一种秸秆的预处理方法以及包含经预处理后秸秆的修复剂技术

本发明专利技术涉及一种秸秆的预处理方法以及包含经预处理后秸秆的修复剂。采用一级预处理方式进行秸秆处理，以FeCl3为催化剂，JFC‑M 溶液为高温渗透剂。本发明专利技术研制的土壤生物修复剂，它既能有效抑制土壤中的土传病原菌，提高有益微生物数量，修复被破坏的生态环境；又可生物降解土壤中的农药残留，使生产的农产品达到绿色食品标准。这就从根本上解决温室大棚产生的作物发病率越来越高，产品中的农药残留量越来越高，而农产品产量和品质却逐年下降问题。

A pretreatment method for straw and a repair agent containing pretreated straw

The present invention relates to a pretreatment method for straw and a repairing agent containing pretreated straw. Use a pretreatment of straw processing, with FeCl3 as catalyst, JFC M solution for high temperature penetrant. Soil bioremediation agent of the invention, it can effectively suppress soil borne pathogens in the soil, improve beneficial microbes, ecological environment damage; and biodegradation of pesticides residue in soil, so that the production of agricultural products meet the standards of green food. This will fundamentally solve the greenhouse crop yield increasing, the pesticide residues in the product is getting higher and higher, while the yield and quality of agricultural products are declining year by year.

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆的预处理方法以及包含经预处理后秸秆的修复剂
本专利技术涉及一种秸秆的预处理方法以及包含经预处理后秸秆的修复剂，属于生物

技术介绍
土传病害是由于土壤中病原物侵染寄主植物所引起的一类植物病害。通常作物栽培3-5年后土传真菌和根结线虫危害会越来越重，对作物的产量和品质造成严重的影响。一般可以造成减产20％-40％，严重的可减产60％以上甚至绝收。我国是农业大国，近年来随着农业结构的调整和农村经济的快速发展，我国设施农业蓬勃发展，保护地蔬菜面积已超过约230万公顷，高附加值作物和种苗种植面积超过500万公顷，保护地蔬菜栽培和生产己成为农业经济的重要部分。但是由于大棚生产栽培品种单一，复种指数高，再加上温室大棚特殊的环境条件和管理模式，随着栽培时间的延长，土传植物病害发生严重，农作物产量下降，品质变差，严重影响了保护地栽培的可持续发展。特别是近年来，由于温室大棚及其相关设施日益完善，保护地栽培已经进入了稳定的规模化生产阶段，农户因为市场需求和土地资源的紧张，越来越多地进行高附加值产品的连续化生产，农作物轮作期限大大缩短，这更为植物土传病害在温室大棚的发生创造了适宜的生态环境和滋生条件。由于缺乏有效的技术防治，致使温室大棚产生的经济利益逐年下降。引起植物土传病害的主要病原真菌有镰孢菌(Fusariumspp.)、立枯丝核菌（Rhizoetoniaspp.）和灰葡萄孢菌（Botrytiscinerea）等。这些土传病原菌可以在土壤或植物残体上习居存活多年，难以清除，造成防治困难，一旦温度、湿度等条件合适时就会侵染寄主，引发枯萎病、根腐病、立枯病、灰霉病等农作物常见病和多发病害。特别是在冬季连续阴天、高湿情况下，植株一旦发病，田间发病率可以达25％-65％，严重的田块达75％-85％，甚至全部毁灭。给菜农造成重大经济损失。同时，由于温室大棚连茬种植，使得棚内土壤理化性质和环境条件发生变化，一些有益微生物的生长受到抑制，而有害微生物迅速繁殖，土壤微生态平衡遭到破坏。而病害的频繁发生，又导致菜农频繁使用化学农药来防治，这又使土壤中农药残留大幅增加，形成恶性循环。我们采用多点取样的方法，在同一地块的温室大棚内和大棚外分别采取土壤样品，通过实验室培养、检测得出如下结果：温室大棚内土壤和棚外土壤生物捡测结果。由上表可见：棚内土壤中，土传病原菌数量是棚外的3.2倍，其他微生物如细菌量减少了7.8倍，真菌量减少2倍，放线菌减少5倍，农药残留量却比棚外高了6.7倍。可见重茬种植使棚内土壤中的病原菌大量孳生繁殖，导致其他有益微生物数量降低，严重破坏了土壤微生态平衡；同时土传病原菌的大量存在，也易引发蔬菜病害的频繁发生，而菜农频繁的喷药防治，又增加了土壤和蔬菜中的农药残留量。由于土传病害一旦发生就很难根治，因此在作物定植前也可对土壤进行消毒处理，从而杀灭土壤中的植物病原菌。溴甲烷(methylbromide,MB)是使用广泛、效果较好的熏蒸剂，可有效杀灭土壤中的真菌、细菌、土传病毒、线虫等。但溴甲烷是破坏臭氧层物质，因此被《蒙特利尔议定书》列为受控物质，在2015年后已禁止使用。生物防治是用拮抗微生物防治植物土传病害的一种经济、安全、有效地防治方法，前景广阔。生物防治已有60多年历史，并取得了一定的成果。近年来土传病害的生物防治在许多方面取得了重大进展，有些生防材料的商品化制剂己在有些国家开始出售，其中以木霉为主成分的杀菌剂己经至少在6个国家注册。目前国外防治温室大棚土传病害的微生物农药有80多种。其中新西兰生产的用来防治植物土传病害的木霉产品有5种；美国生产了绿粘帚产品用于防治丝核菌引起的立枯病；我国也研制了一些生物农药，如防治青枯病的青枯散等。但由于生物农药生产及使用成本较化学农药高几倍、甚至十几倍，限制了生物农药的推广和使用。我国是农业大国，秸秆资源丰富，每年秸秆产量约6一7亿吨，其中玉米秸秆3-4亿吨，占比达到50％左右。玉米秸秆作为廉价的可再生性生物质资源，可谓来源丰富。当前，秸秆的利用率仅为30％，大量农作物秸秆被废弃，甚至被露天焚烧，导致空气污染和资源浪费。玉米秸秆主要基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。其中纤维素约占32％、半纤维素为27.8％。纤维素是由葡萄糖基结构单元通过β-1，4-糖苷键连接形成的线性高分子聚合物，线性聚合物通过氢键和范德华作用力结合形成的具有晶体结构的纤维束。纤维素、半纤维素和木质素相互交织、连接形成了致密顽固的三维网状空间结构，以及纤维素自身所具有的结晶结构，从而导致秸秆中的可发酵碳水化合物组分很难被微生物直接代谢利用，需要先进行预处理脱除木质素或半纤维素，破坏纤维素的结晶结构。在酸、碱等作用下，可脱除木质纤维素中的半纤维素以及木质素，打破纤维素的结晶结构，为后续纤维素发酵过程提供适宜的底物。但传统的酸、碱预处理过程，会产生大量的废水，面临着环境污染严重、处理成本较高等问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷，目的在于提供一种能有效的对秸秆进行预处理，使其内含的可发酵碳水化合物被微生物利用，且得到一种能具备很好土壤修复能力的一种秸秆的预处理方法以及包含经预处理后秸秆的修复剂。为此本专利技术采用的技术方案是：一种秸秆的预处理方法，采用一级预处理方式进行秸秆处理，以FeCl3为催化剂，JFC-M溶液为高温渗透剂。按照以下具体步骤进行：1）取20-21g干燥玉米秸秆样品和400-410mL去离子水，加入催化剂FeCl31.0-1.1g；加入高温渗透剂JFC-M溶液20ml-21ml，混合后加入到反应釜中，并密封反应釜；2）打开磁力搅拌装置的冷却水阀，先行冷却，避免高温导致磁力搅拌器消磁；3）将磁力搅拌器的转速调至260-280r/min，打开电加热装置开关，开始加热；4）水热预处理：当温度160-165℃，恒温保持时间25-26min，进行水解，分离玉米秸秆中的半纤维素组分，脱除木质素，预处理反应结束后，进行固液分离，固项物料送至固体发酵，液项返回级预处理当做水继续使用；上述各组分的比例可同比例放大或缩小。所述JFC-M溶液浓度为6mg/mL。一种土壤修复剂，采用所述处理过的秸秆作为原料，还包括有木霉菌TG31-6；所述TG31-6分离筛选按照以下方式进行：在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中分别加入10g土样，30℃摇床培养3d后，吸取5mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中，培养3d，依次连续富集、转接5次，使多菌灵浓度依次为200、400、500、600和800mg/L。富集完毕后，取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基平板上，30℃培养箱中培养，待平板上出现单菌落后，挑取较大单菌落转接至PB培养基上，反复纯化，最终筛选出降解菌TG31-6。经过实验室初步鉴别为绿色木霉；其中无机盐培养基（g/L）：K2HPO45.71,KH2PO41.70,(NH4)2SO42.63,MgSO4·7H2O0.095,MnSO40.05,FeSO40.05,CaCl20.003,水1000,pH=7.0；富集培养基:无机盐培养基加入多菌灵(多菌灵先用少量稀盐酸溶解设5个浓度梯度,分别为200mg、400mg、500mg、600mg、800mg)；分离培本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种秸秆的预处理方法，其特征在于，采用一级预处理方式进行秸秆处理，以FeCl3为催化剂，JFC‑M 溶液为高温渗透剂。

【技术特征摘要】
1.一种秸秆的预处理方法，其特征在于，采用一级预处理方式进行秸秆处理，以FeCl3为催化剂，JFC-M溶液为高温渗透剂。2.根据权利要求1所述的一种秸秆的预处理方法，其特征在于，按照以下具体步骤进行：1）取20-21g干燥玉米秸秆样品和400-410mL去离子水，加入催化剂FeCl31.0-1.1g；加入高温渗透剂JFC-M溶液20ml-21ml，混合后加入到反应釜中，并密封反应釜；2）打开磁力搅拌装置的冷却水阀，先行冷却，避免高温导致磁力搅拌器消磁；3）将磁力搅拌器的转速调至260-280r/min，打开电加热装置开关，开始加热；4）水热预处理：当温度160-165℃，恒温保持时间25-26min，进行水解，分离玉米秸秆中的半纤维素组分，脱除木质素，预处理反应结束后，进行固液分离，固项物料送至固体发酵，液项返回级预处理当做水继续使用；上述各组分的比例可同比例放大或缩小。3.根据权利要求2所述的一种秸秆的预处理方法，其特征在于，所述JFC-M溶液浓度为6mg/mL。4.一种土壤修复剂，其特征在于，采用权利要求1或2所述处理过的秸秆作为原料。5.根据权利要求4所述的一种土壤修复剂，其特征在于，包括有木霉菌TG31-6；所述TG31-6分离筛选按照以下方式进行：在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中分别加入10g土样，30℃摇床培养3d后，吸取5mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中，培养3d，依次连续富集、转接5次，使多菌灵浓度依次为200、400、500、600和800mg/L。6.富集完毕后，取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基平板上，30℃培养箱中培养，待平板上出现单菌落后，挑取较大单菌落转接至PB培养基上，反复纯化，最终筛选出降解菌TG31-6。7.经过实验室初步鉴别为绿色木霉；其中无机盐培养基（g/L）：K2HPO45.71,KH2PO41.70,(NH4)2SO42.63,MgSO4·7H2O0.095,MnSO40.05,FeSO40.05,CaCl20...

【专利技术属性】
技术研发人员：田连生，陈菲，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32