一种促进秸秆降解的环保制剂产品的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于农业微生物在处理农作物秸杆上的应用领域，具体涉及一种促进秸杆 降解的环保制剂产品。
【发明内容】
[0003] 我国是农业大国，农作物资源总量总体呈不断增长趋势，有研究表明，至2015年我 国主要农作物秸杆产量将达到9亿吨左右。农作物秸杆中含有一定量的碳、氮、磷、钾、钙、硅 等多种元素，同时含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等有机物质。秸杆中含有 可供动植物利用的大量的营养成分，研究表明，猜杆中含碳量约为40%~60%，水稻猜杆中 含氮量约为0.60%、含磷量约为0.09%，小麦猜杆含氮量约为0.50%、含磷量约为0.03%， 大豆秸杆含氮量约为1.93%、含磷量约为0.03%，是具有综合利用价值的可再生生物资源。 然而，我国没能充分利用这一宝贵的生物资源，2009年，我国直接用作生活燃料的秸杆约占 总量的20 %，肥料直接还田约占15 %，饲料约占15 %，工业原料约占2 %，废弃或露天焚烧的 部分高达33 %。大量的秸杆被随便堆砌或直接焚烧，不仅占用土地，污染环境，并造成生物 质能源的严重浪费。另外，由于化学肥料的成本较高，且易引起水体污染、土壤板结，进一步 吸引人们对生物质肥料的研究。长期以来，农作物秸杆的处理问题一直是令广大农民和各 级政府倍感头疼的问题，过去由于开发利用技术的缺乏、市场信息闭塞以及农民秋耕播种 时间短暂等原因，绝大多数秸杆被废弃于河道、路旁腐烂或在田间被直接焚毁，不但堵塞河 道和道路交通，而且严重污染了环境并造成资源的巨大浪费。
[0004] 在种植业为主的地区，作物秸杆已经成为生产中的障碍。所以，焚烧秸杆遍及广大 乡村，由此引起环境污染与有机资源的严重浪费。据统计，全国用作还田和有机肥料的作物 秸杆仅占总量的20%左右，焚烧占17%，秸杆燃烧后主要产物为二氧化碳，一氧化碳，二氧 化硫等有害气体，这些气体进入大气后造成严重的环境污染。每到收获季节农村出现"村村 点火，处处冒烟"的景象，秸杆焚烧有四大坏处:一是浪费资源，导致大量有机物不能回田； 二是严重污染环境;三经常引发火灾和交通事故；四破坏农田生态系统物质循环，造成土壤 肥力下降。
[0005] 秸杆含有大量可利用元素，是最大的固体废弃物养分资源。因此，通过微生物接种 技术强化秸杆腐熟，对农作物秸杆的资源化利用显得极为重要。微生物对纤维素的降解是 通过分泌到胞外的游离纤维素酶，以水解酶机制和氧化酶机制降解纤维素。利用微生物可 将纤维素最终分解成为二氧化碳和水，而通过微生物自身的生长又可产生大量的菌体蛋 白，目前农作物秸杆降解剂往往存在腐熟菌剂单一、功能性菌株偏少、周期长、效果不彻底 的缺点，对下一茬农作物没有起到很好的抗病促生的效果，因此运用微生物法处理秸杆，可 以大幅度提高其营养价值，具有许多无可比拟的优点。选育和利用作物秸杆高效降解微生 物菌株，研发高效降解菌剂，建立作物秸杆田间原位生物转化还田技术，是目前国内外重要 发展趋势之一。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供了一种促进秸杆降解的环保制剂产品，其特征在于它由可分 解木质素、纤维素、蛋白质、抗病和菌肥多种功能的多种菌株复合而成，解决现有技术在秸 杆发酵降解过程中所利用的微生物菌剂种类单一、分解能力弱、纤维素总降解率低以及发 酵周期长等问题。
[0008] 本发明的另一个目的是提供一种秸杆降解的环保方法，其使用本发明的环保制剂 产品发酵秸杆，得到有机肥料，腐熟还田。
[0009] 本发明是采用如下技术方案实现的： 一种促进秸杆降解的环保制剂产品，所述环保制剂产品包括复合微生物菌剂和辅料； 所述辅料可为固体辅料和/或液体辅料。所述固体辅料为矿物材料、生物材料和/或高 分子化合物;所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石、草炭土和硅 藻土中的至少一种;所述生物材料为各类作物的秸杆、松壳、稻草、花生壳、玉米粉、豆粉、淀 粉、草炭和动物的粪便中的至少一种;所述高分子化合物为聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液 体辅料可为有机溶剂、植物油、矿物油或水;所述有机溶剂为癸烷和/或十二烷。所述粘土具 体可为凹凸棒粘土。所述凹凸棒粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土矿物，主要化学 成分是水合镁铝硅酸盐，含有1(、似、0 &、？6)1、1%、111、11等元素，具有独特的分散能力和吸 附能力。
[0010]经过试验验证，最终选择所述辅料由下述原料组成：凹凸棒土、娃藻土、草炭土。 [0011 ]优选地，所述辅料由凹凸棒土、娃藻土、草炭土按照重量比1:3:7混合而成； 所述复合微生物菌剂和辅料按照1:4的重量比混合制备环保制剂产品； 所述复合微生物菌剂的制备方法如下:将黄绿木酶、赭绿青霉、胶冻样芽孢杆菌、鞘氨 醇单胞菌、地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、酿酒酵母分别培养至浓度为1 X 1〇8个/ml的菌液，然 后按照4:3:2:7:1:3:2的体积比混合，即得； 所述黄绿木酶为黄绿木酶(Trichoderma aureoviride)ACCC32248; 所述赭绿青霉为(penicillium ochrochlorron)Y5,其保藏号为C GMC C N 0 .43 90(参见 CN102174411); 所述胶冻样芽孢杆菌具体可为胶冻样芽孢杆菌(Bacil lus mucilaginosus)CGMCC N0.3769(SMCN102070364); 鞘氨醇单胞菌优选为（Sphingomonas sp.) CGMCC NO.4589(参见CN102168054A) 所述地衣芽抱杆菌具体为地衣芽抱杆菌(Bacil lus lichen if ormis)CGMCC NO. 2276; (参见CN101215537A); 所述奠产喊杆菌为奠产喊杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC 31555; 所述酿酒酵母优选为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No:M 208110 (CN1014：M911 公开使用）； 本发明的环保制剂产品，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，其制备方法简便， 方法易行，由于在处理的过程中物料得到彻底腐熟，产生大量功能微生物以及多种代谢产 物如植物激素、抗生素等，从而刺激作物生长发育，提高土壤养分，改良土壤结构，其操作简 便，利于生产。
[0012] 本申请发明人经过多年创造性劳动，经过大量筛选试验，对菌株进行合理配伍，获 得的菌剂配方合理，使用方便，腐熟秸杆速度快，采用现代微生物发酵工程技术，将筛选培 养的多种能够高效产生纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶的功能菌株组合培养而成为一种 复合微生物菌剂，将黄绿木酶、赭绿青霉、胶冻样芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、地衣芽孢杆菌、 粪产碱杆菌、酿酒酵母分别培养至浓度为IX 1〇8个/ml的菌液，然后按照4:3:2:7:1:3:2的 体积比混合，多功能菌株构成，具有菌株组合新、结构稳、酶活强、菌数高等特点。本发明提 供的复合微生物菌剂加快秸杆发酵，该菌剂微生物间具有良好的协同效应;对难以降解的 玉米、水稻等秸杆具有高效的降解性能，尤其是在低温条件下;适应外界环境能力强;该菌 剂主要应用于农业种植中作物秸杆腐熟还田，将其转化为高效、安全、环保的生物有机肥。
[0013] 上述环保制剂产品在制备提高农作物秸杆分解率和/或提高农作物秸杆中纤维素 分解率和/或提高农作物秸杆中半纤维素分解率和/或提高农作物秸杆中木质素分解率的 产品中的应用也属于本发明的保护范围。
[0014] 本发明的环保制剂产品能快速腐熟农作物秸杆，可在一周左右将田间秸杆迅速腐 熟，相对于现有技术的菌剂大大减少了腐熟时间，解决了农作物秸杆还田中存在腐熟慢、还 田难的问题，提高了土壤有机质含量，起到了 "用地养地"的作用，破解了长期以来在秸杆还 田问题上政府鼓励、农民懈怠的困局。
[0015] 本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 (CGMCC)以及美国模式培养物集存库(ATCC)购买得到。
[0016] 本发明