本发明涉及一种微生物菌剂，特别涉及一种低温发酵有机肥的微生物菌剂及其制备方法和应用
背景技术：
：：在中国，养殖粪污的处理一直是养殖行业的痛点，制约着整个行业可持续发展，随着近两年环保力度的加强，粪污处理问题已经上升到决定到养殖企业是否会被关停的高度，解决粪污处理问题刻不容缓。利用微生物发酵技术生产有机肥，不仅能解决粪污的环境污染问题，还能为种植行业提供绿色优质肥料，可谓一举多得。利用微生物发酵技术生产有机肥，需要在适宜温度和好氧条件下利用高效微生物进行粪污等有机废弃物的发酵，从而产生有机质，同时释放出氮磷钾等营养元素。在堆肥过程中是否产热，是有机肥发酵是否成功的重要标志，但在我国北方寒带地区，冬季过于寒冷，导致大多数微生物进入了休眠状态，发酵过程终止，有机肥的生产陷入停滞状态，影响了正常的粪污处理过程。本发明使用的微生物菌剂分离自寒带冬季自然发酵的堆肥中，且经过长期筛选和驯化，所有菌株不仅可以在低温下高效分解粪污等有机废弃物，而且对畜禽和环境没有任何危害，微生物菌剂可以在-30~-10℃的气温条件下实现有机肥发酵的快速升温，缩短腐熟时间，保证了寒带地区冬季有机肥的正常生产。技术实现要素：：（一）发明目的：本发明的目的是提供一种用于寒带地区，冬季极度寒冷条件下对畜禽粪污等有机废弃物进行有机肥发酵的微生物菌剂。（二）技术方案：本发明的目的可以通过如下技术方案实现：本发明提供一种用于寒带低温条件下发酵有机肥的微生物菌剂，其组成为枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79、屎肠球菌WEI-89和产元假丝酵母WEI-107。该五株菌按照环境科学学报第27卷第6期发表的论文城市污泥模拟堆肥过程中高温菌群的筛选、鉴定及降解效果所提供的方法，从低温条件下自然发酵的堆肥中，通过多次单菌株堆肥实验，低温条件下的多菌株复合后堆肥实验，及安全性实验筛选得到的。所述菌株组成比例为：枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：解淀粉芽孢杆菌：屎肠球菌：产元假丝酵母=5:3:7:5:1。本发明还提供了一种应用于低温发酵有机肥的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：菌株培养：将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79、屎肠球菌WEI-89和产元假丝酵母WEI-107分别接种到各自的斜面培养基中，其中屎肠球菌WEI-89使用MRS琼脂培养基，25℃培养24h，将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79使用LB琼脂培养基，30℃培养24h产元假丝酵母WEI-107使用YPD琼脂培养基，22℃培养48h；微生物菌剂的制备：每株菌先分别用斜面接种到装有200mL种子培养基的500mL摇瓶单独培养，其中屎肠球菌WEI-89使用MRS液体培养基，22℃静置培养40h将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79使用LB液体培养基，22℃，180rpm培养20h，产元假丝酵母WEI-107使用YPD液体培养基，22℃，180rpm培养40h；再将菌液等体积混合，制成1L种子液；将种子液全部接入装有160L发酵培养基的200L种子罐中，37℃，100rpm培养20h，之后全部接种到装有3T发酵培养基的5T发酵罐中，22℃，200rpm培养48h。上述方案中使用的发酵培养基为：玉米粉10g，葡萄糖20g，蛋白胨15g，硝酸钾2g，七水合硫酸镁0.5g，三水合磷酸氢二钾0.2g，碳酸钙1g，水1000mL，pH7.5，121℃灭菌20min。本发明还提供了一种低温发酵有机肥的复合菌剂在发酵有机肥中的应用方法，整个发酵过程在养殖场现场实施。本发明还提供了一种低温发酵有机肥的制备方法，制备方法如下：在-30~-10℃条件下，将动物粪便与辅料按重量比为2-5:1混匀，调节碳氮比为20-30:1，同时接入低温发酵有机肥的复合菌剂，接种量按重量比1-5%，加水与沼气发酵液调节含水量为55-65%，定期监测温度和含水量，并加水保持堆肥含水量为55-65%，待温度明显下降时翻堆，共翻堆2-3次待温度不再明显升高后，腐熟5-10天制得有机肥。所述辅料为糖蜜、秸秆和稻壳粉的一种或两种以上。所述动物粪便为猪粪或鸡粪。具体实施方式:以下实例是为了更好地解释本发明，但本发明绝不仅限于以下实例所述的范围。实施例一、微生物菌剂的生产菌株筛选：微生物菌剂中的所有菌株均分离自-30~-10℃条件下自然发酵的有机肥，分离到的菌株分别进行了多次单菌株、两两组合菌株及多菌株复配对有机肥发酵效果的实验，筛选到能显著提升堆肥效率的菌株，又进行了细菌的内毒素，溶血性，细胞毒性及产生物胺等多种安全性筛选实验。最终确定低温复合菌剂的组成为，枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79、屎肠球菌WEI-89和产元假丝酵母WEI-107。菌株培养：将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79、屎肠球菌WEI-89和产元假丝酵母WEI-107分别接种到各自的斜面培养基中，其中屎肠球菌WEI-89使用MRS琼脂培养基，25℃培养24h，将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79使用LB琼脂培养基，30℃培养24h产元假丝酵母WEI-107使用YPD琼脂培养基，22℃培养48h。微生物菌剂的制备：每株菌先分别用斜面接种到装有200mL种子培养基的500mL摇瓶单独培养，其中屎肠球菌WEI-89使用MRS液体培养基，22℃静置培养40h将枯草芽孢杆菌WEI-62、地衣芽孢杆菌WEI-67、解淀粉芽孢杆菌WEI-79使用LB液体培养基，22℃，180rpm培养20h，产元假丝酵母WEI-107使用YPD液体培养基，22℃，180rpm培养40h。再将菌液等体积混合，制成1L种子液。将种子液全部接入装有160L发酵培养基的200L种子罐中，37℃，100rpm培养20h，之后全部接种到装有3T发酵培养基的5T发酵罐中，22℃，200rpm培养48h。上述方案中使用的发酵培养基为：玉米粉10g，葡萄糖20g，蛋白胨15g，硝酸钾2g，七水合硫酸镁0.5g，三水合磷酸氢二钾0.2g，碳酸钙1g，水1000mL，pH7.5，121℃灭菌20min。上述微生物菌剂，其特征在于，所述菌株组成比例为：枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：解淀粉芽孢杆菌：屎肠球菌：产元假丝酵母=5:3:7:5:1。乳酸菌总数、芽孢总数及酵母总数的检测结果如表1所示：表1微生物菌剂中活菌数的检测结果检测指标芽孢菌总数乳酸菌总数酵母总数菌落形成单位数3.18×1099.38×1081.74×108实施例二、1#有机肥的制备在-30~-10℃的气温条件下，取1000kg猪粪混合200kg切碎的秸秆，同时接入本发明的微生物菌剂12L，用铲车混合均匀，用沼气发酵液调节含水量为63%。实验组：开始发酵后，第2天即达到高温60℃以上，至第8天温度始终维持在70℃左右，第9天温度下降到50℃，翻堆后很快温度重新上升到70℃，到第16天温度下降到40℃，第二次翻堆后，温度再次上升并保持在50-60℃之间，第20天温度降到20℃以下，发酵结束，腐熟10天左右，过程中始终保持含水量在55-65%之间。对照组（不加菌剂）：在开始的3天温度最高达到30℃左右，之后逐渐降到0℃左右。实施例三、2#有机肥的制备在-30~-10℃的气温条件下，取1000kg猪粪混合200kg稻壳粉，同时接入本发明的微生物菌剂12L，用铲车混合均匀，用沼气发酵液调节含水量为60%。实验组：开始发酵后，第2天即达到高温60℃以上，至第11天温度下降到50℃，翻堆后温度很快重新上升到70℃，到第17天温度下降到40℃，第二次翻堆后，温度保持在60℃左右，第23天温度降到20℃，发酵结束，腐熟10天左右，过程中始终保持含水量在55-65%之间。对照组（不加菌剂）：第1天温度在30℃，之后温度逐渐降至0℃以下。实施例四、3#有机肥的制备在-30~-10℃的气温条件下，取1000kg猪粪混合150kg秸秆和100kg糖蜜，同时接入低温复合菌剂12L，用铲车混合均匀，用沼气发酵液调节含水量为66%。实验组：开始发酵后，第1天即达到高温60℃以上，至第15天温度下降到50℃，翻堆后很快温度重新上升到70℃，到第22天温度下降到20℃，第二次翻堆后，温度没有上升，发酵结束，腐熟10天左右，过程中始终保持含水量在55-65%之间。对照组（不加菌剂）：前5天最高温达到39℃，随后逐渐降到0℃左右。实施例五、4#有机肥的制备在-30~-10℃的气温条件下，取1000kg鸡粪混合500kg稻壳粉，同时接入低温复合菌剂12L，用铲车混合均匀，用沼气发酵液调节含水量为60%。实验组：开始发酵后，第2天即达到高温60℃以上，至第13天温度下降到50℃，翻堆后温度很快重新上升到70℃，到第18天温度下降到40℃，第二次翻堆后，温度保持在60℃左右，第26天温度降到20℃，发酵结束，腐熟10天左右，过程中始终保持含水量在55-65%之间。对照组（不加菌剂）：第1天温度在30℃，第3天达到46℃，之后温度逐渐降至0℃以下。实施例六、有机肥大肠菌群及蛔虫卵死亡率的测定：有机肥中大肠菌群及蛔虫卵死亡率的测定方法，按照国家标准《肥料中粪大肠菌群的测定》（GB/T19524.1-2004）和国家标准《肥料中蛔虫卵死亡率的测定》（GB/T19524.2-2004）执行。有机肥中粪大肠菌群及蛔虫卵死亡率的结果如表2所示表2有机肥中大肠菌群及蛔虫卵死亡率的测定结果名称大肠菌群（个/g）蛔虫卵死亡率1#有机肥<30100%1#对照>100015%2#有机肥<30100%2#对照4385%3#有机肥30100%3#对照>100020%4#有机肥<30100%4#对照25420%实验组大肠菌群的测定结果均在30个/g或以下，完全符合农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求（≤100个/g），而对照组大肠菌群数远超过农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求。实验组蛔虫卵死亡率的测定结果均为100%，完全符合农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求（≥95%），而对照组蛔虫卵死亡率最高仅达到20%，不符合农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求。实施例六、有机肥发芽率及芽和根长度的检测结果：取油麦菜种子20颗，置于垫好双层滤纸的培养皿中，加水15mL，室温浸泡24h，将多余的水控出，加入10mL有机肥浸提液，移至32℃培养箱中培养48h，培养过程中要经常补水以免滤纸被蒸干，每个样品设3个平行，第48h统计发芽率，芽和根的长度，结果如表3，表4，表5所示。*有机肥浸提液的制备：称取5g有机肥，加入100mL水中，振荡均匀后静置1h，再用三层纱布过滤，该浸提液现用现配。表3有机肥对发芽率的影响发芽率1#2#3#4#平均值实验组95%90%90%95%92.5%对照组30%45%25%25%31.25%表4有机肥对芽长度的影响（mm）芽长度1#2#3#4#平均值实验组54.2949.5051.2450.1351.29对照组26.1410.2321.4830.2222.02表5有机肥对根长度的影响（mm）根长度1#2#3#4#平均值实验组39.1130.1741.5537.2637.02对照组18.4426.1720.8027.3523.19实验组发芽率比对照组高将近60%，芽的长度比对照组多32.4mm，根的长度比对照组多15.14mm，可见接入本发明的低温复合菌剂后，在极度寒冷的冬季也能保证有机肥的正常发酵，有机肥肥效强，大肠菌群也能降到安全水平，并且粪便中的蛔虫卵被彻底杀灭。当前第1页1 2 3