一种堆肥发酵中改变物质转化代谢和病原微生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种堆肥发酵方法，包括如下步骤：将花椒籽油粕、菌糠、生物炭均匀混合后，添加生防菌混合后，加水调节含水量，采用条垛式方式进行发酵，所述生防菌为枯草芽孢杆菌Tpb55(BS)和棘孢木霉菌HG1(TH)，利用本发明专利技术的生防菌混合菌剂处理后，花椒籽油粕

【技术实现步骤摘要】
一种堆肥发酵中改变物质转化代谢和病原微生物的方法


[0001]本专利技术属于微生物及其应用领域，具体涉及的是一种通过添加生防菌对堆肥致病微生物和代谢物进行转化。

技术介绍

[0002]花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)被人类使用已经有两三千年的历史，它被广泛用作调味品和驱虫。通常把花椒皮用来调味而把花椒籽丢弃或者榨油，花椒籽油粕常被当做废弃物未加以利用，这样会造成环境污染、温室气体排放和严重疾病发生等问题。菌糠是进行真菌菇类栽培时废弃的培养基，常被用作肥料直接施用到农田上，不仅养分利用率低还容易引入病原菌引起作物病害。这些废弃物还容易乱丢乱放被生物污染或腐化为有毒有害物质从而携带污染物和致病菌。堆肥是一种利用各种有机废弃物，经过微生物发酵将可降解有机物转化为稳定腐殖质的技术，利用堆肥技术可促进有机废弃物的养分转化、降低温室气体排放、调节微生物活性和降低抗生素抗性基因丰度等。
[0003]花椒籽和菌糠中主要含有植物生物刺激素(酚类、黄酮类、脂类、甾醇)、生物碱、氨基酸等物质，菌糠如果受到微生物污染还可能产生一些真菌毒素。在堆肥发酵或腐熟时，主要产生一些促进作物生长的代谢物，如氨基酸、碳水化合物、植物生长调节物质等。已有研究人员利用气相色谱
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质谱(GC
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MS)分析添加阿莫西林amoxicillin对鸡粪堆肥中代谢物的影响，结果表明amoxicillin胁迫下堆肥中促进植物生长的propanoic acid ethyl ester and oleic acid代谢物升高，而环境污染物nhexadecanoic acid and 3β,5β
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Cholestan
‑3‑
ol等代谢物下降。寻求高效、相对廉价的堆肥腐熟材料是提高堆肥品质的重要热点问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改善生物堆肥的转化代谢物和病原微生物的方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种堆肥发酵方法，包括如下步骤：将花椒籽油粕、菌糠、生物炭均匀混合后，添加生防菌混合后，加水调节含水量，采用条垛式方式进行发酵。
[0007]进一步的，作为一个较佳的实施例，所述花椒籽油粕、菌糠：生物炭的干重比为1
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5:2
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10:1
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5，优选为4:5.5:5。
[0008]进一步的，作为一个较佳的实施例，所述生防菌为枯草芽孢杆菌Tpb55和棘孢木霉菌HG1。
[0009]其中，枯草芽孢杆菌菌株的菌种保藏号为CGMCC NO.19276，棘孢木霉菌的菌种保藏号为CGMCC NO.2843。
[0010]进一步的，作为一个较佳的实施例，生防菌中添加枯草芽孢杆菌Tpb55和棘孢木霉菌HG1的干重比比1
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5:1
‑
5。
[0011]进一步的，作为一个较佳的实施例，所有处理原料混合后加水调节含水量至70％。
[0012]本专利技术的另一目的还在于提供一种延长堆肥高温持续时间的方法，包括如下步骤：将花椒籽油粕、菌糠：生物炭均匀混合后，添加生防菌混合后，加水调节含水量，采用条垛式方式进行发酵。
[0013]利用本专利技术的生防菌混合菌剂处理后的，向花椒籽油粕
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菌糠堆肥中添加生防芽孢杆菌(BS)和棘孢木霉菌(TH)降低了堆肥高温和腐熟阶段中总有机碳(TOC)、硝态氮(NO3‑
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N)含量，而增加了铵态氮(NH
4+
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N)含量，促进了堆肥有机碳氮的转化。BS或TH处理显著增加了腐熟阶段堆肥的细菌丰度和群落多样性，而降低了真菌群落多样性。
[0014]进一步的，本专利技术的BS和TH处理后主要上调了氨基酸、碳水化合物以及生物碱类代谢物，其中东莨菪碱、文多林、长春花碱、辣椒素等生物碱和水杨酸显著上调，这些物质具有抑菌或增强抗病性的作用。
[0015]一种提高堆肥中抗菌代谢物水平和消除植物病原真菌的方法，包括如下步骤：在堆肥发酵中添加生防芽孢杆菌(BS)和棘孢木霉菌(TH)。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0017](1)本专利技术通过向向花椒籽油粕
‑
菌糠堆肥中添加生防芽孢杆菌(BS)和棘孢木霉菌(TH)降低了堆肥高温和腐熟阶段中总有机碳(TOC)、硝态氮(NO3‑
‑
N)含量，而增加了(NH
4+
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N)含量，促进了堆肥有机碳氮的转化；
[0018](2)BS或TH处理显著增加了腐熟阶段堆肥的细菌丰度和群落多样性，而降低了真菌群落多样性。添加生防菌处理增加了堆肥中人类致病细菌的总体丰度，但降低了除Trichothecium以外的13种植物病原真菌的丰度和种类，这意味着使用此堆肥会降低作物发生真菌病害的风险；
[0019](3)BS和TH处理后主要上调了氨基酸、碳水化合物以及生物碱类代谢物，其中其中东莨菪碱、文多林、长春花碱、辣椒素等生物碱和水杨酸显著上调，这些物质具有抑菌或增强抗病性的作用。
附图说明
[0020]图1示出了在堆肥过程中进行不同处理后温度(a)、水分(b)、pH(c)、TN(d)、NH
4+
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N(e)、NO3‑
‑
N(f)、TOC(g)、TP(h)的变化和TK(i)；
[0021]图2示出了肥过程中添加生防菌处理的Shannon(a,b)、chao1(c,d)指数和主坐标分析(PCoA,e,f)；
[0022]图3示出了添加生防微生物后堆肥过程中病原菌(a)和病原真菌(b)的变化；
[0023]图4示出了添加生防微生物后堆肥氨基酸、碳酸化合物和生物碱类代谢物的变化；
具体实施方式
[0024]参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、
制品或装置所固有的要素。
[0025]一、试验材料和处理设计
[0026]1、试验材料
[0027]花椒籽油粕是花椒籽(Zanthoxylum bungeanum)榨油后的残渣，来自于山东省枣庄市山亭区，其含粗纤维62.5％，粗蛋白15.2％，脂肪5.3％，含氮2.2％，含磷0.7％，含钾2.3％；菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行金针菇栽培，在金针菇采收后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆肥发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：将花椒籽油粕、菌糠、生物炭均匀混合后，添加生防菌混合后，加水调节含水量，采用条垛式方式进行发酵。2.根据权利要求1所述的一种堆肥发酵方法，其特征在于，所述花椒籽油粕、菌糠：生物炭的干重比为1
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5:2
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10:1
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5。3.根据权利要求2所述的一种堆肥发酵方法，其特征在于，所述花椒籽油粕、菌糠：生物炭的干重比4:5.5:5。4.根据权利要求1所述的一种堆肥发酵方法，其特征在于，所述生防菌为枯草芽孢杆菌Tpb55和棘孢木...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，王杰，张成省，王凤龙，廖成，彭子忠，金轲，
申请(专利权)人：中国农业科学院烟草研究所中国烟草总公司青州烟草研究所，
类型：发明
国别省市：