專利名稱：小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的堆肥無害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及致病性微生物的無害化處理方法，尤其是針對小麥矮腥黑穗病菌 (Tilletia controversa Kiihn，TCK)的堆肥微生物發(fā)酵處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
小麥矮腥黑穗病菌(TCK)是一種危害性極大的植物檢疫性病菌，該病菌可導(dǎo)致麥類減產(chǎn)20 % 75 %，疫情暴發(fā)流行年份甚至可導(dǎo)致麥類絕產(chǎn)。散落在田間的TCK菌癭的存活力可長達10年之久，經(jīng)過動物消化道的TCK冬孢子也有高達64%的萌發(fā)率(《小麥矮化腥黑穗病》中國農(nóng)業(yè)出版社，2002 :36)。被TCK侵染的秸稈、麥麩等產(chǎn)品，如果不進行TCK滅活處理，一旦形成侵染源，或隨著作物的不停輪作，TCK在田間逐年累積增加，在單位面積形成相當高的病菌密度，TCK引發(fā)的病害就會越來越嚴重。另一方面，每年秋收季節(jié)，因焚燒秸稈產(chǎn)生的濃濃“狼煙”，不僅對環(huán)境造成了極大的破壞，還浪費了秸稈資源?，F(xiàn)有技術(shù)中，輻照處理、藥劑熏蒸、熱力滅菌是現(xiàn)在處理TCK冬孢子常用的方法(Y射線對小麥矮腥黑穗病菌的滅活效應(yīng).植物檢疫，1994,8(3) :154-156;等離子體對小麥矮腥黑粉菌處理效果的掃描電鏡觀察.植物病理學(xué)報，2008,38 ) =208-210 ； Electron beam irradiation effects on wheat quality, seed vigor, and viability andpathogenicity of teliospores of Tilletia controversa and T. tritici.Plant disease. 1995,79(6) :586-589 ；環(huán)氧乙烷熏蒸小麥矮腥黑粉菌應(yīng)用技術(shù)的研究.植物保護學(xué)報，1989,16 ) :234-237;溴甲烷及其混劑殺滅小麥矮腥黑穗病菌的研究.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，31 (3) :71-76;小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的熱力滅菌研究.北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報， 1994,9(2) :20- )。但是輻照處理受電子束穿透能力及裝置靈活性的影響，未能廣泛應(yīng)用； 藥劑處理會對環(huán)境造成一定的破壞，實際應(yīng)用受到影響；熱力處理法處理后小麥品質(zhì)下降。 采用上述三種方法處理攜帶大量TCK的麥類產(chǎn)品有一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種綜合方案，對TCK侵染的秸稈、麥麩等產(chǎn)品，采用一種安全有效、環(huán)境友好、經(jīng)濟可行、可轉(zhuǎn)化再應(yīng)用的無害化處理方法。本發(fā)明所述的小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的堆肥無害化處理方法是將待處理原料堆肥處理6天以上，發(fā)酵過程中堆料溫度55 士 5°C，濕度65 士 5%，pH8. 5 9. 5。優(yōu)選的技術(shù)方案中，待處理原料含水量60 70wt%，C/N為30 40 ；更為優(yōu)選的，使用牛糞與稻草的混合物為原料，具體地是將粉碎后的稻草混入新鮮的牛糞，加入量與混合物的C/N值有關(guān)，以該值為30 40為宜。由于環(huán)境溫度會影響堆體內(nèi)部溫度的變化，并且堆體內(nèi)部各部分溫度會有差異， 考慮到微生物滅活和腐殖質(zhì)形成所需的條件，本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案是在環(huán)境溫度5 25 °C條件下，堆肥處理10 40天。本發(fā)明的技術(shù)方案是一個無害化與再利用的綜合技術(shù)方案，堆肥處理的最終目的是獲得無TCK污染的肥料原料。鑒于此，除了最終有害微生物的滅活結(jié)果以外，堆肥過程中需要控制堆體的多種參數(shù)，以避免最終所得產(chǎn)品不能被用作肥料。包括溫度50 60°C，濕度60% 70%，pH8. 5 9. 1。最終完成堆肥發(fā)酵的標準是，堆料的終末C/N與初始C/N的比值不超過0.6。本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案包括如下步驟①選取作為堆肥原料的牛糞，并摻入稻草使原料的C/N為30 40，并調(diào)節(jié)堆肥原料的含水量至60 70wt% ；②將堆肥原料置于堆肥箱中，在環(huán)境溫度5 25°C條件下靜態(tài)堆肥發(fā)酵，該過程中監(jiān)測堆體內(nèi)部溫度，當升溫至50 60°C后，該溫度下維持10 40天；③檢測堆體C/N值，當終末C/N與初始C/N的比值低于0. 6后停止發(fā)酵。本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，優(yōu)選使用的發(fā)酵工具是堆肥箱，所述堆肥箱需要能遮擋雨雪，但不影響通風，并且箱體底部最好有可以用于吸收發(fā)酵滲出液的部件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)選用適當?shù)亩逊氏洹Ｔ谏鲜霰景l(fā)明的條件下，發(fā)明人推薦使用尺寸是180 X 120 X IOOcm的堆肥箱，在該尺寸下，操作及堆體條件的監(jiān)控容易實現(xiàn)。更為具體的，可以是木制或樹脂的無底有蓋堆肥箱，堆肥發(fā)酵過程中，蓋子疏松地掩蓋在堆肥箱上， 既能遮風擋雨，又不影響堆體與外界的氣體交換。堆肥箱底部墊有20cm的稻草層，用以吸收發(fā)酵過程的滲出液，便于對堆體濕度進行有效的監(jiān)控及調(diào)整。為了有效地保留堆料中的有益成分及有益菌，堆肥發(fā)酵的溫度最好不超過60°C， 當堆體內(nèi)部溫度超過60攝氏度時，翻堆降溫，使溫度保持在50 60°C范圍內(nèi)。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案利用堆肥過程中產(chǎn)生的高溫殺死病原菌、雜草種子、蟲卵等。此外，堆體中的土壤微生物可以降解纖維素、木質(zhì)素等植物的重要組成部分，轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物可以作為肥料，不僅保護環(huán)境，提高土壤肥力，增加土壤持水能力，還可以減少有機材料的體積、氣味和病原菌，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。如無特殊說明，本發(fā)明所使用的TCK菌癭采集于2009年，由新疆出入境檢驗檢疫局提供。實施例11.堆肥體系的建立及理化參數(shù)的檢測收集大連市某牛場的新鮮牛糞，測得牛糞初始C/N比為19，加入1/4牛糞體積的粉碎后的稻草調(diào)整堆料C/N為35，晾曬并混合均勻。調(diào)整含水量為65%成為適宜堆料。將堆料裝入堆肥箱內(nèi)，進行靜態(tài)堆肥發(fā)酵。所使用的堆肥箱無底有蓋，外部尺寸長180X寬 120X高100cm，壁厚10cm，箱底墊有20cm稻草層。發(fā)酵過程中，蓋子疏松地掩蓋在堆肥箱上，既能遮風擋雨，又不影響堆體與外界的氣體交換。將裝有TCK菌癭樣本的小管多點、均勻排布地埋放在堆體中，在堆體中設(shè)多個熱電偶，檢測堆肥溫度。并于堆肥后的0(1、2(1、4(1、6(1、10(1、14(1、18(^6(1、32(1、40(1，多點抽取堆料樣本，檢測發(fā)酵堆料的PH值、水分和C/N值。具體操作方法稱取2g堆料樣本，放入50mL 試管中，加入18mL蒸餾水，放置在漩渦振蕩器上震蕩5min，靜止30min，之后用pH計測量上清的PH值。采用冷凍干燥法，測定水分。將冷凍干燥后的堆料樣本研磨均勻，檢測C/N值。堆肥過程中控制堆體溫度50 60°C，濕度60% 70%，pH8. 5 9. 1。2.堆體中TCK冬孢子樣本萌發(fā)率的檢測分別于2d、4d、6d、10d、14d、18dJ6d、32d、40d時取樣檢測TCK冬孢子的萌發(fā)率，并
設(shè)置未經(jīng)堆肥無害化處理的TCK菌癭樣本為對照組。TCK冬孢子的萌發(fā)率的檢測方法為從埋入堆體的菌癭樣本中取出冬孢子，加適量無菌水制成冬孢子懸浮液，均勻地涂在WA培養(yǎng)基(水瓊脂培養(yǎng)基瓊脂30g，蒸餾水 IOOOmL)上，每個視野50個冬孢子為宜。涂有TCK冬孢子的平板置于4°C，在連續(xù)光照的條件下培養(yǎng)，3周后開始觀察，分別在第6周、8周和12周計算TCK冬孢子的萌發(fā)率。每個檢測樣本設(shè)置3個平行，萌發(fā)率取其平均值。先菌絲的長度大于或等于TCK冬孢子的直徑時視為萌發(fā)。檢測結(jié)果如表1所示。表 1
取樣時間(天)
在不同培養(yǎng)時間下TCK冬孢子的萌發(fā)率
第6周
第8周
第12周
對照69.75%89.35%無法計數(shù)215.90%22.25%30.67%405.12%7.28%609.34%15.48%10-40000由表1的結(jié)果可見，對照組未經(jīng)本發(fā)明的方法堆肥處理的TCK冬孢子在培養(yǎng)第8 周以上時幾乎全部萌發(fā)，也表明實驗中所使用的TCK冬孢子的活性非常高，具有很強的侵染能力。在堆肥處理后的第2天，樣本中TCK冬孢子的萌發(fā)率就大大下降；培養(yǎng)第6周時只有少量萌發(fā)，培養(yǎng)第12周觀察時僅有30. 67%的冬孢子存活。在堆肥處理第4天和第6天時，TCK冬孢子在培養(yǎng)6周后都未出現(xiàn)萌發(fā)現(xiàn)象，直到培養(yǎng)第8周和第12周觀察時才有部分萌發(fā)。在堆肥處理第10d、14d、18dJ6d、32d、40d的TCK冬孢子，經(jīng)培養(yǎng)觀察均無萌發(fā)現(xiàn)象，這表明TCK冬孢子已完全失去活性。證明本發(fā)明的技術(shù)方案可以有效地滅活TCK冬孢子。3.堆料中C/N的檢測結(jié)果卞艮 M Morel ^ M il (Methods for the evaluation of the maturity of municipal refusecompost. [M]//Gasser T K R. Composting of agriculture and other wastes. London&NewYork :Elsevier Applied Science Publish, 1985 :56-72),米用 T = (終點C/N) / (初始C/N)來評價垃圾類堆肥的腐熟度，當T值小于0. 6且變化很小時，堆肥達到腐熟。本實施例中，堆料的原料之一的牛糞初始C/N比為19，加入1/4牛糞體積的粉碎后
5的稻草調(diào)整堆料C/N為35，通過對堆肥發(fā)酵過程堆體C/N的監(jiān)測，堆肥第2天，C/N比顯著下降，隨后則比較平穩(wěn)，本研究堆肥結(jié)束時T值為0. 58，說明堆肥40d時，堆料已經(jīng)達到腐熟，可以作為肥料使用。
權(quán)利要求
1.小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的堆肥無害化處理方法，其特征在于是將待處理原料堆肥發(fā)酵6天以上，發(fā)酵過程中堆料溫度55 士 5°C，濕度65 士 5%，pH8. 5 9. 5。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的原料含水量60 70wt%，C/N為30 40。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的原料為牛糞與稻草的混合物。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于環(huán)境溫度5 25°C條件下，堆肥處理10 40天。
5.權(quán)利要求1所述的方法，包括如下步驟①選取作為堆肥原料的牛糞，并摻入稻草使原料的C/N為30 40，并調(diào)節(jié)堆肥原料的含水量至60 70wt% ；②將堆肥原料置于堆肥箱中，在環(huán)境溫度5 25°C條件下靜態(tài)堆肥發(fā)酵，該過程中監(jiān)測堆體內(nèi)部溫度，當升溫至55士5°C后，該溫度下維持6天以上；③檢測堆體C/N值，當堆料的終末C/N與初始C/N的比值低于0.6后停止發(fā)酵。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的堆肥箱尺寸是180X 120 X 100cm。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的步驟②中，當堆體內(nèi)部溫度超過60攝氏度時，翻堆降溫，使溫度保持在50 60°C范圍內(nèi)。
全文摘要
一種小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的堆肥無害化處理方法，是將待處理原料堆肥處理6天以上，其中原料含水量60～70wt％，C/N為30～40，堆體內(nèi)部溫度50～60℃。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案利用堆肥過程中產(chǎn)生的高溫殺死病原菌、雜草種子、蟲卵等。此外，堆體中的土壤微生物可以降解纖維素、木質(zhì)素等植物的重要組成部分，轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物可以作為肥料，不僅保護環(huán)境，提高土壤肥力，增加土壤持水能力，還可以減少有機材料的體積、氣味和病原菌，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
文檔編號C05F11/08GK102358707SQ20111022439
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者曹際娟 申請人:曹際娟