一種利用牛糞和秸稈快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的方法及有機肥添加劑的應用的制作方法
【專利摘要】一種利用牛糞和秸稈快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的方法及有機肥添加劑的應用，本發(fā)明要解決東北地區(qū)由于平均氣溫較低，秸稈長時間得不到腐解，土地質量下降顯著，影響耕地質量和作物生長，以及畜禽糞便中抗生素破壞土壤生物多樣性降低的問題。本發(fā)明的步驟為：一、堆肥原料：將牛糞和秸稈混合后制作堆肥；二、堆置溫度：置于4～12℃堆置；三、培養(yǎng)菌源。本發(fā)明的有機肥添加劑是作為添加劑用于制備低溫地區(qū)使用的有機肥，其中，有機肥添加劑的馴化日均溫度為4～12℃。本發(fā)明方法能夠制備出在東北低溫地區(qū)使用的有機肥；并降低堆肥中的纖維素和四環(huán)素；本發(fā)明使用的原材料為農牧廢棄物，節(jié)約資源、保護環(huán)境且操作簡單、成本低廉。
【專利說明】一種利用牛糞和秸稈快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加 劑的方法及有機肥添加劑的應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種以農牧廢棄物牛糞和秸桿為主要原料的快速制備低溫地區(qū)使用 的有機肥添加劑的方法及應用。

【背景技術】
[0002] 東北地區(qū)是我國重要的商品糧和畜牧業(yè)生產基地，針對本區(qū)存在長期施用單一化 肥導致土壤肥力持續(xù)下降和大量剩余秸桿、畜禽糞便難以用于培肥地力的矛盾。將農牧剩 余物轉化為能夠改善土壤質量的有機肥，對于提高土壤有機質、改善農村生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖 業(yè)畜禽糞便污染等問題有重要作用。
[0003] 秸桿是籽粒收獲后耕地上重要的農業(yè)廢棄物，也是土壤有機質的主要來源，由于 秸桿中木質纖維素占干重的40% -60%，且木質纖維素分子的連接鍵在25°C干燥、避光下 半衰期是4. 7 X 106年，自然狀態(tài)下極難分解，導致我國年均5. 5 X 108t的秸桿只能就地丟棄 或焚燒，不能歸還土壤。大量待分解的秸桿不僅占用耕地還限制營養(yǎng)元素歸還土壤，而且焚 燒產生的煙塵影響生態(tài)環(huán)境和人類健康。因此，如何將秸桿變廢為寶是實現(xiàn)環(huán)境保護和農 業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。盡管近年來，秸桿還田作為一種農業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術得到重視， 機收和機耕的普及使得秸桿粉碎直接還田面積越來越大，但黑龍江省由于年均氣溫較低， 秸桿長時間得不到腐解，土地質量下降顯著，影響本地區(qū)的耕地質量和作物生長。如何加速 本地區(qū)秸桿腐解，使其快速培肥土壤已成為亟待解決的重大課題。
[0004] 微生物的協(xié)同作用能夠將復雜的木質纖維素資源轉化為細胞可以吸收利用的小 分子物質及腐殖質，同時釋放co 2、H20和能量。微生物分解有機物的能力取決于它們所分 泌的纖維素復合酶的能力。底物越復雜所需要的酶系統(tǒng)也越廣泛和越具綜合性。人工純培 養(yǎng)的微生物分泌的單一酶，不僅難以直接分解秸桿，而且純菌株存在抵抗力弱、受外界環(huán)境 影響大等不足，限制了其在實際生產中的應用。農業(yè)廢棄物中含有大量木質纖維素，木質 纖維素的主要成分在堆肥過程中較難生物降解，限制著堆肥的腐熟進程。本研究通過馴化 有機肥菌劑的方法在低溫條件下馴化菌劑，為加快有機肥中木質纖維素轉化和縮短發(fā)酵進 程提供可能。人為馴化的混合菌劑具有適應性強、抗逆性強、分解效果顯著等優(yōu)勢。但以很 多菌群均需要在高溫條件才表現(xiàn)出較強的活性，在常溫狀態(tài)下難以應用。本項發(fā)明突破纖 維素分解菌依賴高溫的局限，采用長期在室溫條件下馴化菌群的方式提高菌劑低溫馴化能 力，最終獲得在室溫條件下具備高效轉化木質纖維素能來的菌群。菌群在室溫條件下具備 高效的轉化秸桿能力是其能夠直接應用于生產實踐的必要條件。
[0005] 人工添加菌劑可以調節(jié)農牧廢棄物內的菌群結構、縮短發(fā)酵周期。用菌劑水解農 牧廢棄資源是近年來研究的熱點，研究表明，無論是通過人為組合的混合菌群還是馴化篩 選得到的復合菌群，對農牧廢棄物轉化能力都明顯高于純菌。本研究以挖掘秸桿、糞便常溫 狀態(tài)下自然分解過程中原料內土著微生物群體功能為特色，并利用土著微生物具有適應性 強，菌群具有抗逆性強的優(yōu)勢，以秸桿、糞便作為原料，對土著微生物群進行長期定向篩選 和馴化，獲得適合東北地區(qū)的功能性強、組成穩(wěn)定的轉化特定物料的菌群。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決東北地區(qū)由于平均氣溫較低，秸桿長時間得不到腐解， 土地質量下降顯著，影響耕地質量和作物生長，以及大量抗生素會隨著動物糞肥施入土壤 而進入到土壤環(huán)境中，現(xiàn)有低溫地區(qū)沒有能夠同時分解纖維素和抗生素的有機肥的問題， 而提供一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的方法及有機肥添加 劑的應用。
[0007] 本發(fā)明的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的方法，它 是按照以下步驟進行的：
[0008] 一、堆肥原料：
[0009] 將秸桿切碎成8?12cm的麥秸，然后與牛糞按3:1體積比例均勻混合，得堆體， 向堆體上均勻噴灑濃度為50mg/Kg的四環(huán)素，使堆體的C/N比為1 : (25?30)，水分含量為 55%?60% ;然后將堆體置于發(fā)酵槽內進行發(fā)酵；堆體溫度上升到50°C開始人工翻堆，高 溫期每2d翻堆1次，溫度下降到35°C后每5d翻1次，溫度降到室溫后，則堆肥結束；其中， 所述的高溫期的溫度為50°C以上；所述的發(fā)酵槽置于4?12°C的室外進行堆置；
[0010] 二、以步驟一得到的堆肥為菌源，按體積比為5%的接種量接種至含有濾紙條的 400mL PCS培養(yǎng)基中進行馴化培養(yǎng)，然后在溶氧量為0. 07?0. 16mg/L的條件下，室溫下靜 止培養(yǎng)；
[0011] 三、培養(yǎng)菌源
[0012] 待步驟二中的培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條完全分解時，取培養(yǎng)瓶內的培養(yǎng)液作為種子 液，按體積比為5%的接種量接種到新配制的含有濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，進行繼代培養(yǎng)， 篩選出液面下濾紙條分解速度最快的種子液；取濾紙條分解速度最快的種子液按體積比 為5%的接種量接種到新配制的含濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，繼續(xù)進行繼代培養(yǎng)；在繼代培 養(yǎng)20?29代時，篩選出培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條分解速度最快的一瓶，收集培養(yǎng)液，將其與 上述濾紙條分解速度最快的種子液的剩余液混合，得混合后的培養(yǎng)液；然后將混合后的培 養(yǎng)液按體積比為5%的接種量接種到新配制的含濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，繼續(xù)繼代培養(yǎng)； 培養(yǎng)到第30代，篩選出分解培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條的分解速度最快的一瓶，收集培養(yǎng)物， 即為有機肥添加劑；其中，PCS培養(yǎng)基組分為：每1L培養(yǎng)基中含有5. 0g蛋白胨、4. OgNaCl、 3. 0gCaC03、1. 0g酵母粉、0. 025g四環(huán)素、50g取汁去除草屑的牛糞和lg的水稻秸桿。
[0013] 本發(fā)明的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的應用， 它是作為添加劑用于制備低溫地區(qū)使用的有機肥，其中，有機肥添加劑的馴化日均溫度為 4 ?12。。。
[0014] 本發(fā)明所述的低溫地區(qū)的日均溫度為4?12°C。
[0015] 本發(fā)明包含以下有益效果：
[0016] 采用本發(fā)明的方法能夠制備出在東北低溫地區(qū)使用的有機肥，其是以農牧廢棄物 牛糞和秸桿為主要原料的快速生產有機肥；
[0017] 本發(fā)明的方法可以降低堆肥中的纖維素和四環(huán)素。
[0018] 本發(fā)明的方法所使用的原材料為農牧廢棄物，節(jié)約資源、保護環(huán)境且操作簡單、成 本低廉。本發(fā)明方法制備的有機肥對農作物生長有促進作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為實施例1中定期對四環(huán)素的濃度變化進行測定曲線圖；其中，A為未添加菌 液的對照組測定曲線，B為GK測定曲線，C為未添加四環(huán)素的對照組測定曲線；
[0020] 圖2為實施例2中纖維素、半纖維素、木質素的測定柱狀圖；其中：

【權利要求】
1. 一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的方法，其特征在于它 是按照以下步驟進行的： 一、 堆肥原料： 將秸桿切碎成8?12cm的麥秸，然后與牛糞按3:1體積比例均勻混合，得堆體，向堆體 上均勻噴灑濃度為5〇11^/敁的四環(huán)素，使堆體的(：/^比為1:(25?30)，水分含量為55%? 60% ;然后將堆體置于發(fā)酵槽內進行發(fā)酵；堆體溫度上升到50°C開始人工翻堆，高溫期每 2d翻堆1次，溫度下降到35°C后每5d翻1次，溫度降到室溫后，則堆置結束；其中，所述的 高溫期的溫度為50°C以上；所述的發(fā)酵槽置于4?12°C的室外進行堆置； 二、 以步驟一得到的堆肥為菌源，按體積比為5%的接種量接種至含有濾紙條的400mL PCS培養(yǎng)基中進行馴化培養(yǎng)，然后在溶氧量為0. 07?0. 16mg/L的條件下，室溫下靜止培 養(yǎng)； 三、 培養(yǎng)菌源 待步驟二中的培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條完全分解時，取培養(yǎng)瓶內的培養(yǎng)液作為種子液， 按體積比為5%的接種量接種到新配制的含有濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，進行繼代培養(yǎng)，篩選 出液面下濾紙條分解速度最快的種子液；取濾紙條分解速度最快的種子液按體積比為5% 的接種量接種到新配制的含濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，繼續(xù)進行繼代培養(yǎng)；在繼代培養(yǎng)20? 29代時，篩選出培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條分解速度最快的一瓶，收集培養(yǎng)液，將其與上述濾紙 條分解速度最快的種子液的剩余液混合，得混合后的培養(yǎng)液；然后將混合后的培養(yǎng)液按體 積比為5 %的接種量接種到新配制的含濾紙條的PCS培養(yǎng)基中，繼續(xù)繼代培養(yǎng)；培養(yǎng)到第30 代，篩選出分解培養(yǎng)瓶內液面下濾紙條的分解速度最快的一瓶，收集培養(yǎng)物，即為有機肥添 加劑；其中，PCS培養(yǎng)基組分為：每1L培養(yǎng)基中含有5. 0g蛋白胨、4. 0gNaCl、3. 0gCaC03、l. 0g 酵母粉、0. 025g四環(huán)素、50g取汁去除草屑的牛糞和lg的水稻秸桿。
2. 根據權利要求1所述的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加 劑的方法，其特征在于步驟三中的有機肥添加劑包含厚壁菌門、擬桿菌門和變形菌門。
3. 根據權利要求1所述的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加 劑的方法，其特征在于步驟一中所述的發(fā)酵槽置于4?12°C的室外進行堆置。
4. 根據權利要求1所述的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加 劑的方法，其特征在于步驟一中所述的堆體上部長為2. 0m、下部長為3. 0m、高為1. 0m。
5. 根據權利要求1所述的一種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加 劑的方法，其特征在于所述的濾紙條為〇. 6X0. 2cm的濾紙條。
6. -種利用牛糞和秸桿快速制備低溫地區(qū)使用的有機肥添加劑的應用，其特征在于 它是作為添加劑用于制備低溫地區(qū)使用的有機肥，其中，有機肥添加劑的馴化日均溫度為 4 ?12。。。
【文檔編號】C05F17/00GK104230417SQ201410414623
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權日:2014年8月21日
【發(fā)明者】劉長莉, 劉潤澤, 李玉花 申請人:東北林業(yè)大學