一种生活垃圾和污泥腐熟菌剂及其应用和所制腐熟基质的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂和使用方法，及用该菌剂和特定工艺发酵所制腐熟基质。菌剂按重量份数由枯草芽孢杆菌0.5～2份、细黄链霉菌0.5～2份、长柄木霉0.5～2份、黑曲霉0.5～2份和胶胨样芽孢杆菌0.5～2份复合而成，有效活菌数5×108个/g，可腐熟垃圾和污泥及除臭，可抗黄瓜枯萎病菌，应用于农作物可增产，处理垃圾和污泥发酵周期20天，未接菌剂的30天。腐熟基质是在每5方混合料中加入1公斤所述菌剂后经特定工艺发酵而成，混合料按重量百分数由40～60%的生活垃圾、20～40%的污泥和5～15%玉米秸秆混合而成，基质应用于黄瓜种植中亩增产11%，增收859元，节省农药200mL。
【专利说明】一种生活垃圾和污泥腐熟菌剂及其应用和所制腐熟基质
【技术领域】
[0001]本发明属于农业微生物在处理农村生活垃圾和污泥上的应用领域，涉及一种农村生活垃圾和污泥的腐熟菌剂及其使用方法和所制腐熟基质。
【背景技术】
[0002]近几年，天津市经济的快速发展，带来了大量生活垃圾的产生，据统计，天津垃圾总量已超过200万吨/年，为此，天津市加大了垃圾的利用效率，以垃圾填埋为主逐渐发展成垃圾填埋与焚烧发电相结合，逐步减少垃圾填埋量，虽然经过焚烧，部分垃圾资源得到回收利用，但生活垃圾的燃值不高、含水量大，能量转化率低。另外，生活垃圾燃烧后，将产生大量有毒有害气体-二恶英，对人体健康构成严重威胁。另外，随着天津农村生态文明建设进程的加快，农村开始建立大量的污水处理场，相应的产生了大量的污泥，如果得不到良好的处理，容易产生二 次污染，对人和环境造成构成巨大的威胁。
[0003]因此，寻找一条可资源化循环利用途径，是今后农村垃圾和污泥处理的可持续之路。其中生物处理技术是目前比较好的一种资源循环利用的技术。通过加入可快速分解垃圾和污泥中纤维素、蛋白质和淀粉，并能除臭的复合菌剂可以达到快速处理农村生活垃圾和污泥的目的。
[0004]基于此，特提出本发明，主要是提供一种专门用于农村生活垃圾和污泥的腐熟菌剂，生产可用于土壤改良和作为肥料的腐熟基质。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种专门用于处理农村生活垃圾和污泥的腐熟菌剂及其使用方法，以及用该菌剂和特定工艺发酵生产的腐熟基质。
[0006]本发明提供的一种农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂，其特征在于它由可分解纤维素、淀粉、蛋白质、除臭、抗病和菌肥多种功能的多种菌株复合而成，它的活性成分包括枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、长柄木霉(Trichoderma longbrachiatum)、黑曲霉(Aspergillus nige)和胶腺样芽抱杆菌(Bacillus mucilaginosus)。它是由下述重量份数的各单菌株发酵物组成:枯草芽孢杆菌
0.5~2份、细黄链霉菌0.5-2份、长柄木霉0.5~2份、黑曲霉0.5~2份和胶胨样芽孢杆菌0.5~2份；
复合菌剂有效活菌数达到5 X IO8个/g。
[0007]所述枯草芽孢杆菌具体可为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC11089的菌株。所述细黄链霉菌具体可为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 40027的囷株。所述长柄木霉具体可为中国农业微生物囷种保减管理中心保减编号为ACCC 30150的囷株。所述黑曲霉可为中国农业微生物囷种保减管理中心保减编号为ACCC30171的菌株。所述胶胨样芽孢杆菌具体可为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 10013的菌株。[0008]所述农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂具有多种功能，包括可对农村生活垃圾和污泥进行发酵腐熟和除臭，可抗黄瓜枯萎病菌及应用于农作物可增产，其中应用于甘蓝种植中亩增产17.9%ο
[0009]本发明进一步公开了农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂的使用方法，其特征在于按如下的步骤进行:
1、调整好农村生活垃圾和污泥的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手缝滴水为宜)，每5方农村生活垃圾和污泥加入I公斤复合菌剂，翻捣均匀。
[0010]2、将预处理好的农村生活垃圾和污泥堆成长梯形，堆顶宽I米，堆底宽2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆长根据场地而定，每堆体积不少于5方。
[0011]3、发酵开始后，当物料温度(20~30厘米深处)升至55°C时保持三天，然后翻捣一次。若发酵初期温度不上升，则调整水分至推荐比例并每天翻捣一次直至堆温上升。
[0012]4、当堆温再次升至55°C后，保持三天，然后翻捣一次；
5、之后根据堆温情况进行翻捣，温度上升时期不翻捣，温度停止上升则翻捣，并重复这一步骤，直到堆温与室外温度相同、水分降至30%以下时，即完成了发酵过程，整个发酵周期通常为15~25天。
[0013]本发明进一步公开了复合菌剂在农村生活垃圾和污泥发酵腐熟和除臭上的应用，以及在农作物栽培增产上的应用。
[0014]本发明进一步公开了农村生活垃圾和污泥腐熟剂生产生物有机肥料的方法，其特征在于按如下的步骤进行:
本发明还公开了一种腐熟基质，其特征在于它是由所述腐熟菌剂发酵农村生活垃圾和污泥而成，所述的发酵物料的重量份数如下:农村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米稻杆占5~15份。
[0015]本发明进一步公开了腐熟基质的生产方法，其特征在于按如下的步骤进行:
(O原料和配方:腐熟基质生产原料包括农村生活垃圾、污泥和玉米秸杆三种有机物料。按重量比，农村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米秸杆占5~15份。将上述原料进行混合，控制水份含量在50~60%。
[0016](2)加入本发明复合菌剂:每5方混合料加入I公斤复合菌剂；
(3)堆置规格:将调节好水并加入了复合菌剂的混合料堆成长梯形，堆顶宽I米，堆底宽2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆长根据场地而定，每堆体积不少于5方；
(4)翻堆时间的控制:当20~30厘米深处物料温度升至55°C时保持三天，然后翻捣一次，当堆温再次升至55°C后，保持三天，然后翻捣一次，之后根据堆温情况进行翻捣，
(5)翻堆要求:翻垛过程中要做到调、匀、碎；调就是把垛中原来上层部分调到地表成为下层部分，而下层部 分调到表层变为上层部分，以达到充分发酵的目的；匀就是对垛中原料混合还不均匀的部分，再次进行混匀工作；碎就是对在发酵过程中形成的块状发酵物进行破碎工作；
(6)目标菌的加入:在发酵开始降温时候，加入胶胨样芽孢杆菌单菌株菌剂，每方物料加入量为1kg。
[0017](7)发酵终点控制:堆温与室外温度相同、水分降至30%以下时，即完成了腐熟基质的整个发酵生产过程，整个周期通常为15~20天，冬天时间25~30天；
(8)发酵质量控制:发酵完成后进行粉碎、过筛、检测、称量和包装，腐熟基质生产完成，有机质达到45%~55%，N、P、K总养分5%，有效活菌数> 0.2 X IO8个/g，粪大肠菌群数呈阴性，蛔虫卵死亡率100%。
[0018]本发明进一步公开了腐熟基质在蔬菜抗病增产效果方面的应用。腐熟基质应用于黄瓜种植中亩增产11%，亩增收859元。
[0019]本发明提供的腐熟菌剂能快速腐熟农村生活垃圾和污泥，具有良好的除臭性能，进而产出高品质的可抗病的腐熟基质，该基质能显著增加土壤有机质及磷、钾等营养元素的含量，提高养分转化率及产品中有益微生物数量，促进土壤修复，培肥地力，可减少化肥使用量，同时增强作物的抗病性，改善作物品质，减少投入，提高产量，促进增收。
[0020]【专利附图】
【附图说明】:
图1为生产腐熟基质的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
[0022]以下菌株均获自中 国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural CultureCollection of China ,简称 ACCC):
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis):ACCC保藏编号为11089，简称ACCCl 1089 ；
细黄链霉菌(Streptomyces microflavus):ACCC 保藏编号为 40027,简称 ACCC 40027 ； 长柄木霉(Trichoderma longbrachiatum):ACCC 保藏编号为 30150,简称 ACCC30150 ； 黑曲霉(Aspergillus nige):ACCC 保藏编号为 30171，简称 ACCC30171 ；
胶胨样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus):ACCC保藏编号为10013,简称ACCC10013。
[0023]实施例1:
培养基和菌种的准备 一、培养基的制备
1、马铃薯、葡萄糖琼脂培养基(PDA)
取去皮的马铃薯200克，切成小块，加水1000ml煮沸30分钟，滤去马铃薯块，将滤液补足至1000ml，加葡萄糖20克，琼脂15克，溶化后分装，15磅灭菌30分钟，pH自然，配制液体培养基时不加琼脂。
[0024]2、营养肉汁琼脂
由蛋白胨5g、氯化钠5g、牛肉膏3g和蒸馏水1000ml组成。pH7.0 (固体培养基加入琼脂 15-20g)。
[0025]3、高氏合成I号培养基
KNO3 lg, K2HPO4 0.5g, NaCl 0.5g, FeS047H20 0.01g，MgS047H20 0.5g 可溶性淀粉 20g，pH7.2 ~7.4，蒸馏水 1000ml。[0026]4、钾细菌培养基
酵母膏 0.4g、甘露醇 10.0g^K2HPO4 0.5g、MgS047H20 0.2g、FeCl3 0.005g、CaC03 1.0g、蒸馏水1000.0ml、pH7.0—7.2，配制固体培养基时加15克琼脂。
[0027]5、固体发酵培养基
麦麸 80g，豆柏 10g, (NH4)2SO4 1.0g, KH2PO4 0.2g，MgSO4.7Η200.05g, 80mL 蒸馏水。
[0028]二、菌种的活化
枯草芽孢杆菌菌接种在营养肉汁琼脂培养基上；长柄木霉和黑曲霉接种在PDA培养基上；细黄链霉菌接种在高氏合成I号培养基上；胶胨样芽孢杆菌接种在钾细菌培养基上将枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、长柄木霉、黑曲霉和胶胨样芽孢杆菌分别进行斜面转接，接入相应斜面培养基，活化培养3-7天。
[0029]三、单菌种制备
1、枯草芽孢杆菌的培养和发酵
斜面培养基和摇瓶培养基都为营养肉汁琼脂，配制固体培养基时加15克琼脂，种子罐和发酵罐培养基为1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖，CaCO3100g,FeCl3IOg, pH7.0，经121°C实罐灭菌30分钟后，在28°C~30°C培养24~36小时，当每ml发酵液中菌数达到IOX IO8个/g。然后按分别重量比3份的发酵液吸附于1份的蛭石上常温晾干即得到枯草芽孢杆菌单菌株菌剂。
[0030]2、胶胨样芽孢杆菌的培养和发酵
斜面培养基和摇瓶培养基都为钾细菌培养基，种子罐和发酵罐培养基为1000kg水、
8.75kg 大豆的豆浆、6.5kg 的淀粉、Ikg 葡萄糖，CaCO3100g, FeCl3IOg, ρΗ7.0，经 121°C实罐灭菌30分钟后，在28°C~30°C培养48小时，当每ml发酵液中菌数达到5X108个/g。然后按分别重量比3份的发酵液吸附于1份的蛭石上常温晾干即得到胶胨样芽孢杆菌单菌株菌剂。
[0031]3、长柄木霉和黑曲霉的培养和发酵
斜面和摇瓶培养基为马铃薯、葡萄糖琼脂培养基，斜面培养基加琼脂。把液体培养基经灭菌后分装于500ml三角瓶中，接入各真菌斜面菌种，摇床速度180r/min，28°C~30°C培养48小时，当摇瓶内出现密度大，菌丝球明显不浑浊即可。种子罐和发酵罐中发酵培养基为1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖及2kg 土豆的蒸煮液，pH7.0,经121°C实罐灭菌30分钟后，在28°C~30°C培养48小时，当发酵液出现密度大的菌丝球后，接种到固体发酵培养基上，接种量10%，121°C，0.1MPa高压灭菌30min，25°C固体发酵培养48h，孢子数均达6 X IO8个/g。
[0032]4、细黄链霉菌的培养和发酵
斜面和摇瓶培养基为高氏合成I号培养基，斜面培养基加琼脂。把液体培养基经灭菌后分装于500ml三角瓶中，接入各真菌斜面菌种，摇床速度180r/min，28°C~30°C培养5~7天，当摇瓶内出现密度大，菌丝球明显不浑浊即可。种子罐和发酵罐中发酵培养基为1000kg水、8.75kg大 豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖及2kg 土豆的蒸煮液，pH7.0,经121 °C实罐灭菌30分钟后，在28°C~30°C培养48小时，当发酵液出现密度大的菌丝球后，接种到固体发酵培养基上，接种量10%，121°C，0.1MPa高压灭菌30min，25°C固体发酵培养5~7天,孢子数达6 X IO8个/g。[0033]四、腐熟菌剂(以下用复合菌剂表示)的制备
按上述方法制取的枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌、长柄木霉、黑曲霉和胶胨样芽孢杆菌单菌种重量比为0.5~2:0.5~2: 0.5~2:0.5~2: 0.5~2。混合拌匀后制得复合菌剂，复合菌剂有效活菌数达到5 X IO8个/g。
[0034]实施例2:
复合菌剂组成
一种农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂，配制如下(按重量份数):
表1农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂的组成
名称I枯草芽孢杆菌I细黄链霉菌I长柄木霉I黑曲霉I胶胨样芽孢杆菌
【权利要求】
1.一种农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂，其特征在于它由可分解纤维素、淀粉、蛋白质、除臭、抗病和菌肥多种功能的多种菌株复合而成，它的活性成分包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、长柄木霉(Trichoderma1ngbrachiatum)> 黑曲霉(Aspergillus nige)和胶腺样芽抱杆菌(Bacillusmucilaginosus),它是由下述重量份数的各单菌株发酵物组成:枯草芽孢杆菌0.5~2份、细黄链霉菌0.5-2份、长柄木霉0.5~2份、黑曲霉0.5~2份和胶胨样芽孢杆菌0.5~2份；复合菌剂有效活菌数达到5 X IO8个/g。
2.权利要求1所述农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂的使用方法，其特征在于按如下的步骤进行: (1)调整好农村生活垃圾和污泥的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手缝滴水为宜)，每5方农村生活垃圾和污泥加入I公斤所述腐熟菌剂，翻捣均匀； (2)将预处理好的农村生活垃圾和污泥堆成长梯形，堆顶宽I米，堆底宽2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆长根据场地而定，每堆体积不少于5方； (3)发酵开始后，当物料温度(20~30厘米深处)升至55°C时保持三天，然后翻捣一 次； 若发酵初期温度不上升，则调整水分至推荐比例并每天翻捣一次直至堆温上升； (4)当堆温再次升至55°C后，保持三天，然后翻捣一次； (5)之后根据堆温情况进行翻捣，温度上升时期不翻捣，温度停止上升则翻捣，并重复这一步骤，直到堆温与室外温度相同、水分降至30%以下时，即完成了发酵过程，整个发酵周期通常为15~25天。
3.权利要求1所述农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂具有多种功能，包括可对农村生活垃圾和污泥进行发酵腐熟和除臭，可抗黄瓜枯萎病菌及应用于农作物可增产，其中应用于甘蓝种植中亩增产17.9%。
4.权利要求1所述农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂在纤维素、淀粉和蛋白质的分解能力的应用。
5.权利要求1所述腐熟菌剂在农村生活垃圾和污泥发酵腐熟上的应用。
6.权利要求1所述农村生活垃圾和污泥腐熟菌剂在甘蓝种植中增产上的应用。
7.一种腐熟基质，其特征在于它是由权利要求书I所述腐熟菌剂发酵农村生活垃圾和污泥腐熟而成。
8.权利要求7所述腐熟基质的生产方法，其特征在于按如下的步骤进行: (O原料和配方:腐熟基质生产原料包括农村生活垃圾、污泥和玉米秸杆三种有机物料； 按重量比，农村生活垃圾占40~60份、污泥占20~40份和玉米秸杆占5~15份； 将上述原料进行混合，控制水份含量在50~60% ； (2)加入本发明复合菌剂:每5方混合料加入I公斤复合菌剂； (3)堆置规格:将调节好水并加入了复合菌剂的混合料堆成长梯形，堆顶宽I米，堆底宽2米，堆高夏秋季0.8~I米、冬春季1.2~1.4米，堆长根据场地而定，每堆体积不少于5方； (4)翻堆时间的控制:当20~30厘米深处物料温度升至55°C时保持三天，然后翻捣一次，当堆温再次升至55°C后，保持三天，然后翻捣一次，之后根据堆温情况进行翻捣； (5)翻堆要求:翻垛过程中要做到调、匀、碎；调就是把垛中原来上层部分调到地表成为下层部分，而下层部分调到表层变为上层部分，以达到充分发酵的目的；匀就是对垛中原料混合还不均匀的部分，再次进行混匀工作；碎就是对在发酵过程中形成的块状发酵物进行破碎工作； (6)目标菌的加入:在发酵开始降温时候，加入胶胨样芽孢杆菌单菌株菌剂，每方物料加入量为Ikg ； (7)发酵终点控制:堆温与室外温度相同、水分降至30%以下时，即完成了腐熟基质的整个发酵生产过程，整个周期通常为15~20天，冬天时间25~30天； (8)发酵质量控制:发酵完成后进行粉碎、过筛、检测、称量和包装，腐熟基质生产完成，有机质达到45%~55%，N、P、K总养分5%，有效活菌数> 0.2 X IO8个/g，粪大肠菌群数呈阴性，蛔虫卵死亡率100%。
9.权利要求7所述腐熟基 质在黄瓜种植中抗病和增产方面的应用。
【文档编号】C12R1/125GK103966149SQ201410239327
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】何宗均, 田阳, 梁海恬, 赵琳娜 申请人:天津市农业资源与环境研究所