本发明涉及有机肥
技术领域：
，特别涉及一种发酵秸秆的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：：我国是农业大国，粮食生产为国计民生提供重要的基础与保障，但随之产生的农业废弃物的处理成为了一个难题。目前秸秆主要是通过焚烧的方式来处理，这不仅对资源造成了严重浪费，更是产生了严重的环境污染问题，损害了人体的健康，另外焚烧过程中产生的高温也破坏了土地中的菌群和有机质，降低了土壤的肥力，害处极大。如果能合理的利用秸秆，将其用作有机肥发酵的原料，不仅能减少雾霾，与畜禽粪便配合进行发酵，还能解决畜禽粪污处理的难题，同时做好的有机肥施加到耕地中还能调节菌群结构，增加有机质及多种矿质元素，既能减少化肥的使用，又能使受到过农药化肥损害的土地得到修复，可谓一举多得。本发明的复合菌剂的菌株来源于秸秆堆肥自然发酵过程中的中温优势菌群，经长期筛选、驯化，可以有效地促进以秸秆和畜禽粪污为主要原料的有机肥发酵生产过程，提高有机肥的生产效率和秸秆、粪污的无害化处理效果。适用于周边拥有大规模秸秆资源的畜禽养殖场进行秸秆及养殖粪污的无害化处理和资源化利用。技术实现要素：：（一）发明目的：本发明的目的是提供一种大规模机械化的，利用秸秆发酵生产有机肥的一套现场实施方案，本发明中提到的现场方案是指在规模畜禽养殖场的现场实施方案。（二）技术方案：本发明的目的可以通过如下技术方案实现：本发明提供了一种秸秆发酵复合菌剂，包含以下菌株：屎肠球菌WEI-6、枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30、植物乳杆菌WEI-64、酿酒酵母WEI-92。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，分离自自然发酵的秸秆中，通过多次单菌株堆肥实验，多菌株复合后堆肥实验，及安全性实验筛选得到的。上述的复合微生物菌剂，其特征在于，所述菌株组成比例为：枯草芽孢杆菌总数：屎肠球菌总数：植物乳杆菌总数：地衣芽孢杆菌总数：酿酒酵母总数=4:10:2:3:1本发明还提供了一种秸秆发酵复合微生物菌剂的制备方法，所述复合微生物菌剂制备方法如下：菌株培养：将屎肠球菌WEI-6、枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30、植物乳杆菌WEI-64和酿酒酵母WEI-92分别接种到各自的斜面培养基中，其中屎肠球菌WEI-6和植物乳杆菌WEI-64使用MRS琼脂培养基，37℃培养24h，枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30使用LB琼脂培养基，37℃培养24h，酿酒酵母WEI-92使用YPD琼脂培养基，30℃培养48h；复合微生物菌剂的制备：每株菌先分别用装有200mL种子培养基的500mL摇瓶单独培养，其中屎肠球菌WEI-6和植物乳杆菌WEI-64使用MRS液体培养基，37℃静置培养20h枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30使用LB液体培养基，37℃，180rpm培养20h酿酒酵母WEI-92使用YPD液体培养基，30℃，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，37℃，100rpm培养40h。培养温度、转速和时间。培养温度、转速要给出，上罐接种量。所述方案中使用的发酵培养基为：葡萄糖20g，酵母粉5g，玉米浆干粉25g，MnSO4•H2O0.2g，MgSO4•7H2O0.2g，K2HPO4•3H2O1g，水1000mL，调节pH7.0，于121℃灭菌20min。本发明还提供了一种秸秆发酵复合微生物菌剂在利用秸秆发酵生产有机肥的应用，整个发酵过程在养殖场现场实施。一种养殖场现场发酵有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将动物粪便与辅料按重量比为1:2-5混匀，调节碳氮比为20-30:1，同时接入复合微生物菌剂，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。所述辅料为秸秆，草炭土，沼渣，尿素与适量种植及养殖废弃物。所述动物粪便可以为猪粪、鸡粪。（三）有益效果：本技术的特点在于，在以秸秆和畜禽粪污为主料的堆肥中加入了草炭土，沼渣，沼液，以及一定量的农业废弃物以调节合适的碳氮比，更重要地是接种了强化有机肥发酵过程的复合微生物菌剂，与自然堆肥发酵相比，不但提高了堆肥的效率与稳定性，更提高了有机肥的肥效与肥力及废弃物的资源化利用效率。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、复合微生物菌剂的生产菌株筛选：复合菌剂中的菌株分离自自然发酵的秸秆中，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。最终确定秸秆有机肥发酵复合微生物菌剂的组成为，屎肠球菌WEI-6、枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30、植物乳杆菌WEI-64和酿酒酵母WEI-92。菌株培养：将屎肠球菌WEI-6、枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30、植物乳杆菌WEI-64和酿酒酵母WEI-92分别接种到各自的斜面培养基中，其中屎肠球菌WEI-6和植物乳杆菌WEI-64使用MRS琼脂培养基，37℃培养24h，枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30使用LB琼脂培养基，37℃培养24h，酿酒酵母WEI-92使用YPD琼脂培养基，30℃培养48h；复合微生物菌剂的制备：每株菌先分别用装有200mL种子培养基的500mL摇瓶单独培养，其中屎肠球菌WEI-6和植物乳杆菌WEI-64使用MRS液体培养基，37℃静置培养20h枯草芽孢杆菌WEI-29、地衣芽孢杆菌WEI-30使用LB液体培养基，37℃，180rpm培养20h酿酒酵母WEI-92使用YPD液体培养基，30℃，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，37℃，100rpm培养40h。上述方案中使用的混合发酵培养基为：葡萄糖20g，酵母粉5g，玉米浆干粉25g，MnSO4•H2O0.2g，MgSO4•7H2O0.2g，K2HPO4•3H2O1g，水1000mL，pH7.0，121℃灭菌20min。上述复合菌剂其特征为，不同菌株所占比例为，枯草芽孢杆菌总数：屎肠球菌总数：植物乳杆菌总数：地衣芽孢杆菌总数：酿酒酵母总数=4:10:2:3:1。乳酸菌总数、酵母总数及芽孢总数如表1所示：表1复合菌剂中不同指标的检测结果检测指标芽孢杆菌总数乳酸菌总数酵母总数菌落形成单位数1.5×1092.5×1092.07×108实施例二、规模养猪场利用秸秆现场发酵有机肥的操作流程将实施例一制备的复合微生物菌剂用于规模养猪场现场发酵生产有机肥，现场发酵制备方法包括以下步骤：发酵池的准备：发酵池为长50米，宽30米，深2米的土坑。秸秆用打包机包装成捆，每捆约600kg左右，共400T秸秆，运至发酵池中，分别于南北两侧规则码放，定期为秸秆浇水以维持一定的湿度，发酵池中间留一条东西向的过道方便车辆进出，发酵池旁准备蓄粪池，积攒猪粪备用。1#有机肥操作流程粪便处理：用铲车将100T猪粪运至150T秸秆的顶部，尽可能抛洒均匀；加入其他辅料：同时加入30T草炭土，20T沼渣，及生活垃圾，农业废弃物（稻杆，果壳，病死猪等），将动物粪便与辅料按重量比为1:2混合均匀；添加菌剂：将3T混合菌剂与5T沼液及适当水混合后，用水泵将所有菌剂均匀喷洒至猪粪和秸秆上，使接种量按重量比达到1~5%，拌匀后加水与沼气发酵液调节含水量为55-65%；发酵：开始发酵，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。1#对照操作流程：以不加复合菌剂的堆肥作为对照组。2#有机肥操作流程，粪便处理：用铲车将100T猪粪与50T其他辅料运至250T秸秆的顶部，尽可能抛洒均匀；加入其他辅料：同时加入30T草炭土，20T沼渣，及生活垃圾，农业废弃物（稻杆，果壳，病死猪等），将动物粪便与辅料按重量比为1:3混合均匀。添加菌剂：将4T混合菌剂与5T沼液及适当水混合后，用水泵将所有菌剂均匀喷洒至猪粪和秸秆上，使种量按重量比达到1~5%，拌匀后加水与沼气发酵液调节含水量为55-65%；发酵：开始发酵，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。2#对照操作流程：以不加复合菌剂的堆肥作为对照组。实施例三、规模养猪场利用秸秆现场发酵有机肥的过程监测1#有机肥：在发酵开始后的第2天，开始出现零星的热点，经检测温度在60℃以上，在没有明显发热的地方，温度保持在30℃左右。之后热点逐渐增加，至第3天大量的热点开始连接成片，中心温度达到70℃左右，每隔2天给秸秆补水一次。第5天温度开始明显下降，再用挖掘机将整个堆体彻底混匀一次，第2天即开始大量发热，第8天再翻堆一次，高温维持2天，随后进入腐熟阶段，大概持续5-10天，整个有机肥发酵过程结束，约需15-20天，即可以田间抛撒或装袋。1#对照组：发酵第5天开始出现零星热点，温度达到60℃以上，至第8天热点连接成片，中心温度维持在60℃-70℃之间，每隔3天补水一次。第11天温度开始明显下降，用挖掘机翻堆一次，温度未见上升，随后进入腐熟阶段，大概10-15天，发酵过程结束。可见，对照组未出现二次升温现象，秸秆与粪污发酵远不如实验组彻底。2#有机肥：在发酵开始后的第3天，开始出现零星的热点，经检测温度在60℃以上，在没有明显发热的地方，温度保持在30℃左右。之后热点逐渐增加，至第4天大量的热点开始连接成片，中心温度达到70℃左右，每隔1天给秸秆补水一次。第7天温度开始明显下降，再用挖掘机将整个堆体彻底混匀一次，第2天即开始大量发热，第10天再翻堆一次，高温维持2天，随后进入腐熟阶段，大概持续5-10天，整个有机肥发酵过程结束，约需17-22天，即可以田间抛撒或装袋。2#对照组：发酵第7天开始出现零星热点，温度达到60℃以上，，每隔3天补水一次。第11天，用挖掘机翻堆一次，热点增多，始终未有大规模的发热，大概15天，发酵过程结束。可见，对照组发热情况始终不理想，秸秆与粪污发酵远不如实验组彻底。实施例四、规模养鸡场利用秸秆现场发酵有机肥的操作流程将实施例一制备的复合菌剂用于规模养鸡场现场发酵生产有机肥，现场发酵制备方法包括以下步骤：发酵池的准备：发酵池为长60米，宽40米，深2米的土坑。秸秆用打包机包装成捆，每捆约600kg左右，共900T秸秆，运至发酵池中，定期为秸秆浇水以维持一定的湿度，发酵池旁准备蓄粪池。粪便处理：在蓄粪池中，将100T鸡粪加入到100T左右的生活污水中，用铲车搅拌后，运至450T秸秆的顶部，尽可能抛洒均匀；加入其他辅料：同时加入20T草炭土，30T沼渣，及生活垃圾，农业废弃物（稻杆，蛋壳，病死鸡等）。将动物粪便与辅料按重量比为1:5混合均匀。添加菌剂：将10T混合菌剂与10T沼液及适当水混合后，分两次用水泵将所有菌剂均匀喷洒至秸秆上，使种量按重量比达到1~5%，拌匀后加水与沼气发酵液调节含水量为55-65%；发酵：开始发酵，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。3#对照操作流程：以不加复合菌剂的堆肥作为对照组。实施例五、规模养鸡场利用秸秆现场发酵有机肥的过程监测3#有机肥：在发酵开始后的第2天，开始出现零星的热点，经检测温度在60℃以上，在没有明显发热的地方，温度保持在30℃左右。之后热点逐渐增加，至第3天大量的热点开始连接成片，中心温度达到70℃左右，每隔1天给秸秆补水一次。第5天温度开始明显下降，再用挖掘机将整个堆体彻底混匀一次，第2天即开始大量发热，第9天再翻堆一次，温度不再上升，随后进入腐熟阶段，大概持续5-10天，整个有机肥发酵过程结束，约需15-20天，即可以田间抛撒或装袋。3#对照：发酵第5天开始出现零星热点，温度达到60℃以上，，每隔3天补水一次。第10天，用挖掘机翻堆一次，热点增多，始终未有大规模的发热，大概17天，发酵过程结束。可见，对照组发热情况始终不理想，秸秆与粪污发酵远不如实验组彻底。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。经测定得到有机肥中粪大肠菌群测定结果如表2所示：表2大肠菌群的测定结果：1#有机肥1#对照组2#有机肥2#对照组3#有机肥3#对照组大肠菌群数（个/g）<30180<30330<30435蛔虫卵死亡率（%）10015%10020%10015%1#，2#和3#有机肥的大肠菌群测定结果完全符合农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求（≤100个/g）。1#，2#和3#对照组大肠菌群的测定结果比国标偏高。实验组蛔虫卵死亡率的测定结果为100%，完全符合农业行业标准《有机肥料》（NY525-2014）的要求（≥95%）。对照组蛔虫卵死亡率均低于20%，低于国标，不符合产品要求。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时统计发芽率，芽和根的长度，结果如表3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3层纱布过滤，该浸提液现用现配。检测结果如表3所示：表3有机肥对发芽率及芽与根的长度的影响发芽率芽长度（mm）根长度（mm）1#有机肥95%46.8138.731#对照组55%30.6928.302#有机肥95%44.7240.132#对照组40%31.5726.113#有机肥95%48.6638.483#对照组35%33.1525.73使用本研究所发明的复合菌剂与现场工艺流程，制得的有机肥生产周期短，肥效高，效果显著，大肠菌群与蛔虫卵的含量均符合国家标准的要求，是理想的有机肥料。当前第1页1 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