垃圾堆肥中草坪耐旱强化复合微生物菌群的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境保护技术领域，涉及一种垃圾堆肥中耐旱强化复合微生物菌群的 制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 微生物菌剂尤其是由多种微生物组成的复合微生物菌剂是近年来发展起来具有 广泛应用前景的生物技术。微生物菌剂不仅可以修复石油污染的土壤和降解水体中的有机 污染物，还可以防治病虫害，促进作物生产和增产增收，有些微生物菌剂可以提高植物的抗 逆性自20世纪70年代以来，欧美日本等国家或地区都相继研制成功了一些复合菌剂，很多 已经开始进行大规模的生产，并形成了系列化的产品。其中20世纪80年代由日本琉球大 学教授研制的EM (有效微生物群）获得了极大的成功，已经广泛应用在90多个国家涉及植 业养殖业及环境净化方面，并取得了显著的经济效益和社会效益。基于微生物菌剂在一些 发达国家研宄和推广得较早，相关技术较为成熟，应用也更普遍。近年来，国外也没有再出 现像EM那样可以在全世界都引起很大效应的微生物菌剂。
[0003] 相对于国外发达国家相关微生物菌剂的研宄，我国是从20世纪80年代才开始微 生物菌剂的相关研宄，从理论到实践，从单一菌种的利用到多个菌种的复合应用，也相继取 得了一些成果。南京农业大学生物防治产品主要有防治黄瓜根结线虫病害的蜡质芽孢杆 菌AT31菌剂(使命/线灭，LS20120060)、防治蔬菜土传病害的微生态制剂(蔬得康)、宁盾系 列产品，已获生物肥料正式登记。山东生物所木霉菌剂(防治灰霉病)、湖南植保所光合细菌 (促进光合作用）、镇江润州短吻杆菌（防治鳞翅目害虫）以及宁夏诺得曼生物技术公司根瘤 菌(促进豆科植物生长)等。最近几年，国内有很多关于复合菌剂研制的报道，主要利用微生 物净化环境，降解有机污染、提高粮食产量和提高植物抗性等方面。有研宄表明利用从水产 养殖的优良水质中分离得到的优势菌种研制出水质净化剂，将其用于淡水鱼养殖池中，对 降低水体中的COD，NH 3-N，亚硝酸盐等起到了理想的效果。还有研宄表明，微生物菌肥均能 在适宜的浓度下不同程度的促进生菜的生长，改善生菜品质，降低硝酸盐含量。但这些大都 还处于试验研宄与初步应用水平，还没有广泛应用于实际。生防菌本身具有固氮、解磷、解 钾的作用，刺激植物产生适量生长素；降解大分子有机物，提高有机肥利用率；微生物菌剂 就像是植物的开胃剂；保护细胞膜的完整性、维持较高水平的根系活力和叶绿素含量，这方 面就不光是一个促生的作用，也有一种抗逆的作用。微生物菌剂诱导植物体内多种抗逆基 因的表达，显著提高植物体的抗氧化酶活性。同时微生物菌剂可以防止作物收获后产生病 害，诱导抗逆基因表达，诱导S0D等多种相关物质的产生。所以，微生物菌剂对于改善植物 在逆境即盐胁迫、干旱胁迫和低温胁迫条件下的建植有积极的影响。
[0004] 草坪草除了具有美化环境、净化空气、防止水土流失、保持生态平衡、给人们提供 休息和运动场所等功能外，尚有调节小气候的作用。然而草坪草同其它植物一样，常遭 受不良环境的影响，如干旱、高温、低温、盐渍等逆境都会抑制草坪草的生长，使草坪质量下 降。尤其是盐碱、低温(冷害）和干旱是强烈限制草坪生长的3大非生物因素。
[0005] 干早胁迫是指植物所消耗的水分高于植物吸收的水分时，造成了植物体内水分亏 缺，胁迫时间增加导致水分过度亏缺的现象。干旱胁迫亦是限制草坪植物生长的重要因 素。在干旱胁迫条件下，植物体的生理指标变化主要体现在植物的生长受到抑制，包括地 上部的生长量、叶面积指数、植物的高度等；植物的光合作用受到影响，即光合速率降低了； 植物体内的生长素赤霉素含量降低了，脱落酸含量升高了；植物体内积累了大量的脯氨酸； 植物体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均降低了。植物体内水分分配 出现异常，抑制植物生长，更为严重的是引起植株机械性损伤导致植株死亡。有研宄表明： 干旱胁迫下草坪草叶片相对含水量和叶绿素含量显著下降，丙二醛、可溶性糖和游离的脯 氨酸含量显著上升。胁迫到一定程度后，需对其进行浇水养护，防止其萎蔫枯黄。针对干旱 问题，目前研宄主要集中于选取抗旱性强的草坪植物、节水灌溉方式以及覆盖保水、应用抗 旱剂浸种和保水剂拌种等方面，亦有研宄者利用氮磷钾肥来提高草坪草抗旱性。随着我国 城市绿化面积的增加，绿化灌溉用水与城市供水之间的矛盾日益突出。草坪经常因缺水而 出现枯黄，甚至死亡，这已经成为制约城市绿化草坪质量的瓶颈。因此研宄如何更好地提高 植物的抗旱性是缓解城市用水矛盾、提高城市绿化质量的根本出路。
[0006] 城市生活垃圾堆肥是自然界中的微生物，比如说是细菌和真菌等，通过它们的生 理代谢，可以加快对有机物的分解速度，进而将其变成腐植酸的过程。城市生活垃圾堆肥有 氧处理过程中，会产生大量的热量，垃圾中的有机物被分解完成，同时也杀死了垃圾中的病 菌等，而产芽孢的杆菌能够大量存在。各种微生物对有机物分解能力和分解速度是不尽相 同的，随着温度、季节的变化，堆肥过程中的微生物群落和数量亦不相同；且已有研宄表明， 堆肥中的微生物群落是相当复杂的。堆肥中微生物数量及种群分布与堆肥有机物质成分和 含量、微生物间的相互作用等多种因素密切相关。有人研宄接种外源菌剂对堆肥中微生物 数量和酶活性变化的影响，为微生物菌剂的应用和堆肥工艺的改进提供了依据。猪粪秸杆 堆肥复合微生物菌剂能够更有效地促进和优化堆肥过程迅速提高堆体温度提高最高温度 延长高温期时间并能更有效地提高堆体养分水平。牛粪堆肥试验表明，添加本源菌剂能快 速提高堆肥温度，促进堆体发酵腐熟，缩短堆制时间；从纤维素和半纤维素降解率看，添加 菌剂处理后明显比未添加菌剂的对照处理强，由此可见，添加微生物菌剂有利于牛粪堆肥 腐熟。而针对从固体废气物基质中提取微生物菌种，并将其用于实验和生产中，还有人分别 从鸡粪发酵和牛粪中筛选出高效降解菌并配制成相应的复合微生物菌剂，为复合微生物菌 剂的应用奠定了一定的基础，这对前期堆肥微生物菌剂的配置都提供了依据。近期的相关 文献及生产表明：微生物菌剂作为成为一种新型的生物技术已经应用到我们的社会生活和 生产当中。尤其是微生物菌剂在促进植物生长、提高植物抗性等方面的研宄不胜枚举。但是 关于微生物菌剂的来源与制备，大多数研宄者也仅仅只限于从土壤或污泥中提取和筛选。 有关堆肥中微生物菌落结构、堆肥菌种之间共生及相互影响关系具有模糊性和复杂性。强 化制备垃圾堆肥中微生物菌种，将强化堆肥微生物菌种作为接种剂，配制成不同浓度的强 化复合微生物菌剂接种应用，将具有重要的意义。
[0007] 从生活垃圾堆肥（以下简称堆肥）中筛选出有效菌株，再配制成相应微生物菌剂， 具有广泛的应用前景。一些研宄表明城市生活垃圾堆肥过程中发现，在有机物被分解的过 程中，生物群落也发生了重要的变化，主要是致病菌大量减少，而产芽孢的杆菌则数量剧 增。生活垃圾在经过高温发酵处理后得到的堆肥酸性变大而且含盐量变高，因此处于高渗 体系环境中的微生物具有一定的耐酸、耐盐和耐高温特性。不论是一般的微生物菌剂，还是 堆肥微生物菌剂中菌种的选育，都是直接从自然环境(或堆肥）中筛选出有效的菌株，再配 制成微生物菌剂应用于相应的领域。而将自然环境(或堆肥)中的微生物经过某些特定方向 的强化，进而得到一些高效强化微生物菌剂的研宄尚无报道。
[0008]
【发明内容】
： 耐旱微生物菌株的获得采用的是PEG6000模拟干旱胁迫来强化堆肥中的微生物。本发 明旨在获得强化堆肥微生物，并为强化城市生活垃圾堆肥微生物菌剂的草坪耐旱应用提供 技术支撑。
【发明内容】
为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容： 一种垃圾堆肥中耐旱强化复合微生物菌群的制备方法，其特征在于按如下的步骤进 行： (1) 材料：生活垃圾堆肥取自天津市小淀垃圾堆肥厂，垃圾堆肥的pH为7. 62,有机质 含量12. 12 %，全氮量5. 18 %，有效磷含量77. 92 mg ? kg'全钾50. 83 g ? kg'容重0. 85 g ? L'饱和含水量 66. 58 g ? ml/1; (2) 培养基： 1) 富集培养基：牛肉膏5§，蛋白胨1(^，似(：15§，水100〇1111，口117.4-7.6，加15 §琼脂 成固体培养基； 2) 牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏5g，蛋白胨10g，NaCl 5g，水1000ml，pH 7. 0-7. 2,加 15g琼脂成固体培养基； 3) 高氏 I 号培