一种棉花秸秆有机肥及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及肥料领域，属于作物秸杆的回收利用技术，具体涉及一种棉花秸杆有 机肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 化肥是作物的"粮食"，在促进农业的持续稳定发展中起着十分重要的作用。我国 的化肥生产和使用量巨大，据国家统计局数据，2013年化肥生产量7037万吨（折纯，下同）， 农用化肥施用量5912万吨。当前我国化肥施用存在过量施肥，施肥不均匀，重化肥、轻有机 肥等问题。我国农作物亩均化肥用量21.9公斤，远高于世界平均水平(每亩8公斤），是美国 的2.6倍，欧盟的2.5倍。对蔬菜、果树等附加值较高的经济园艺作物过量施肥比较普遍。目 前，我国有机肥利用率低，有机肥资源总养分约7000多万吨，实际利用不足40%。其中，畜禽 粪便养分还田率为50%左右，农作物秸杆养分还田率为35%左右。为提高肥料利用率，减少 不合理投入，保障粮食等主要农产品有效供给，促进农业可持续发展，农业部制订了《到 2020年化肥使用量零增长行动方案》。
[0003] 棉花秸杆杆富含纤维素、木质素和多缩戊糖等物质，是重要的农业可再生资源，具 有很高的开发利用价值，目前已被广泛开发应用于饲料、燃料、造纸原料、复合材料、再生纤 维素人造丝、活性炭、羧甲基纤维素、木糖等多种用途。我国是世界上最大的棉花生产国，棉 花产量约占年度全球棉花总产量的30%，棉杆资源非常丰富，2013年中国棉杆资源量为 3149.5万t，但棉花秸杆难于腐熟，所以怎样合理高效开发利用棉花秸杆资源，对于促进我 国经济发展、改善生态环境具有积极意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一目的在于提供一种棉花秸杆资源制备的棉花秸杆有机肥，对提高棉 花秸杆利用率，促进棉花产业持续发展有积极意义。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种棉花秸杆有机肥，其利用含有刺孢吸水链霉菌、淡紫拟青霉、枯草芽孢杆菌的 复合微生物菌剂将棉花秸杆混合物堆腐发酵而成;所述棉花秸杆混合物包括如下重量份计 的原料:粉碎的棉花秸杆30-50份、羊粪20-28份、菜籽柏2-15份、牛粪20-40份。
[0007] 本发明将棉花秸杆综合利用与农业化肥使用量零增长要求相结合，通过将棉花秸 杆转化为有机肥，即实现了棉花秸杆的综合利用，又提高了我国有机肥资源的利用率。
[0008] 优选的，所述棉花秸杆混合物包括如下重量份计的原料:粉碎的棉花秸杆35-45 份、羊粪20-25份、菜籽柏5-12份、牛粪25-35份。
[0009] 更优选的，所述棉花秸杆混合物包括如下重量份计的原料:棉花秸杆40份、羊粪20 份、菜籽柏5份、牛奠25份。
[0010] 本发明所述地棉花秸杆有机肥，其中所述复合微生物菌剂的质量添加量为2-5份。
[0011] 所述复合微生物菌剂由刺孢吸水链霉菌菌剂、淡紫拟青霉菌剂和枯草芽孢杆菌菌 剂直接混合或进一步加入统糠和/或海泡石混合而成。其中，优选刺孢吸水链霉菌菌剂中有 效活菌数为10-30亿cfu/g、淡紫拟青霉菌剂中有效活菌数为5-15亿cfu/g，枯草芽孢杆菌菌 剂中有效活菌数为40-80亿cf u/g。
[0012] 其中，统糠是指稻麦等谷类粮食加工后的副产品，可市售购得。
[0013] 作为最优选，所述刺孢吸水链霉菌菌剂中活菌数为20亿cfu/g、淡紫拟青霉菌剂中 活菌数为10亿cfu/g，枯草芽孢杆菌菌剂中活菌数为70亿cfu/g，以实现发酵效果、产品应用 效果和生产成本的最优化。
[0014] 本发明所述的刺孢吸水链霉菌保藏编号为ACCC40018、淡紫拟青霉保藏编号为 ACCC30673、枯草芽孢杆菌的保藏编号为ACCC10118。
[0015] 本发明同时还提供了上述棉花秸杆有机肥地制备方法，具体步骤包括：
[0016] (1)复合微生物菌剂的制备
[0017] 将刺孢吸水链霉菌菌剂、淡紫拟青霉菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂直接混合或进一步 加入统糠和/或海泡石混合，即得复合微生物菌剂；
[0018] (2)棉花秸杆的粉碎
[0019]用粉碎机将棉花秸杆粉碎成0.5-lcm长度棉花秸杆粉；
[0020] (3)堆置发酵
[0021]将步骤(2)粉碎的棉花秸杆、羊粪、菜籽柏与牛粪按比例混合后，加入2-5份的所述 复合微生物菌剂，均匀混合，调节含水量为55 % -60 %，堆置高度1.0-1.2m，堆置发酵；
[0022]当堆体温度超过60°C时开始翻堆，控制温度不超过70°C，发酵过程中每两天测定 堆体含水量，适当补水使得发酵堆水分维持在50%以上;待发酵堆颜色变褐色或者黑褐色， 同时发酵堆温度降至40°C以下，水分在30%以下结束发酵，将发酵好有机肥粉碎、过筛，即 得。
[0023]本发明所述的方法，发酵周期大概在30-40天。
[0024] 其中，复合微生物菌剂的制备包括如下步骤：
[0025] I.刺孢吸水链霉菌菌剂的制备:将刺孢吸水链霉菌原菌种依次进行斜面培养、摇 瓶培养、发酵罐培养，将得到的发酵液浓缩、干燥后用于复合菌剂配置；
[0026] Π .淡紫拟青霉菌剂的制备:将淡紫拟青霉原种依次进行斜面培养、摇瓶培养、发 酵罐培养，将得到的发酵液浓缩、干燥后用于复合菌剂配置；
[0027] ΙΠ .枯草芽孢杆菌菌剂的制备：将枯草芽孢杆菌原种依次进行斜面培养、摇瓶培 养、发酵罐培养，将得到的发酵液浓缩、干燥后用于复合菌剂配置；
[0028] IV.将上述浓缩的刺孢吸水链霉菌菌剂、淡紫拟青霉菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂按一 定比例混合(或进一步结合统糠和/或海泡石），即得复合微生物菌剂；
[0029] 更为理想地，步骤(1)中所述刺孢吸水链霉菌菌剂、淡紫拟青霉菌剂和枯草芽孢杆 菌菌剂的制备过程如下：
[0030] I.刺孢吸水链霉菌菌剂的制备：
[0031 ] a.斜面培养:将刺孢吸水链霉菌原种在无菌操作下接种斜面培养基上，28 °C培养 4-5d；
[0032] b.摇床培养:将步骤a培养的菌种用无菌水洗脱至种子培养基中，28-30°C，120-140r/min 摇床培养20-24h;
[0033] c .发酵罐培养:将步骤b培养的菌种在无菌操作下接种于液体发酵培养基，罐压 0.04-0.06Mpa，通气量1:0.6-0.8，培养98-108h，发酵液变粘稠，终止发酵，将所得发酵液离 心(可采用蝶式离心机，离心速度可选3000r/min)，收集离心后的滤渣，加一定量(根据菌剂 要求来做稀释)的统糠混匀后干燥即得刺孢吸水链霉菌菌剂；
[0034] 其中，优选所述步骤a中使用的斜面培养基配方如下：葡萄糖15g、蛋白胨5g、酵母 膏5g、琼脂15g、水1000mL自然pH;步骤b中使用的种子培养基配方如下：葡萄糖10g、牛肉膏 5g、酵母粉5g、淀粉10g、都饼粉5g、磷酸二氢钾0.5g、硫酸镁0.2g、水1 OOOmL;步骤c中使用的 液体发酵培养基配方如下：玉米粉40g、豆饼粉25g、硫酸铵6g、葡萄糖15g、酵母粉4g、蛋白胨 3g、水1 OOOmL 自然 pH;
[0035] Π .淡紫拟青霉菌剂的制备：
[0036] d.斜面培养:将淡紫拟青霉原种在无菌操作下接种斜面培养基上，28 °C培养4-5d;
[0037] e.摇床培养:将步骤d培养的菌种用无菌水洗脱至种子培养基中，28_30°C，120-140r/min 摇床培养20-24h;
[0038] f.发酵罐培养:将步骤e培养的菌种在无菌操作下接种于液体发酵培养基，罐压 0.04-0.06Mpa，通气量1:0.6-0.8，培养84-96h，终止发酵，将所得发酵液离心（可采用蝶式 离心机，离心速度可选3000r/min)，收集离心后的滤渣，加一定量(根据菌剂要求来做稀释） 的统糠混匀后干燥即得淡紫拟青霉菌剂；
[0039]其中，优选所述步骤d中使用的斜面培养基配方如下：麸皮10g、玉米粉5g、七水硫 酸镁2.5g水、琼脂15g、1 OOOmL自然pH;步骤e中使用的种子培养基配方如下：葡萄糖10g、磷 酸二氢钠5g、磷酸氢二钠5g、硫酸铵2.5g、水1 OOOmL;步骤f中使用的液体发酵培养基配方如 下:麸皮1 〇g、玉米粉5g、磷酸二氢钠5g、磷酸氢二钠5g、七水硫酸镁2.5g、水1 OOOmL自然pH;
[0040] m.枯草芽孢杆菌菌剂的制备：
[0041] g .斜面培养：将枯草芽孢杆菌原种在无菌操作下接种斜面培养基上，37 °C培养 20h；
[0042] h.摇床培养:将步骤g培养的菌种接种至种子培养基中，32-35°C，120-140r/min摇 床培养16-18h;
[0043] i .发酵罐培养:将步骤h培养的菌种在无菌操作下接种于液体发酵培养基，罐压 0.04-0.06Mpa，通气量1:0.6-0.8，培养33-48h，活菌数大于5.0 X 109cfu/mL，终止发酵，将 所得发酵液离心(可采用蝶式离心机，离心速度可选3000r/min)，收集离心后的菌体，加一 定量(根据菌剂要求来做稀释)的统糠混匀后干燥即得枯草芽孢杆菌菌剂；
[0044]其中，优选所述步骤g中使用的斜面培养基配方如下：蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化 钠5g、琼脂15g、水1000mL，pH 7.0;步骤h中使用的培养基配方如下：蛋白胨10g、牛肉膏5g、 氯化钠5g、水1000mL，pH 7.0;步骤i中使用的培养基配方如下：葡萄糖10g、牛肉膏5g、酵母 粉5g、豆柏粉20g、玉米粉10g、硫酸镁0·2g、水1 OOOmL，pH 7·0。
[0045]本发明利用植物秸杆生产有机复合肥，充分利用了秸杆资源，避免了资源浪费，减 少了环境污染。菜籽柏、牛粪、羊粪含有大量的蛋白及有机化合物，在微生物的下可转化为