专利名称：一种秸秆发酵复合菌剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于微生物技术领域，涉及一种用于秸秆降解的复合微生物菌剂，该菌剂适用于作物秸秆的腐熟还田，腐熟秸秆速度快，方法易行，操作简便。
发明内容
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆中富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生生物资源。我国作物秸秆资源丰富，数量巨大，种类多样，每年的作物秸秆产出量7 8亿吨。 由于秸秆在短期内不易腐解，利用效率低，除少量用于垫圈、喂养牲畜、部分用于堆怄肥外， 大部分都作为生活燃料烧掉了，即绝大部分秸秆废弃或被焚烧，在种植业为主的地区，作物秸秆已经成为生产中的障碍。所以，焚烧秸秆遍及广大乡村，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秆仅占总量的20%左右，焚烧占 17%，尚有50%未被利用。随着我国农业生产的发展，自20世纪80年代以来，粮食产量大幅提高，秸秆数量也迅速增多，加之农村中省柴节煤技术的推广，以及烧煤和液化气的普及，使农村中有大量剩余的秸秆。面对逐年增加的秸秆，目前还没有特别有效的利用方法。所以，突破北方地区不良气候的条件下，秸秆大规模、快速腐熟还田技术瓶颈是实现我国北方地区秸秆利用亟待解决的问题。选育和利用作物秸秆高效降解微生物菌株，研发高效降解菌剂，建立作物秸秆田间原位生物转化还田技术，通过腐解使之转化为植物所需营养，从而改善土壤结构，成为目前生物肥料的研究热点。本领域有关秸秆发酵菌剂的产品非很少，尚未形成体系，更没有稳定高效秸秆快速降解菌群的生产使用。目前分离的具有纤维素降解能力的细菌较多，其中属于革兰氏阳性菌属(G+)的有噬纤维菌(Cytophaga)，热杆菌属(CaldibacilIus)，芽孢杆菌属 (Bacillus)，生孢嗜纤维菌(Sporacytophga)等；属于革兰氏阴性菌属(G_)的有假单孢菌属O^seudomonas)，欧文氏菌属(Erwinia)，纤维单孢菌属(Cellulomonas)，镰状纤维菌属 (Cellfacicula)等。发酵菌剂中，以嗜热的纤维素分解菌为数较多，而常温(低温)发酵的分解纤维素、木质素、蜡质的微生物菌株或菌群的研究远远落后于生产需要。秸秆快速腐解微生物技术尚未得到有效地解决，限制了秸秆资源的高效利用。
发明内容
本发明为了解决现有技术在秸秆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，提供一种高效秸秆分解复合菌群。本发明的另一个目的是提供一种制备秸秆有机肥料的方法，其使用本发明的秸秆发酵复合菌剂发酵秸秆，得到有机肥料，腐熟还田。本发明的秸秆发酵复合菌剂，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，其制备%
0. 5% -30% ； 1% -30% ； 0. 5% -25%
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， 提高花费利用率，其操作简便，利于生产。本发明是采用如下技术方案实现的一种高效秸秆分解复合菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料原料％原料枯草芽孢杆菌 5%-50%; 黄绿木霉酿酒酵母米曲霉扩张青霉0. -20% ；绿色木霉所述的枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉菌种均采购于中国农业微生物菌种保藏管理中心，或中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，以及其它市售途径。上述菌剂中，所述枯草芽孢杆菌具体可为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) ACCCl1089 或ACCC03338 ；所述黄绿木霉具体可为黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248或 ACCC30909；所述酿酒酵母具体可为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ACCC20160或 ACCC20037；所述米曲霉具体可以为米曲霉(Aspergillusoryzae) ACCC30584 或 ACCC30472 ；所述扩张青霉具体可以为扩张青霉W4 (Penicllium expansum) CGMCC NO. 4077(专利申请 2010102901413)；所述绿色木霉具体可以为绿色木霉CTrichoderma viride) ACCC30166或 ACCC31731。本发明所提供的复合菌剂的组成也可仅由枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉组成。本发明的秸秆发酵复合菌剂优选配比为枯草芽孢杆菌 30% ；黄绿木霉 10% ；酿酒酵母12% ；米曲霉20% ；扩张青霉 18% ；绿色木霉 10%。本发明的微生物复合菌剂可以为液体菌剂，也可以为固体菌剂。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，腐熟秸秆速度快，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，由枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉等多功能菌株构成，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能够在低温条件下加快秸秆快速还田，该菌剂微生物间具有良好的协同效应；对难以降解的玉米、水稻等秸秆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秆腐熟还田，将其转化为高效、安全、环保的生物有机肥。秸秆发酵复合菌剂能快速腐熟农作物秸秆，可在一周左右将田间秸秆迅速腐熟，相对于现有技术的菌剂大大减少了腐熟时间，解决了农作物秸秆还田中存在腐熟慢、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秆还田问题上政府鼓励、农民懈怠的困局。本发明还提供了一种秸秆发酵复合菌剂的制备方法，其中各菌种制备步骤是1、各种菌种的单独扩大培养A、枯草芽孢杆菌的培养将枯草芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到 1. 0-3. OX IO8 个 / 克。B、黄绿木霉、绿色木霉的培养将黄绿木霉、绿色木霉菌种分别接种在马铃薯培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。C、酿酒酵母、扩张青霉的培养酿酒酵母、扩张青霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-3. OX IO8个/克。D、米曲霉培养米曲霉首先在察氏培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。E、将以上枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉所培养的种菌剂按一定的质量比进行搅拌混合，优选以硅藻土 G0-80目)为载体，按照1 3-4 的重量比与菌种培养物搅拌混合。F、干燥将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50°C，干燥后含水量为20-30% ；G、检验、包装按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得微生物菌剂。注，上述步骤中菌种扩大培养的方法及培养基不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到所述要求即可。腐熟还田技术说明秸秆发酵复合菌剂适用于水稻、小麦、玉米等秸秆的还田，可采用直接粉碎平铺或堆腐还田，每亩推荐用量为^g。1、小麦、油菜、玉米秸秆旋耕灭茬腐熟还田技术模式(1)秸秆平铺。上茬作物成熟后采用带粉碎机的收割机收割或将未粉碎的农作物秸秆粉碎为10-15cm，粉碎后的秸秆均勻撒在田间。(2)施用秸秆发酵复合菌剂。耕地前将秸秸秆发酵复合菌剂与适量泥土或底肥拌勻，立即撒施到铺好秸秆的田内。在按当地高产标准施用底肥的同时每亩加施农家粪肥 100-200公斤或尿素3-5公斤或碳铵15公斤调节碳氮比。(3)耕翻灭茬。施秸秆发酵复合菌剂施肥后立即用灭茬旋耕机进行灭茬，将作物秸秆翻埋入耕层土壤内，然后灌水，淹水7-10厘米深，机插秧淹水1-3厘米深。(4)移栽水稻。平整后插秧或抛秧。(5)日常管理。其它施肥及病虫害防治参照高产要求正常进行。2、水稻——小麦(油菜、大豆等)秸秆还田模式(1)秸秆平铺。水稻收获后，将本田秸秆(鲜秸秆)用粉碎机粉碎或用铡草机切断，长度5-20cm，均勻平铺于田面。(2)施用秸秆发酵复合菌剂。每亩用秸秆发酵复合菌剂^cg，用20_30kg细土混勻， 均勻撒施于作物秸秆表面，每亩用粪肥200kg或尿素5-10kg，泼撒于秸秆表面调节碳氮比。(3)翻耕。立即翻耕，将作物秸秆和秸秆发酵复合菌剂等一同翻入地下，深度 10-15cm.，田间含水量以50%为宜，否则在翻埋后及时灌水。(4)后期管理。按常规方式施肥、播种。本发明的优点是能够加快有机质的分解速度，一周左右就能完全分解农作物秸秆还田，秸秆腐解变黑，达到腐熟；同时加速秸秆中营养元素释放，为后期作物的生长提供更多的养分，维持和提高土壤肥力；不影响下茬作物的种植和移栽、有利于种植/移栽茬口时间迁移；且提高土壤有机质，改善土壤理化性质，提高下茬作物单产，下茬作物产量提高 5%以上，可广泛应用于水稻、小麦、油菜，玉米等作物秸秆还田；同时还可以改良土壤，提高肥料利用率，减肥增效，减少富余秸秆的焚烧环境污染，综合效益显著。有效提高我国作物秸秆还田数量，减少污染源，降低农民生产成本，增加经济收入，有力地促进我国农业种植业的可持续发展。
具体实施例方式实施例1 一种用于秸秆发酵的复合菌剂，它由下述重量百分比原料配制而成原料％ 原料％枯草芽孢杆菌 30% ；黄绿木霉 10% ；酿酒酵母12% ；米曲霉20% ；扩张青霉18% ；绿色木霉 10%。所述的枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉菌种均采购于中国农业微生物菌种保藏管理中心，或中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，以及其它任意市售途径购买。其中各菌种制备步骤是1、各种菌种的单独扩大培养A、枯草芽孢杆菌的培养将枯草芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到 1. 0-3. OX IO8 个 / 克。B、黄绿木霉、绿色木霉的培养将黄绿木霉、绿色木霉菌种分别接种在马铃薯培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。C、酿酒酵母、扩张青霉的培养酿酒酵母、扩张青霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-3. OX IO8个/克。D、米曲霉培养米曲霉首先在察氏培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。
E、将以上枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉所培养的菌液按一定的质量比进行搅拌混合，优选以硅藻土 G0-80目)为载体，按照1 3-4的重量比与菌种培养物搅拌混合。F、干燥将混合好的物料进行干燥，干燥温度为20-50°C，干燥后含水量为20-30% ；G、检验、包装按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得微生物菌剂。注，上述步骤中菌种扩大培养的方法及培养基不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到所述要求即可。实施例2 采用实施例1制备的秸秆发酵复合菌剂，实验地点选在天津市大港区太平镇大苏庄村，前茬为早稻。在稻-稻模式下，早稻收获后全量秸秆还田，实行免耕抛秧。试验设4个处理，小区面积20m2 (^iX 5m)左右，小区间筑埂，试验设4次重复，小区处理如下处理1 全量秸秆还田+秸秆发酵复合菌剂；处理2 全量秸秆还田+等量清水；处理3 全量秸秆还田；处理4 无秸秆还田。试验结果分析秸秆颜色变化施秸秆发酵复合菌剂后第3天，从颜色上看，没有施用的基本没变化，稻草较硬。而施用秸秆发酵复合菌剂的稻草表面已有很多黑斑点，明显变黑，稻草已变得柔软。施秸秆发酵复合菌剂第8天从颜色上看，没有施用的刚刚变黑，而使用秸秆发酵复合菌剂已经很黑，从拉断时用力看，没用秸秆发酵复合菌剂的不容易拉断，用秸秆发酵复合菌剂的一碰即断。晚稻产量影响数据显示，不同处理间晚稻产量之间的变化，相对不施稻草的空白处理，施用稻草处理均有一定得增产效果；相对清水对照，使用秸秆发酵复合菌剂的处理1增产效果较为明显，相对增产21. Okg/亩，增产率5. 10%，比水稻不还田小区(处理4)增产7. 0%以上，秸秆还田普遍比空白对照增产，增产幅度在2. 50%以上，桔秆就地还田和清水处理桔秆还田之间增产不显著。实施例3—种用于秸秆发酵的复合菌剂，它由下述重量百分比原料配制而成原料％ 原料％枯草芽孢杆菌 30% ；黄绿木霉 10% ；酿酒酵母12% ；米曲霉20% ；扩张青霉18% ；绿色木霉 10%。上述菌剂中，所述枯草芽孢杆菌具体为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtil is) ACCC11089 ；所述黄绿木霉具体为黄绿木霉CTrichoderma aureoviride)ACCC32248 ；所述酿酒酵母具体为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ACCC20160 ；所述米曲霉具体为米曲霉(Aspergillus oryzae)ACCC30584 ；所述扩张青霉具体为扩张青霉W4 (Penicllium expansum) CGMCC NO. 4077 ；所述绿色木霉具体为绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166。其中各菌种制备步骤是 1、各种菌种的单独扩大培养
A、枯草芽孢杆菌的培养将枯草芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到1. 0-3. OX IO8 个 / 克。B、黄绿木霉、绿色木霉的培养将黄绿木霉、绿色木霉菌种分别接种在马铃薯培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。C、酿酒酵母、扩张青霉的培养酿酒酵母、扩张青霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-3. OX IO8个/克。D、米曲霉培养米曲霉首先在察氏培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1. 0-5. OX IO7个/克。E、将以上枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、黄绿木霉、扩张青霉、绿色木霉所培养的种菌剂按一定的质量比进行搅拌混合，优选以硅藻土 G0-80目)为载体，按照1 3-4的重量比与菌种培养物搅拌混合。F、干燥将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50°C，干燥后含水量为20-30% ；G、检验、包装按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得微生物菌剂。注，上述步骤中菌种扩大培养的方法及培养基不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到所述要求即可。实施例4采用实施例3制得的秸秆发酵复合菌剂，实验地点选在天津市大港区太平镇大苏庄村，主要轮作模式为早稻-晚稻-油菜，早稻收获后全量秸秆还田，实行免耕抛秧。供试作物为杂交水稻。试验结果水稻收获后将秸秆铺于实验田中，添加秸秆发酵复合菌剂的实验田按照每亩施用2kg实施例3制备的菌剂，对照组则不用秸秆发酵复合菌剂，然后灌水，观察秸秆腐熟变化情况表1不同处理的秸秆腐熟情况
权利要求
1.一种秸秆发酵复合菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)5% -50% ；黄參录木霄(Trichoderma aureoviride)0. 5% -30% ； 酉良(Saccharomyces cerevisiae) 1 % -35% ； 米曲霉(Aspergillus oryzae) 1% -30% ； 扩张青霉(Penicllium expansum)0. 1% -20% ； 绿色木霉(Trichoderma viride)0. 5% -25%
2.根据权利要求1所述的一种秸秆发酵复合菌剂，其由下述重量百分比原料配制而成枯草芽孢杆菌 30% ；黄绿木霉 10% ； 酿酒酵母12% ；米曲霉 20% ；扩张青霉18% ；绿色木霉 10%。
3.根据权利要求1或2所述的一种秸秆发酵复合菌剂，其特征在于所述枯草芽孢杆菌具体为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC11089或ACCC03338 ；所述黄绿木霉具体为黄绿木霉(Trichoderma aureoviride) ACCC32248或ACCC30909 ；所述酿酒酵母具体为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ACCC20160 或 ACCC20037 ；所述米曲霉具体为米曲霉(Aspergillus oryzae)ACCC30584或ACCC30472 ；所述扩张青霉具体为扩张青霉 W4(Penicllium expansum)CGMCC Ν0· 4077 ；所述绿色木霉具体为绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166 或ACCC31731。
4.权利要求1-3任一菌剂在制备秸秆有机肥料中的应用。
5.一种制备秸秆有机肥料的方法，是用权利要求1-3任意所述菌剂发酵秸秆，得到秸秆有机肥料。
6.由权利要求5所述方法制备的秸秆有机肥料。
全文摘要
本发明涉及一种秸秆发酵复合菌剂，它由下述重量百分比原料配制而成枯草芽孢杆菌30％，黄绿木霉10％，酿酒酵母12％，米曲霉20％，扩张青霉18％，绿色木霉10％。本发明的菌剂能够加快有机质的分解速度，一周左右就能完全分解农作物秸秆还田，秸秆腐解变黑，达到腐熟；同时加速秸秆中营养元素释放，为后期作物的生长提供更多的养分，维持和提高土壤肥力，提高土壤有机质，改善土壤理化性质，下茬作物产量提高5％以上，可广泛应用于水稻、小麦、玉米等作物秸秆还田。
文档编号C12R1/125GK102391948SQ201110257840
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者单茂莹 申请人:单茂莹