一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株及方法技术

本发明专利技术公开了一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株及方法。所述菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.13343，命名为枯草芽孢杆菌Z03菌株。本发明专利技术在快速降解烟杆烟末中的烟碱、腐熟鸡粪猪粪、腐解烟杆木质纤维方面，具有显著优势和技术进步。

Strain and method for degrading nicotine, decomposing tobacco stem and decomposing chicken manure and pig manure as organic fertilizer

The invention discloses a strain and a method for decomposing nicotine, decomposing tobacco stem and decomposing chicken manure pig manure into organic fertilizer. The strain was preserved in the general microorganism center of the Chinese microbe preservation management committee, and the preservation number was CGMCC No.13343, which was named Bacillus subtilis Z03 strain. The invention has obvious advantages and technical progress in rapidly degrading nicotine, decomposing chicken manure, pig manure, and decomposing tobacco stems and lignocellulosic fibers.

【技术实现步骤摘要】
一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株及方法
本专利技术属于农业微生物
，具体涉及一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株及方法。
技术介绍
烟草种植区因烟叶收割后，在烟田留下大量烟杆，我国烟杆的年产量约有280—300万吨，接近烟叶的产量。烟末是卷烟加工后的的废弃物，我国年产量达60万吨，烟末堆积如山，若有风起，直接污染空气。烟杆与烟末均有体积大，占地面积宽，价值不高，烟碱含量高的特点。如果烟杆烟末的处理方法不当，比如，采用焚烧法，会极大地增加空气污染，这与建设美丽乡村方针路线相违背。烟杆烟末具有丰富的有机质，最好资源化处理方法是将它们降解为有机肥，实现循环生产。然而，烟杆烟末的腐解面临较大难题。一是烟杆质地紧密，木质纤维层厚，粉碎难度大，成本高。二是烟杆烟末烟碱含量高，平均含量约在1.5—2.0％，有的烤烟品种烟碱含量高达3.5—4.5％，因烟碱含量高，其有机肥的施用作物品种范围和土地面积受到严重限制。烟碱不但对高等动物有害，对低等动物也有害，因此也是农业杀虫剂的主要成分。烟碱杀虫剂具有优良的内吸性和高效、低毒、杀虫谱广、持效期长等特点，但对许多作物的根系延伸有抑制作用。三是烟杆烟末氮素不足，单一原料的腐熟降解达不到有机肥氮素的要求。正因为这些问题，烟杆存在被焚烧的风险。高烟碱有机肥被不当施用，烟碱在田间持续积累，对当年种植以及后续种植作物会造成长效的不利影响，轻则减产，严重时造成大面积颗粒无收，严重破坏土壤，影响土地可持续发展。关于烟杆烟末的研究，目前仍然处于起步阶段，主要停留在单一烟碱降解菌的筛选与培养条件的优化，或者单一烟杆腐解方面的研究。市售的秸秆腐熟发酵剂，均缺乏对烟碱降解系统的研究，缺乏综合治理烟杆烟末的有效方法。有些发酵剂能降解秸秆纤维，但烟碱耐受性不够，影响其生长繁殖甚至被抑制。有些烟碱降解菌不能耐受60—80℃高温发酵，对秸秆的腐解效果、畜禽废弃物的无害化处理不是很理想。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，本提供一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株及方法。该方法能够充分腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪、降解烟碱，获得肥效达标，烟碱含量低，且对土壤、作物无危害的有机肥，实现将烤烟废弃物、畜禽废弃物等变废为宝的目的。实现农牧业污染源资源化、无害化利用。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：所述降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCCNo.13343，命名为枯草芽孢杆菌Z03菌株。其中，所述菌株耐烟碱、降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪。所述菌株适合生长温度为37℃—45℃，耐受温度为65℃—78℃。所述菌株在烟碱质量百分比浓度为3.0—4.0％的培养基中能正常生长繁殖，每mL发酵液活菌数达200亿个以上；在烟碱质量百分比浓度为6.0—8.0％的培养基中能较好生长，每mL发酵液活菌数达10—40亿个；在烟碱质量百分比浓度10.0％以上的培养基中，生长受到抑制，每mL发酵液活菌数不足1.0亿个。所述菌株在烟碱质量百分比浓度为3.0—4.0％的液体培养基中，摇床转速200r/m，37℃发酵4天烟碱残留量低于0.1％；在烟碱质量百分比浓度为2.0—2.5％的固体培养基中，37℃发酵3天烟碱残留量低于0.09％。利用上述菌株制备液体发酵菌剂的方法包括如下步骤：(1)摇瓶种子的制备：将所述菌株试管斜面分别接种多瓶装有种子培养基的容器中，种子培养基配方为：酵母膏0.25—0.35％，优选为0.3％，黄豆粕0.25—0.35％，优选为0.3％，葡萄糖1.5—2.5％，优选为2％，pH7.0，水200—300mL，优选为250mL；于37℃，200r/m条件下发酵13—15h，得种子液，菌数达100—200亿个/mL；所述发酵培养基配方中的百分比均为该组分在发酵培养基中所占的质量百分比；(2)二级液体种子的制备：将种子液接种至发酵罐的种子培养基中，所述种子液与发酵罐的体积比为(2—3):100，优选为2.5:100，发酵罐中种子培养基同步骤(1)中所述种子培养基，于37℃，100r/m发酵10—12h，得二级种子液，菌数达100—150亿个/mL；。(3)液体发酵剂的制备：将二级种子液接种至发酵罐的发酵培养基中，二级种子液与发酵罐的体积比为1:20，发酵培养基配方为：酵母膏0.25—0.35％，优选为0.3％，黄豆粕0.25—0.35％，优选为0.3％，葡萄糖1.5—2.5％，GP330消泡剂0.02—0.04％，pH7.0，水1500L；于体积比为1:1的发酵通气量、40℃、60r/m条件下发酵24h，即得液体发酵菌剂，液体发酵菌剂中活菌数为200—300亿个/mL；所述发酵培养基配方中的百分比均为该组分在发酵培养基中所占的质量百分比。利用上述菌株制备固体发酵菌剂的方法包括如下步骤：(1)摇瓶种子的制备：将所述菌株试管斜面分别接种多瓶装有种子培养基的容器中，种子培养基配方为：酵母膏0.25—0.35％，优选为0.3％，黄豆粕0.25—0.35％，优选为0.3％，葡萄糖1.5—2.5％，pH7.0，水200—300mL，优选为250mL；于37℃，200r/m条件下发酵13—15h，得种子液，菌数达100—200亿个/mL；所述发酵培养基配方中的百分比均为该组分在发酵培养基中所占的质量百分比；(2)二级固体种子的制备：将种子液接种至固体培养基中，所述种子液与固体培养基的质量比为1:(45—55)，优选为1:50，所述固体培养基配方为：麸皮40％，黄豆粕10％，水50—60％，pH自然；于37℃发酵36—48h，气流干燥至含水量为6—8％，菌数大于150亿个/g，即得固体发酵菌剂。上述菌株可用于制备有机肥或土壤调理剂。所述降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的方法是将初步粉碎的烟杆、烟末、鸡粪、猪粪混合，并调节含水量为50—60％，然后喷洒上述液体发酵菌剂，每1t混合物喷洒1—2kg液体发酵菌剂；或者接种上述固体发酵菌剂，每1t混合物接种1—2kg固体发酵菌剂；进行堆肥处理，控制堆肥发酵温度、发酵时间、翻堆次数，使堆肥含水量低于30％，得色泽发黑，无臭的有机肥；有机肥中：有机质含量≥45％，总养分≥5％，含水量≤30％，pH5.5—8.5，虫卵死亡率≥98％，粪大肠杆菌群数≤50个/g；每kg干物质中，砷As≤30，汞Hg≤30，铅Pb≤100，镉Cd≤3，铬Cr≤300；烟碱含量小于0.1％。下面对本专利技术作进一步说明：本专利技术提供了一种耐烟碱、降解烟碱、农牧业秸秆腐解、粪便高温快速发酵的菌株。从湖南农业大学耘园烟草种植园，人工高温渥堆的烟杆烟末、鸡粪猪粪堆中分离所得到120多株单菌落，再经高温发酵复筛、高烟碱降解复筛获得，菌株Z03经形态鉴定和分子测序鉴定为枯草芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌Z03已于2016年11月25日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCCNo.13343。本专利技术中，将初步粉碎的烟杆、烟末、鸡粪、猪粪按不同配比混合，调节含水量至50—60％，同时喷洒接种枯草芽孢杆菌Z03发酵剂(液体或固体发酵剂均可，每kg发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株，其特征在于，所述菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.13343，命名为枯草芽孢杆菌Z03菌株。

【技术特征摘要】
1.一种降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪为有机肥的菌株，其特征在于，所述菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCCNo.13343，命名为枯草芽孢杆菌Z03菌株。2.如权利要求1所述的菌株，其特征在于，所述菌株耐烟碱、降解烟碱、腐解烟杆烟末、腐熟鸡粪猪粪。3.如权利要求1所述的菌株，其特征在于，所述菌株适合生长温度为37℃—45℃，耐受温度为65℃—78℃。4.如权利要求1所述的菌株，其特征在于，所述菌株在烟碱质量百分比浓度为3.0—4.0％的培养基中能正常生长繁殖，每mL发酵液活菌数达200亿个以上；在烟碱质量百分比浓度为6.0—8.0％的培养基中能较好生长，每mL发酵液活菌数达10—40亿个；在烟碱质量百分比浓度10.0％以上的培养基中，生长受到抑制，每mL发酵液活菌数不足1.0亿个。5.如权利要求1所述的菌株，其特征在于，所述菌株在烟碱质量百分比浓度为3.0—4.0％的液体培养基中，摇床转速200r/m，37℃发酵4天烟碱残留量低于0.1％；在烟碱质量百分比浓度为2.0—2.5％的固体培养基中，37℃发酵3天烟碱残留量低于0.09％。6.利用如权利要求1至5任一项所述菌株制备液体发酵菌剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)摇瓶种子的制备：将所述菌株试管斜面分别接种多瓶装有种子培养基的容器中，种子培养基配方为：酵母膏0.25—0.35％，黄豆粕0.25—0.35％，葡萄糖1.5—2.5％，pH7.0，水200—300mL；于37℃，200r/m条件下发酵13—15h，得种子液，菌数达100—200亿个/mL；所述发酵培养基配方中的百分比均为该组分在发酵培养基中所占的质量百分比；(2)二级液体种子的制备：将种子液接种至发酵罐的种子培养基中，所述种子液与发酵罐的体积比为(2—3):100，发酵罐中种子培养基同步骤(1)中所述种子培养基，于37℃，100r/m发酵10—12h，得二级种子液，菌数达100—150亿个/mL；。(3)液体发酵剂的制备：将二级种子液接种至发酵罐的发酵培养基中，二级种子液与发酵罐的体积比为1:20，发酵...

【专利技术属性】
技术研发人员：田云，林元山，朱兆静，付复华，杨辉，刘虎虎，周海燕，管桂萍，周辉，李进，卢向阳，
申请(专利权)人：湖南农业大学，湖南省农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43