小麦出苗期，处理组的平均C/N比为23.0 1，接近腐熟标准C/N比20 1的参考值；而对照间的平均C/N乃为观.9 1，超过小麦播种期处理组的平均C/N比23.0 1 的5. 8个点。表明添加本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)后加快了玉米杆的腐熟度，提前腐熟时间与C观察结果推测基本一致。E、玉米杆就地还田后播种小麦的出芽率和产量的变化分析处理组的平均出芽率96. 较对照间平均出芽率86. 5%高9. 6个百分点。处理组的小麦平均产量为4130公斤，亩平413公斤，而对照的平均产量仅3936公斤，亩平393. 6 公斤，亩平增产19. 4公斤，增长率4.9%。F、结论
玉米秸杆就地还田腐熟种植小麦，从玉米桔杆腐熟颜色、物料结构和水溶性碳氮比分析，添加了本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)加快了玉米杆的腐熟度，使玉米秸杆腐熟时间提前20-30天，小麦出芽率提高9. 6个百分点，产量提高4. 9%。试验例7本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)对小麦-水稻轮茬就地还田腐熟大田试验A、土壤孔隙度的变化小麦杆就地还田前至出苗期处理1和2 土壤孔隙度分别由54. 4%下降至42. 2% 和56. 8%下降至46. 6%，下降12. 2和13. 2个百分点。而对照1和2仅7. 2和9. 2个百分点，下降幅度明显。说明添加本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了小麦杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利水稻根系生长。B、土壤有机质的变化小麦杆就地还田前至插秧前处理1和2 土壤有机质分别由13. 6上升至33. 8和 13. 4上升至34. 6，每kg 土壤有机质含量分别上升20. 2g和21. 2g。而对照1和2每kg 土壤有机质含量分别上升7. Og和8. 7g，上升幅度明显。有利于增强土壤肥力。C、腐熟料颜色、物料结构变化从秸杆就地还田到水稻插秧前30天时间，小麦杆用“施瑞福”生物秸秆腐熟剂处理后的小麦杆变得松碎，而对照呈松软状态。表现出明显腐熟差别。从水稻插秧前小麦杆的理化性状分析，推测处理较对照腐熟度提前15-20天。D、C/N 比变化水稻插秧前处理组的平均C/N比为19.4 1，低于腐熟标准C/N比20 1的参考值；而对照间的平均C/N比为观1，高于腐熟标准C/N比为20 1的参考值8个点。表明添加本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了小麦杆的腐熟度，提前腐熟时间与C观察结果推
测基本一致。E、小麦杆就地还田后的产量的变化分析处理组的水稻平均产量为1365公斤，亩平650公斤，而对照的平均产量仅1218公斤，亩平580公斤，亩平增产70公斤，增长率7. 96%。F、结论小麦秸杆就地还田腐熟种植水稻，从小麦桔杆腐熟颜色、物料结构和水溶性碳氮比分析，添加了本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了小麦杆的腐熟度，使小麦秸杆腐熟时间提前15-20天，水稻产量提高7.96%。试验例8本发明微生物秸秆腐熟剂(实施例1-3所制备)对水稻-小麦轮茬就地还田腐熟大田试验A、土壤孔隙度的变化水稻杆就地还田前至小麦出苗期处理1和2 土壤孔隙度分别由下降至 41. 2%和55. 5%下降至40. 5%，下降13. 1禾口 15个百分点。而对照1和2仅7. 0和8. 3个百分点，下降幅度明显。说明添加本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保湿、保肥和作物根系生长。B、土壤有机质的变化水稻桔杆就地还田前至小麦出苗期处理1和2 土壤有机质分别由15. 4上升至35. 6和15. 6上升至38. 8，每kg 土壤有机质含量分别上升20. 2g和23. 2g。而对照1和2 每kg 土壤有机质含量分别上升Ilg和13. 5g，上升幅度明显。有利于增强土壤肥力。C、腐熟料颜色、物料结构变化从上表看出，从水稻秸杆就地还田到播种小麦30天时间，水稻杆的颜色处理较对照颜色深，掏出物料观察，处理组松软、易碎，而对照组虽软、难碎；但到了小麦出苗期再次观察水稻杆腐熟性状时，处理组的颜色较对照更深，用本发明微生物秸秆腐熟剂处理后的水稻杆变得软碎，而对照呈松软状态。表现出明显腐熟差别。从小麦苗期生长时间，推测处理较对照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比变化从上表看出，小麦播种期处理组的平均C/N比为21. 7 1，接近腐熟标准C/N比参考值20 1;而对照间的平均C/N比为34. 9 1，超过腐熟标准C/N比20 1参考值的14.9个点。到了小麦出苗期，处理组的平均C/N比为19.0 1，低于腐熟标准C/N比 20 1的参考值；而对照间的平均C/N乃为27. 5 1，超过小麦播种期处理组的平均C/N 比20.0 1的7. 5个点。表明添加本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，提前腐熟时间与C观察结果推测基本一致。E、水稻杆就地还田后播种小麦的出芽率和产量的变化分析 从上表看出，处理组的平均出芽率93. 6 %较对照间平均出芽率87. 3 %高6. 3个百分点。处理组的小麦平均产量为844. 5公斤，亩平402公斤，而对照的平均产量为801公斤， 亩平381公斤，亩平增产21公斤，增长率5.5%。F、结论水稻秸杆就地还田腐熟种植小麦，从水稻桔杆腐熟颜色、物料结构和水溶性碳氮比分析，添加了本发明微生物秸秆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，使水稻秸杆腐熟时间提前20-30天，小麦出芽率提高6. 3个百分点，产量提高5. 5%。试验例9本发明微生物秸杆腐熟剂(实施例1-3所制备)对水稻-油菜轮茬就地还田腐熟大田试验A、土壤孔隙度的变化水稻杆就地还田前至油菜出苗期处理1和2 土壤孔隙度分别由下降至 41. 4%和55. 2%下降至40. 2%，下降13. 1禾口 15个百分点。而对照1和2仅7. 0和8. 3个百分点，下降幅度明显。说明添加本发明微生物秸杆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，改善了土壤孔隙度，有利土壤保湿、保肥和作物根系生长。B、土壤有机质的变化水稻桔杆就地还田前至油菜出苗期处理1和2 土壤有机质分别由15. 6上升至 35. 1和15. 2上升至38. 4，每kg 土壤有机质含量分别上升19. 5g和23. lg。而对照1和2 每kg 土壤有机质含量分别上升10.8g和13g，上升幅度明显。有利于增强土壤肥力。C、腐熟料颜色、物料结构变化从试验结果看出，从水稻秸杆就地还田到播种油菜30天时间，水稻杆的颜色处理较对照颜色深，掏出物料观察，处理组松软、易碎，而对照组虽软、难碎；但到了油菜出苗期再次观察水稻杆腐熟性状时，处理组的颜色较对照更深，用本发明微生物秸杆腐熟剂处理后的水稻杆变得软碎，而对照呈松软状态。表现出明显腐熟差别。从油菜苗期生长时间，推测处理较对照腐熟度提前20-30天。D、C/N 比变化从试验看出，油菜播种期处理组的平均C/N比为22. 3 1，接近腐熟标准C/N比参考值20 1;而对照间的平均C/N比为30. 8 1，超过腐熟标准C/N比20 1参考值的14.9个点。到了油菜出苗期，处理组的平均C/N比为18.8 1，低于腐熟标准C/N比 20 1的参考值；而对照间的平均C/N为25. 1 1，超过油菜播种期处理组的平均C/N比 20.0 1的5.1个点。表明添加本发明微生物秸杆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，提前腐熟时间与3-2-1观察结果推测基本一致。E、水稻杆就地还田后播种油菜的出芽率和产量的变化分析处理组的平均出芽率93. 3%较对照间平均出芽率87. 3%高6个百分点。处理组的油菜平均产量为1444. 5公斤，亩平144. 4公斤，而对照的平均产量为13 公斤，亩平132. 6 公斤，亩平增产11. 8公斤，增长率8. 9%。F、结论水稻秸杆就地还田腐熟种植油菜，从水稻桔杆腐熟颜色、物料结构和水溶性碳氮比分析，添加了本发明微生物秸杆腐熟剂后加快了水稻杆的腐熟度，使水稻秸杆腐熟时间提前20-30天，油菜出芽率提高6. 3个百分点，产量提高8. 9%。
权利要求
1.一种微生物秸秆腐熟剂，包括以下成分枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌剂、 黑曲霉(Aspergillus niger)菌剂、里氏木霉(Trichoderma reesei)菌剂、酿酒酵母菌 (Saccharomyces cerevisiae)菌剂。
2.按照权利要求1所述的微生物秸秆腐熟剂，其特征在于，各成分的重量份是枯草芽孢杆菌菌剂2-4份、黑曲霉菌剂1-3份、里氏木霉菌剂2-4份、酿酒酵母菌菌剂0. 5-1. 5份。
3.按照权利要求2所述的微生物秸秆腐熟剂，其特征在于，各成分的重量份是枯草芽孢杆菌菌剂3份、黑曲霉菌剂2份、里氏木霉菌剂3份、酿酒酵母菌菌剂1份。
4.一种制备权利要求1-3任何一项所述微生物秸秆腐熟剂的方法，包括以下步骤(1)分别制备枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)菌剂、黑曲霉(Aspergillus niger) 菌齐U、里氏木霉(Trichoderma reesei)菌齐[J、酿酒酵母菌(Saccharomyce s cerevisiae)菌剂；(2)将所制备的四种菌剂干燥粉碎后，混合均勻，即得。
5.权利要求1-3任何一项所述微生物秸秆腐熟剂在腐熟还田秸秆中的用途。
6.按照权利要求5所述的用途，其特征在于，包括用所述微生物秸秆腐熟剂按每亩2 公斤+尿素5公斤兑水30-50公斤均勻喷施在秸秆表面，然后将农作物秸秆和本发明微生物秸秆腐熟剂一同翻入地下，深度在10-15厘米，保持土壤湿度在50-60%。
7.按照权利要求5所述的用途，其特征在于，包括按每吨桔杆加入0.5-1. O公斤所述微生物秸秆腐熟剂，然后用水浇湿桔杆，以秸秆干重计，浇水时加入2-5%的磷酸二铵或粪便水与秸秆混合均勻，秸秆含水量控制在60-70wt%，起堆后用塑料薄膜腹盖。
全文摘要
本发明公开了一种微生物秸秆腐熟剂，属于秸秆腐熟剂领域。本发明将枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉和酿酒酵母四种菌进行组合得到微生物秸秆腐熟剂。本发明微生物秸秆腐熟剂利用黑曲霉孢子酶活的升温效益提高腐熟的环境温度，协同枯草芽孢杆菌生长过程的进一步升温效益，保证腐熟所需温度进而提高了秸秆的腐熟效果。本发明微生物秸秆腐熟剂升温效益明显，可用于秸秆就地还田腐熟，在低温和常温环境下均可很好地加速秸秆腐熟，解决了秸秆利用的瓶颈问题，能有效减少秸秆焚烧并节约腐熟工序和劳动力成本，减少化肥投入，改良土壤结构，提高种植效益。
文档编号C05F11/02GK102382768SQ20111029098
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘全礼, 叶劲松, 曹芬, 蔡君, 谷序文, 黄海英 申请人:武汉施瑞福生物技术有限公司