一种新型降解农作物秸秆的复合菌剂制造技术

从土壤和植物体样本中分离纯化得到不同的真菌菌株，筛选出高产纤维素酶和木质素酶的真菌菌株，通过优化组合配比得到高效降解秸秆木质素或纤维素的球孢枝孢菌、毛木耳和香菇，组配成真菌复合菌剂。用于农作物秸秆堆腐，不需要高温条件，１０－１５天即可使农作物秸秆达到腐熟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物应用
，涉及微生物复合菌剂生产农用肥料技术，特别 用于秸秆堆腐还田的一种降解农作物秸秆的真菌复合菌剂。
技术介绍
农作物秸秆是农作物生产中的一种富含有效成分的可再生生物资源和潜在的 非竞争资源。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，除了大部分的碳元素 外，含有的有机质有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪和灰分等，矿物质元素有 氮(0. 5 % -1. 5 % )、磷(0. 1 % -0. 5 % )、钾(0. 74 % -2. 4 % )、镁(0. 01 % -0. 4 % )、钙 (0.2%-0.5%)、硅(1% -5% )和硫(0. 11%-0. 35%)等，是具有多种用途的可再生生物 资源。农作物秸秆不仅富含有效成分，而且产量和总量很大，1公斤水稻或1公斤小麦可产 生1. 5公斤秸秆，1公斤玉米可产生4公斤玉米秸秆，我国每年各类农作物秸秆总产量达7 亿吨以上，占世界总秸秆量的30%左右，其中稻草秸秆约2. 3亿吨，玉米秸秆约2. 2亿吨， 花生和薯类藤蔓、甜菜叶等秸秆约1.0亿吨。据联合国环境规划署(UNEP)统计，全球每年 农作物秸秆产量近20亿吨，大部分都没得到有效利用，在我国，农作物秸秆约有不足10% 用做饲料，应用技术处理利用的秸秆不足3.0%，其余大多数秸秆采用焚烧处理，全国每年 约有2/3的秸秆被直接焚烧掉。秸秆在田间焚烧时的高温可造成地表水分大量蒸发，破坏 土壤的抗旱保湿能力，土壤中的有益虫体和微生物的存活受损，从而影响土壤耕层生态环 境的良性循环，不仅如此，焚烧时的高温潜在诱发火灾的危险，产生的烟雾对公路、铁路以 至民航起降均有影响，同时秸秆焚烧后产生的C02、C0、S02、N02、N20等有害气体，会造成严重 的大气环境污染。20世纪90年代以来，随着农作物单产的大幅度提高，秸秆总量在迅速增 加，如何把农作物秸秆这一丰富的、可再生的生物资源充分利用起来，已是全球所共同面临 的农作物生产中的一个主要问题。在农作物秸秆资源利用的诸多研究领域中，秸秆堆腐还田的技术研究占有重要的 一席之地。秸秆堆腐的方法主要有物理、化学和生物三大类，其中以应用微生物学方法腐 解效果最好，也就是我们常说的秸秆微生物堆腐方法，这种方法是利用微生物分解作用，促 使农作物秸秆发酵腐熟，使秸秆中所含的有机质及氮、磷、钾等元素成为植物生长所需的营 养，并繁殖大量的有益菌微生物，成为优良的绿色堆腐有机肥。利用微生物堆腐方法使秸 秆还田，不仅可以提供植物生长所需的营养和有益菌微生物，而且可提高土壤水分的保蓄 能力，改善土壤性状，增加土壤团粒结构，促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加，改善 植株性状。有资料显示，每亩还田玉米秸秆500kg，等于施用土杂肥2500kg、碳铵11. 7kg、 过磷酸钙6. 2kg、硫酸钾4. 75kg，一年后土壤有机质含量相对增加0. 05% 0. 23%、全磷 平均增加0. 03%、速效钾增加31. 2mg/kg、土壤容重降低0. 03 0. 16g/cm3、土壤孔隙度增 加2% -4%。多年持续秸秆还田，可提高磷肥利用率、补充钾肥不足，地力可提高0.5% 个等级，平均增产幅度10%以上。然而，多年来农作物秸秆堆腐还田并没有得到充分的 应用，其中最关键的原因是不管是哪一种方法都存在秸秆降解腐熟时间较长和很难彻底的3问题。目前，秸秆微生物降解的许多研究和投入应用的微生物菌剂大都以秸秆纤维素的降 解为主要目标。分解菌和酶的研究集中在纤维素酶菌株的筛选，如木酶、青酶、曲酶及白腐 真菌纤维素酶等，菌剂产品被认定的有腐杆灵，CM菌、催腐剂等。但是，农作物秸秆中纤维 素、半纤维素和木质素均占有较大比例，其纤维素占40 %，半纤维素和木质素各占20 %左 右，(Tengerdy R P, Szakacs G. Bioconversionof Iignnocellulose in solid substrate fermentation [J], Biochemical Engineering, 2003,13 (2-3) : 167—179)。而且，秸秆中纤 维素结构复杂，它与木质素结合形成难以水解的“木质纤维素”，使得微生物分解的纤维 素酶无法直接接触纤维素，在堆肥物料中纤维素常与一些更难分解的物质相复合，难以被 大多数微生物转化利用，加上半纤维素与木质素的紧密相连，单一微生物的降解效果就更 加不理想。(杭怡琼等“白腐真菌对稻草秸秆的降解及有关酶活性的变化”-《菌物系统》 2001. 20)。目前分解木质素和纤维素的微生物以及酶的研究多集中在依靠传统的“酶活” 筛选，制取的酶广泛应用于洗涤、印染和食品加工等，一直未能解决木质纤维素的自然快速 分解，用于結秆堆腐的更少(Zhang YHP, Himmel ME, MielenzJR. Outlook for cellu-lase improvement :Screening and selection strategies. Biotechnology Advances,2006, 24(5) 452-481) 0近年来人们开始注意菌群和复合菌剂的研究，但很多仅局限于实验室试 验，而且在现有技术中，大部分只针对木质素和纤维素中的一种进行筛选用来降解秸秆，造 成秸秆降解中或是纤维素降解率高而木质素降解率低，或是木质素降解率高而纤维素降解 率低，远远不能满足农作物秸秆堆腐的实际需求。充分利用自然界多种微生物的协同关系， 筛选出高效稳定菌株复合系，以达到农作物秸秆的纤维素、半纤维素和木质素在堆腐过程 中能同步、快速降解的目的，是人们的共同目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用微生物之间的协同关系，筛选出适用于农作物秸秆堆腐的高 效降解秸秆木质素和纤维素的真菌复合菌剂。本专利技术是将土壤和植物体样本加入富集培养基中，经分离纯化得到不同的真菌菌 株，从中筛选出高产纤维素酶或木质素酶的真菌菌株，通过优化组合配比得到高效降解农 作物秸秆木质素的毛木耳 Auricularia polytricha 916-1 和香菇 Lentinula Iateritia 939，以及高效降解农作物秸秆纤维素的球孢枝孢菌Cladosporium sphaerospermum GC2-2，组配成一种新型降解农作物秸秆的真菌复合菌剂。真菌复合菌剂成分体积配比为球 孢枝孢菌20% 25%、毛木耳20% 25%、香菇50% 60%。本专利技术通过以下技术路线完成1、菌株的收集、分离纯化从土壤和植物体上采集样品，保湿运回实验室，将样品置于无菌水中30分钟后， 加入真菌富集培养基(蛋白胨 log、CMC-Na 10g、K2HPO4Ig, Na2C035g、MgSO4 · 7H20 0. lg、 FeSO4 · 7H20 0. 015g、MnSO4O. 05mg、酵母膏IOg, pH 6. 0)中富集培养，得到混合菌液。采用逐级梯度稀释的方法至10_6，取10_3_10_5于土豆培养基(去皮马铃薯200g，蔗 糖20g，琼脂15-20g，pH自然)上，30°C条件下培养4-5d，得到不同的真菌菌落，进一步分离 纯化获得纯培养，共获得15株真菌菌株。2、菌株的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型降解农作物秸秆的复合菌剂，其特征在于，所述的复合菌剂由球孢枝孢菌、毛木耳、香菇菌株配比获得，其中球孢枝孢菌∶毛木耳∶香菇的体积比为２０％～２５％∶２０％～２５％∶５０％～６０％。

【技术特征摘要】
一种新型降解农作物秸秆的复合菌剂，其特征在于，所述的复合菌剂由球孢枝孢菌、毛木耳、香菇菌株配比获得，其中球孢枝孢菌∶毛木耳∶香菇的体积比为20％～25％∶20％～25％∶50％～60％。2.权利要求1的新型降解农作物秸秆的复合菌剂，其特征在于，所述的毛木耳、香菇、 球孢枝孢菌分另1J为毛木耳 Auricularia polytricha 916-1,香 Lentinula Iateritia 939,球抱枝抱菌 Cladosporium ...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宝恩，甄静，王继雯，周伏忠，陈国参，李冠杰，刘莹莹，
申请(专利权)人：河南省科学院生物研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]