(一)技术领域
本发明属于粪污处理技术领域，特别涉及一种用于牛粪污处理的微生物添加剂及制备方法和应用。
(二)
背景技术：
随着国民经济的发展，人民生活水平的不断提高，人们对食物的要求已由植物型转向动物型，从满足于温饱改变为要求食物具有营养性和独特的风味，因而养殖业得到了迅猛发展，尤其是20世纪80年代，国家推行“菜篮子工程”以来，畜牧业在解决城乡居民的肉、蛋、奶自给方面，起了很大的作用。但是大量的畜禽粪便不仅造成严重的环境污染，而且严重制约了畜牧业的持续稳定发展。
在环境保护意识日渐增强的今天，人们已普遍关注下述污染问题：一、畜禽粪便对环境的污染；二、氮和磷的污染：畜禽粪便中含有大量的氮和磷的化合物，尤其是在饲料的氨基酸不平衡、可利用养分低的情况下，含量更高，这些氮和磷进入土壤后，会转化为硝酸盐和磷酸盐，含量过高会使土地失去生产价值，造成地表水和地下水的污染，使水中硝态氮、硬度和细菌总数超标。水体富营养化后，蚊蝇及其它昆虫大量孳生，藻类和其它水生植物大量繁殖，使水中溶解氧减少，鱼虾等水生动物因缺氧而死亡。
牛粪是奶牛养殖过程中的主要污染物，现有牛粪粪便的处理主要方式包括堆肥发酵法。主要利用微生物的降解作用将牛粪发酵成肥料或燃料，将资源进行重新利用。根据氧气的供应情况，将发酵分为有氧发酵和厌氧发酵，两者都能把废弃物中的有机质分解成co2、h2o以及有机肥料或生物燃料等，并放出大量热。微生物的活性对整个堆肥化的进行是至关重要的。堆肥过程中，整个微生物群体结构随堆肥的进行而迅速演变交替，是微生物活动与堆肥指标(温度、水分、ph、碳氮比等)相互作用和影响的结果。传统堆肥利用原料中的土著微生物来降解有机物，由于堆肥刚开始阶段功能微生物数量少，造成发酵周期长，同时也容易引起氮素的损失，从而污染环境；而且，受堆肥周期及条件的影响，堆肥过程中微生物成活率低，粪便处理效果差，堆肥获得的肥料无法很好的满足作物生长对养分的需要。
(三)
技术实现要素：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种组方合理、制备简单、在堆肥过程中能补充原始菌种、加强对有机质的分解，作为肥料可改善施用地作物营养、改良土壤结构、提高土壤的通透性、保肥保水，环保的用于牛粪污处理的微生物添加剂及制备方法和应用，适合现代大型养殖企业处理牛粪粪污，解决了现有技术中存在的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用于牛粪污处理的微生物添加剂，其活性成分由以下重量份数的原料制成：
里氏木霉菌粉1-5份、黑曲霉菌粉8-12份、纤维素酶8-12份、嗜热侧孢霉1-3份、绿色木霉菌粉1-3份、康氏木霉菌粉1-3份、反硝化细菌菌剂2-6份、巨大芽孢杆菌菌粉1-3份、地衣芽孢杆菌菌粉0.5-2份、沼泽红假单胞菌菌粉2-6份、胶冻芽孢杆菌菌粉2-6份、白浅灰链霉菌菌粉1-3份、唐德链霉菌菌粉1-3份、甘蔗兰希氏菌菌粉0.5-1.5份、黑红旋丝放线菌菌粉0.5-2份、玫瑰色链霉菌菌粉0.5-2份、环丙氨嗪1份、黄腐酸钾1-3份、硅藻土40-45份。
优选的，该用于牛粪污处理的微生物添加剂，其活性成分由以下重量份数的原料制成：
里氏木霉3份、黑曲霉10份、纤维素酶10份、嗜热侧孢霉2份、绿色木霉2份、康氏木霉菌液2份、反硝化细菌4份、巨大芽孢杆菌2份、地衣芽孢杆菌1份、沼泽红假单胞菌4份、胶冻芽孢杆菌4份、白浅灰链霉菌菌粉2份、唐德链霉菌菌粉2份、以及甘蔗兰希氏菌菌粉1份、黑红旋丝放线菌菌粉1份、玫瑰色链霉菌菌粉1份、环丙氨嗪1份、黄腐酸钾2份、硅藻土43份。
该用于牛粪污处理的微生物添加剂的制备方法，包括如下操作步骤：取上述重量份数的各原料，混合并搅拌均匀，于28-32℃条件下静置24h，分装，即得；
其中：所述各原料的活菌数指标为:里氏木霉2.0×109cfu/g，黑曲霉1.5×1010cfu/g，嗜热侧孢霉1.0×109cfu/g，绿色木霉2.0×109cfu/g，康氏木霉2.0×109cfu/g，反硝化细菌1.0×1010cfu/g，巨大芽孢杆菌2.0×1010cfu/g，地衣芽孢杆菌2.0×1010cfu/g，沼泽红假单胞菌1.0×1010cfu/g，胶冻芽孢杆菌1.0×1010cfu/g，白浅灰链霉菌菌粉1.0×109cfu/g，唐德链霉菌菌粉2.0×108cfu/g，以及甘蔗兰希氏菌菌粉2.0×108cfu/g，黑红旋丝放线菌菌粉2.0×108cfu/g，玫瑰色链霉菌菌粉2.0×108cfu/g。
该用于牛粪污处理的微生物添加剂在奶牛畜床上的应用：将添加用于牛粪污处理的微生物添加剂的发酵牛粪污作为牛粪畜床使用。经该用于牛粪污处理的微生物添加剂堆肥处理过的固体牛粪作为奶牛发酵床垫料也是一种很好的选择，既解决了粪污的污染问题，又解决了牛床垫料的来源问题，既开拓了牛粪的利用渠道，又降低了牛床垫料成本，一举多得。
本发明所用的各菌菌粉及菌液经特定含量混配，并添加了能够分解各种大分子物质的酶，以及环丙氨嗪、黄腐酸钾、硅藻土，经24h适温静置，可充分适应混合后物料环境，施用于待处理的牛粪污中，可有效防治牛粪污中的病害或抑制病原微生物，且能产生多种具有生物活性的酶系，快速杀死粪便内的有害微生物和病虫，并分解大分子有机物形成易吸收的有机或无机分子。其中，康氏木霉提供的康氏木霉孢子具有很强的病原微生物抑制功能；绿色木霉菌粉提供的活化绿色木霉可产生纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶等；里氏木霉菌粉提供的活化里氏木霉产生纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶；黑曲霉具有裂解大分子有机物和难溶无机物，可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。这些霉菌在粪便发酵处理以及改善土壤结构，增强土壤肥力中具有重要的意义。本发明所用的各类放线菌可产生纤维素酶等多种酶类，能降解粪便中的各种不溶性有机物质生成各种营养分子，对有机物的矿化也有着重要作用，从而净化环境、改良土壤，在粪肥发酵中起积极作用。
本发明所用的甘蔗兰希氏菌和嗜热侧孢霉均属于典型的高温纤维分解菌种，能迅速提高粪肥的温度，且在40-50℃下能大量分泌纤维素酶，将畜禽粪便等有机物快速腐解成有机质。该微生物添加剂随着牛粪污堆肥过程中温度的升高，会出现复苏、繁殖加速增长及最终代谢后消亡的过程，整个过程产生的有益代谢产物充分满足了牛粪污中有害物质及有机物质的去除和分解。除此之外，当粪便分层堆积过程中堆温达55-65℃、最高达70℃时的腐熟作用下，不仅消除了臭味，更重要的是高温能杀死堆肥中的病菌、虫卵、草籽，大部分有机污染可被消除。在此条件下，最终几乎所有微生物停止活动，使发酵粪肥营养物质很好的保存。
该用于牛粪污处理的微生物添加剂是一种复合微生物制剂，含有高浓度的环境友好型微生物，产品中的微生物能够在堆肥过程中产生消化酶来分解发酵堆肥中的蛋白质颗粒和有机质。在堆肥过程中能补充原始菌种，加强对有机质的分解以便利用粪便堆肥。使粪便发酵后提供大量有益微生物，分解有机物、活化难溶矿质元素，改善作物营养，促进作物生长，增强抗病能力，改良土壤结构，提高土壤的通透性，保肥、保水。
综上，本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的有益效果：
1、大大减少化学肥料的投入，缩短堆肥的发酵时间；降低成本。
2、减少因牛粪污沥出液所造成的土地污染和水污染；可用作农田或菜地的施用肥。
3、可以作为奶牛发酵床垫料，是连接粪污处理和提高产奶量、节省垫料开支的纽带，经济效益非常明显。
用法用量：以5-8％的重量比，向待处理牛粪污中加入该用于牛粪污处理的微生物添加剂使用。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1：
该用于牛粪污处理的微生物添加剂，其活性成分由以下重量的原料制成：
里氏木霉3g、黑曲霉10g、纤维素酶10g、嗜热侧孢霉2g、绿色木霉2g、康氏木霉菌粉2g、反硝化细菌菌剂4g、巨大芽孢杆菌菌粉2g、地衣芽孢杆菌菌粉1g、沼泽红假单胞菌菌粉4g、胶冻芽孢杆菌菌粉4g、白浅灰链霉菌2g、唐德链霉菌菌粉2g、以及甘蔗兰希氏菌菌粉1g、黑红旋丝放线菌菌粉1g、玫瑰色链霉菌菌粉1g、环丙氨嗪1g、黄腐酸钾2g、硅藻土43g；
该用于牛粪污处理的微生物添加剂的制备方法，包括如下操作步骤：
取上述重量的各原料，混合并搅拌均匀，于28-32℃条件下静置24h，分装，即得。
用法用量：以5-8％的重量比，向待处理牛粪污中加入该用于牛粪污处理的微生物添加剂使用。
实施例2：
该用于牛粪污处理的微生物添加剂，其活性成分由以下重量的原料组成：
里氏木霉菌粉1g、黑曲霉菌粉8g、纤维素酶8g、嗜热侧孢霉1g、绿色木霉菌粉1g、康氏木霉菌粉1g、反硝化细菌菌剂2g、巨大芽孢杆菌菌粉1g、地衣芽孢杆菌菌粉0.5g、沼泽红假单胞菌菌粉2g、胶冻芽孢杆菌菌粉2g、白浅灰链霉菌菌粉1g、唐德链霉菌菌粉1g、甘蔗兰希氏菌菌粉0.5g、黑红旋丝放线菌菌粉0.5g、玫瑰色链霉菌菌粉0.5g、环丙氨嗪1份、黄腐酸钾1g、硅藻土40g。
制备方法和用法用量同实施例1。
实施例3
该用于牛粪污处理的微生物添加剂，其活性成分由以下重量的原料组成：
里氏木霉菌粉5g、黑曲霉菌粉12g、纤维素酶12g、嗜热侧孢霉3g、绿色木霉菌粉3g、康氏木霉菌粉3g、反硝化细菌菌剂6g、巨大芽孢杆菌菌粉3g、地衣芽孢杆菌菌粉2g、沼泽红假单胞菌菌粉6g、胶冻芽孢杆菌菌粉6g、白浅灰链霉菌菌粉3g、唐德链霉菌菌粉3g、甘蔗兰希氏菌菌粉1.5g、黑红旋丝放线菌菌粉2g、玫瑰色链霉菌菌粉2g、环丙氨嗪1g、黄腐酸钾3g、硅藻土45g。
制备方法和用法用量同实施例1。
前述各原料的活菌数指标为:里氏木霉2.0×109cfu/g，黑曲霉1.5×1010cfu/g，嗜热侧孢霉1.0×109cfu/g，绿色木霉2.0×109cfu/g，康氏木霉2.0×109cfu/g，反硝化细菌1.0×1010cfu/g，巨大芽孢杆菌2.0×1010cfu/g，地衣芽孢杆菌2.0×1010cfu/g，沼泽红假单胞菌1.0×1010cfu/g，胶冻芽孢杆菌1.0×1010cfu/g，白浅灰链霉菌菌粉1.0×109cfu/g，唐德链霉菌菌粉2.0×108cfu/g，以及甘蔗兰希氏菌菌粉2.0×108cfu/g，黑红旋丝放线菌菌粉2.0×108cfu/g，玫瑰色链霉菌菌粉2.0×108cfu/g。
上述各菌菌粉、菌剂均为普通市售菌剂产品。
试验观察
一、将本发明的用于牛粪污处理的微生物添加剂用于牛粪堆肥中,研究其对堆肥发酵的影响。
1、添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污，堆肥温度在第7天温度升至69℃，而未添加任何菌剂堆肥的牛粪污堆肥对照组第11天温度才为63℃，单独接种纤维素降解菌l-06处理的堆肥第9天温度最高升至66℃；单独使用上述各菌粉或菌剂，第9天温度最高升至50℃；使用上述任2种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至45℃；使用上述任3种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至50℃；使用上述任4种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至49℃；使用上述任5种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至55℃；使用上述任6种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至52℃；使用上述任7种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至55℃；使用上述任8种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至52℃；使用上述任9种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至50℃；使用上述任10种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至56℃；使用上述任11种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至52℃；使用上述任12种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至50℃；使用上述任13种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至60℃；使用上述任14种菌剂，采用本发明的制备方法制备，在第7天温度最高升至54℃；即最高温度不仅提前了还有所上升，周期缩短。
2、添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污，堆肥含水率呈下降趋势，下降速度快于牛粪污堆肥对照组，相比单独接种纤维素降解菌l-06处理的堆肥含水率下降快；而且，堆肥含水率下降速度相比于单独使用上述各单一菌处理、上述任2种菌剂的混合使用处理、上述任3种菌剂的混合使用处理、上述任4种菌剂的混合使用处理、上述任5种菌剂的混合使用处理、上述任6种菌剂的混合使用处理、上述任7种菌剂的混合使用处理、上述任8种菌剂的混合使用处理、上述任9种菌剂的混合使用处理、上述任10种菌剂的混合使用处理、上述任11种菌剂的混合使用处理、上述任12种菌剂的混合使用处理、上述任13种菌剂的混合使用处理、上述任14种菌剂的混合使用处理的堆肥含水率下降快。
上述含水率趋势测定采用每间隔2天测定牛粪污含水量并进行曲线作图观察含水率下降速度。
3、添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污，c/n的下降幅度最大；单独接种纤维素分解菌l-06处理与牛粪污堆肥对照组下降幅度相差不大；单独使用上述各单一菌剂、使用上述任2种菌剂、使用上述任3种菌剂、使用上述任4种菌剂、使用上述任5种菌剂、使用上述任6种菌剂、使用上述任7种菌剂、任8种菌剂、任9种菌剂、任10种菌剂、任11种菌剂、任12种菌剂、任13种菌剂、任14种菌剂处理，与牛粪污堆肥对照组下降幅度相差不大。
4、添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污，铵态氮含量在第7d达到峰值2.96g/kg，在堆肥结束后降为1.29g/kg，比最大值下降了1.67g/kg；单独接种纤维素分解菌l-06处理的牛粪污铵态氮含量在第10d达到最大值2.82g/kg，堆肥结束后铵态氮含量为0.64g/kg，比最大值下降了2.18g/kg；发酵结束后，添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污硝态氮含量达到5.52g/kg，是发酵前的6.67倍；单独接种纤维素分解菌l-06的牛粪污和牛粪污堆肥对照组分别为2.12g/kg和2.10g/kg，仅为发酵前的2.94和2.92倍。
二、奶牛舍环境是保障奶牛健康、提高生产能力的关键因素，畜床对奶牛具有特别重要的意义，奶牛每天约有50％-60％的时间趴卧休息和反刍，趴卧时流经乳腺的血流量可增加20％-25％，从而增加营养效率和产奶量，不良的畜床环境可使奶牛的趴卧时间明显减少，严重影响奶牛休息和产奶量，切使跛行、趾蹄病及乳房炎等疾病发病率提高。
试验在不同畜床垫料环境下奶牛乳房炎患病情况统计如下表所示，临床型乳房炎发病率以干牛粪畜床最高，添加本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的发酵牛粪、普通堆肥牛粪和沙土畜床次之，橡胶垫畜床最低；隐性乳房炎发病率发病率干牛粪畜床最高，添加本发明的发酵牛粪畜床和沙土畜床一样，橡胶垫畜床最低。
投入成本核算：以2000头奶牛饲养量为例，橡胶垫目前市场价格在每床约500元，使用年限一般为5年，使用橡胶垫作为畜床10年需要投入成本约为200万元。牛粪干湿分离设备价格约为120万元，以20年使用寿命计算，每年成本约为6万元，每年维修费用约为5万元，电费约为2万元，干湿分离的牛粪经无害化处理后除每年供本场作为畜床垫料使用外，还可以外销用于其他用途，如作为有机肥和种植双孢菇等，每年利润约为10万元，使用添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污发酵料作为畜床10年需要投入成本约为30万元。沙土按需要量每年成本约为4万元，由于沙土作为垫料不能使用自动清粪系统，需人工清粪，2000头奶牛饲养量需人工约10人，每人每年工资约为5万元，使用沙土作为畜床10年需要投入成本约为90万元，由此可见，利用添加了本发明用于牛粪污处理的微生物添加剂的牛粪污发酵料作为畜床垫料成本要远远低于普通堆肥牛粪橡胶垫和沙土。