一种秸秆腐熟剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，具体涉及一种秸秆腐熟剂及其制备和应用；所述秸秆腐熟剂包括复合菌剂Ⅰ和复合菌剂Ⅱ，所述复合菌剂Ⅰ能有效降解秸秆细胞壁中存在的果胶、多糖‑多糖复合物和木质素多糖复合物，成为游离的多糖，增加进一步降解的程度和速度，所述秸秆腐熟剂的制备方法简单实用，菌剂活性好，产酶量高，制备的秸秆有机肥营养物质丰富，有效改善土壤状况，更新速度快，其制备方法包括预处理、发酵步骤Ⅰ和发酵步骤Ⅱ，联合降解发酵，有效提高了秸秆有机肥降解程度和降解速度，实用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆腐熟剂及其制备和应用
本专利技术涉及生物
，具体涉及一种秸秆腐熟剂及其制备和应用。
技术介绍
秸秆是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，中国拥有丰富的农作物秸秆物质资源，传统的焚烧处理方式不仅浪费了大量的纤维素资源，而且造成了严重的环境污染，近年来，为了合理利用纤维素资源，越来越多的技术手段被应用到秸秆的处理方式中，其中，利用秸秆还田技术将农作物秸秆转化为有机肥，可以实现农田生态系统中物质的良性循环，改善土壤质量，有效控制农村大气环境污染，是实现我国农业可持续发展和农村生态环境建设的重要措施。但是，秸秆还田也面临着许多问题，在我国北方，复种指数高，倒茬时间间隔短，秸秆的碳氮比高，在自然状态下很难被分解，特别是玉米秸秆，其木质素含量高，降解速率和降解程度不够，秸秆降解不完全或者降解速度太慢则可能导致如下的问题：秸秆腐熟分解速率太慢导致工作量增加且效率低不能被及时利用，其中的病虫害容易繁殖；秸秆不能完全腐熟降解导致与秸秆纤维素结合的氮、磷、钾、硫、镁等微量元素不能被植物吸收；秸秆中的碳水化合物没有腐熟完全从而在土壤中发热导致烧根等。现有技术通过调节腐熟剂的配方而增加秸秆的的利用率，但是效果不是很理想，究其原因，从结构上来说，秸秆组织细胞壁的孔隙半径很小，在细菌酶解过程中，细菌不能在秸秆组织细胞间扩散，因此只能从表面慢慢酶解至内部，而作为禾本植物的秸秆，其细胞壁中含有木质素，木质素与细胞壁中的多糖通过分子键交织系形成复合物连接在细胞壁中，由于细菌在酵解的过程中选择性地从表层开始将未与木质素连接的多糖去除了，导致木质素-多糖复合物相对性地在表层积聚，而木质素-碳水化合物难以降解，阻止了纤维素酶进一步向内对纤维素等多糖化合物进行酶解，因此，影响了秸秆的降解进程和降解速度。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中秸秆腐熟不完全和腐熟速度慢的技术缺陷，公开了一种秸秆有机肥的制备和应用。本专利技术公开了一种秸秆腐熟剂，包括复合菌剂Ⅰ和复合菌剂Ⅱ，按质量份数计，所述复合菌剂Ⅰ包括生产阿魏酸酯酶的菌1-3份、黑曲霉菌1-2份、木霉菌1-3份、链霉菌1-3份、乳酸杆菌1-3份；所述复合菌剂Ⅱ包括地衣芽孢杆菌1-3份、枯草芽孢杆菌1-3份、酵母菌1-3份、AC酵母菌1-3份和硝化杆菌1-3份。优选的，所述生产阿魏酸酯酶的菌选自黑曲霉菌、米曲霉菌、链孢霉菌和黄柄曲霉菌中的至少一种。优选的，所述复合菌剂Ⅰ中原料生产阿魏酸酯酶的菌、黑曲霉菌、木霉菌、链霉菌和乳酸杆菌，及所述复合菌剂Ⅱ中原料地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、AC酵母菌和硝化杆菌的活菌浓度≥5×1010CFU/g。优选的，按质量份数计，所述复合菌剂Ⅰ还包括去淀粉麦麸20-30份、玉米糠20-30份和果胶粉8-15份，所述复合菌剂Ⅱ中还包括秸秆粉50-80份，所述去淀粉麦麸、玉米糠和秸秆粉的颗粒大小为400-600μm。本专利技术还公开了一种制备上述秸秆腐熟剂的方法，包括以下步骤，制备复合菌剂Ⅰ：所述黑曲霉菌、生产阿魏酸酯酶的菌、木霉菌、链霉菌和乳酸杆菌与经高温高压灭菌的去淀粉麦麸、玉米糠和果胶粉混合均匀，初始水分控制在50-60％，26-28℃发酵12-48h，然后20-35℃发酵3-10天；制备复合菌剂Ⅱ：所述地衣芽孢杆菌剂、枯草芽孢杆菌剂、酵母菌剂、AC酵母菌剂和硝化杆菌剂菌与高温高压灭菌的秸秆粉混合，初始水分控制在50-60％，26-30℃发酵12-48h，然后20-35℃发酵3-10天。本专利技术还公开了一种秸秆有机肥，包括上述秸秆腐熟剂或上述秸秆腐熟剂制备方法制备的秸秆腐熟剂。本专利技术还公开了一种上述秸秆有机肥的制备方法，包括以下步骤预处理步骤：将秸秆粉碎，加入碳酸氢铵，混合均匀，搅拌12-24h；发酵步骤Ⅰ：加入复合菌剂Ⅰ，搅拌均匀进行发酵；发酵步骤Ⅱ：加入复合菌剂Ⅱ，搅拌均匀进行发酵。优选的，所述复合菌剂Ⅰ与复合菌剂Ⅱ使用的质量比为1:(1-3)，所述秸秆、碳酸氢铵和秸秆腐熟剂的质量比为1000kg:(3-5)kg:(100-300)g。优选的，所述发酵步骤Ⅰ所处的环境温度为31-35℃，含水量50-60％，发酵时间为7-20天。优选的，所述发酵步骤Ⅱ中，所述发酵原料还包括人或动物粪便和草木灰，经堆积发酵，发酵的温度≤55℃。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术所述秸秆腐熟剂包括复合菌剂Ⅰ和复合菌剂Ⅱ，可以对秸秆进行两步酶解发酵，所述复合菌剂Ⅰ包括生产阿魏酸酯酶的菌、黑曲霉菌、木霉菌、链霉菌和乳酸杆菌，所述复合菌剂Ⅰ生产阿魏酸酯酶的菌可生产阿魏酸酯酶，黑曲霉可生产果胶酶，两者结合，可有效降解秸秆细胞壁中存在的果胶、多糖-多糖复合物和木质素-多糖复合物，多糖-多糖复合物、木质素多糖复合物之间的阿魏酸酯键的断裂破坏了交联结构，使得木质素和碳水化合物分别游离，一方面，更多的游离出来的碳水化合物被降解，增加了碳水化合物的利用率和降解程度，使更多的养分被释放到土壤中，另一方面，交联结构的破坏，没有木质素-碳水化合物复合物的积聚和阻挡，秸秆细胞壁之间的空隙增加，后续的纤维素酶、淀粉酶等酶制剂能进一步向内对秸秆细胞壁中的纤维素等物质进行降解，不仅增加了降解程度，也提高了降解速度；所述复合菌剂Ⅰ中还具有木霉素、链霉素和乳酸杆菌，对秸秆有机肥中的有害真菌、细菌、病虫害具有显著的抑制作用；所述复合菌剂Ⅱ包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、AC酵母菌和硝化杆菌，能将秸秆中多糖、淀粉、蛋白质等物质进一步降解，糖类物质分解变成CO2和H2O，含氮有机物变成氨基酸，经氨化、硝化形成铵盐或硝酸盐，制成含有矿物质的有机肥，改善土地营养状况，调节土地菌群，杀灭其中的病虫害等物质。2.本申请所述秸秆腐熟剂中复合菌剂Ⅰ还包括去淀粉麦麸、玉米糠和果胶粉，由于生产阿魏酸酯酶的菌中阿魏酸酯酶产量不高，因此在复合菌剂Ⅰ中加入去淀粉麦麸、玉米糠和果胶粉，能促进生产阿魏酸酯酶的菌的繁殖和活化，提高阿魏酸酯酶的活性，提高初始酶量，有利于复合菌剂Ⅰ对秸秆细胞壁交联物质的降解，所述复合菌剂Ⅱ中的秸秆粉可保持其中各菌剂的活性，其中去淀粉麦麸、玉米糠和秸秆粉的颗粒大小为400-600μm，该颗粒的大小有利于菌剂对营养物质的利用。3.本申请所述秸秆腐熟剂的制备方法，操作简单，其中菌剂活性好，产酶量高。4.本申请所述秸秆有机肥，包括本专利技术所述秸秆腐熟剂，其中纤维素类多糖降解程度高，营养物质均衡，病虫害少，能有效改善土壤质量，土壤对秸秆有机肥利用率好，速度快，具有实用性。5.本申请所述秸秆有机肥的制备方法，包括碳酸氢铵的预处理，先降解秸秆细胞壁中的氢键，有利于发酵步骤Ⅰ复合菌剂Ⅰ侵入细胞壁的结构中，降解果胶、多糖-多糖复合物和多糖-木质素复合物，游离出更多的多糖，增加结构的无定形程度，再进行发酵步骤Ⅱ。对其中游离出来的多糖进一步降解成为土壤能利用的营养物质，秸秆中的多糖等物质降解程度高，速度快，具有很好的实用性。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种秸秆腐熟剂，其特征在于，包括复合菌剂Ⅰ和复合菌剂Ⅱ，按质量份数计，所述复合菌剂Ⅰ包括黑曲霉菌1‑2份、木霉菌1‑3份、链霉菌1‑3份、乳酸杆菌1‑3份和生产阿魏酸酯酶的菌1‑3份；所述复合菌剂Ⅱ包括地衣芽孢杆菌1‑3份、枯草芽孢杆菌1‑3份、酵母菌1‑3份、AC酵母菌1‑3份和硝化杆菌1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种秸秆腐熟剂，其特征在于，包括复合菌剂Ⅰ和复合菌剂Ⅱ，按质量份数计，所述复合菌剂Ⅰ包括黑曲霉菌1-2份、木霉菌1-3份、链霉菌1-3份、乳酸杆菌1-3份和生产阿魏酸酯酶的菌1-3份；所述复合菌剂Ⅱ包括地衣芽孢杆菌1-3份、枯草芽孢杆菌1-3份、酵母菌1-3份、AC酵母菌1-3份和硝化杆菌1-3份。2.根据权利要求1所述的秸秆腐熟剂，其特征在于，所述生产阿魏酸酯酶的菌为黑曲霉菌、米曲霉菌、链孢霉菌和黄柄曲霉菌中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的秸秆腐熟剂，其特征在于，所述复合菌剂Ⅰ中生产阿魏酸酯酶的菌、黑曲霉菌、木霉菌、链霉菌和乳酸杆菌，及所述复合菌剂Ⅱ中地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、AC酵母菌和硝化杆菌，各菌的活菌浓度均≥5×1010CFU/g。4.根据权利要求1-3任一项所述的秸秆腐熟剂，其特征在于，按质量份数计，所述复合菌剂Ⅰ还包括去淀粉麦麸20-30份、玉米糠20-30份和果胶粉8-15份，所述复合菌剂Ⅱ中还包括秸秆粉50-80份，所述去淀粉麦麸、玉米糠和秸秆粉的颗粒大小为400-600μm。5.一种制备权利要求1-4任一项所述的秸秆腐熟剂的方法，其特征在于，包括以下步骤，制备复合菌剂Ⅰ：所述黑曲霉菌、生产阿魏酸酯酶的菌、木霉菌、链霉菌和乳酸杆菌与经高温高压灭菌的去淀粉麦麸、玉米糠和果胶粉混合均匀，初始水...

【专利技术属性】
技术研发人员：车团结，车锐，
申请(专利权)人：车团结，
类型：发明
国别省市：江苏,32