采用强化垃圾堆肥微生物菌剂提高草皮抗盐性的方法
【专利说明】采用强化垃圾堆肥微生物菌剂提高草皮抗盐性的方法 技术领域
[0001] 本发明属于环境保护技术领域，涉及强化城市生活垃圾堆肥微生物菌剂提高地毯 草皮抗盐性的方法。 【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] 盐渍化土壤在世界各地都有广泛的分布，全世界盐渍化土地面积约为 955X 106hm2,约占陆地总面积的10%。目前，我国有20X 106hm2以上盐碱地和7X 106hm2以 上盐渍化土壤，约占耕地面积的20%。而盐碱逆境胁迫是限制草坪草生长的一个主要环境 因素之一。土壤盐渍化对植物的危害主要表现在抑制植物生长，破坏光合作用功能、造成细 胞膜伤害、保护酶活性降低等。长期以来，盐碱土的改良主要采用的是灌溉排水、施加化学 改良剂或一些矿质肥料和种植耐盐碱的植物。近年来，微生物菌剂在改良盐碱地的应用也 成为了研宄的热点。施用微生物菌剂后盐碱土的细菌总数有所增加，土壤的容重降低明显。 即改善了土壤微生物区系，提高生物活性。有研宄表明对表土层和5cm 土层滨海盐碱土壤 施用活性微生物菌剂，结果表土层硫酸盐含量显著降低，而氯化盐含量下降需要较高菌剂 浓度。5cm 土层硫酸盐升高明显，氯化盐变化较小，最终土壤酸碱度降至中性。这就说明微 生物菌剂可以降低土壤盐碱度，提高养分利用率。总体来看，微生物菌剂在盐渍化土壤中表 现出较好的效果，这充分显示了微生物菌剂在盐碱地改良上的应用潜力。
[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】
： 近年来，微生物菌剂在盐碱地改良中作用的研宄得到不断加强。本本命就是采用逐步 提高NaCl的浓度来强化城市生活垃圾堆肥中的微生物，最终筛选得到制备出的强化耐盐 微生物菌剂。利用所得到的强化耐盐微生物枯草芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉，并 将它们配制成不同浓度的复合微生物菌剂，接种到草皮建植体系中，目的是为筛选强化耐 盐复合微生物菌剂的最适浓度，提高地毯草皮的抗盐性，为地毯草皮在盐碱土基质上的建 植提供技术支撑。
【发明内容】
[0009] 为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容： 一种强化耐盐微生物菌剂，其特征在于，它是由重量份数比为1:1:1的强化枯草芽 孢杆菌、强化赖氨酸芽孢杆菌和强化产黄青霉组成；所述的强化枯草芽孢杆菌、强化赖氨 酸芽孢杆菌和强化产黄青霉指的是采用逐步增加盐浓度的方法逐级驯化得到的耐盐混 合微生物菌群。所述强化枯草芽孢杆菌、强化赖氨酸芽孢杆菌和强化产黄青霉菌落数在 (2.01±0. 13) X109/mL- (2.45±0.07) X 109/mL 之间；其中强化枯草芽孢杆菌的 0D_ nm 值为0. 583,强化赖氨酸芽孢杆菌的0D6(I(I nm值为0. 603。
[0010] 本发明进一步公开了强化耐盐微生物菌剂在提高草皮的抗盐性能方面的应用。特 别是在增加高羊茅地上和地下生物量的积累方面的应用；所述强化耐盐微生物菌剂指的是 稀释100倍的强化耐盐微生物菌剂。还有在增加高羊茅株高，减轻因盐胁迫对植株造成的 伤害方面的应用；所述强化耐盐微生物菌剂指的是稀释100倍的强化耐盐微生物菌剂。
[0011] 本发明更进一步公开了强化耐盐微生物菌剂的制备方法，其特征在于按如下的步 骤进行： (1) 配制盐的浓度（w/w):分别配制NaCl的浓度：0. 5%、1%、1. 5%、2%、2. 5%和3%备用； (2) 在驯化过程中，视0D_增长而逐步提高盐浓度，NaCl的浓度以5g/L