CN1201000C - 一种纤维素分解复合菌剂其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维素分解复合菌剂其制备方法及其在制备生物菌肥中的应用，本发明的纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌8-40份、芽孢杆菌30-50份、酵母菌10-20份、霉菌30-50份，四种菌分别进行斜面培养、菌种的培养，然后进行菌剂的制作得纤维素分解复合菌剂；该菌剂能直接分解植物秸秆，使之腐化，转化为植物所需的几乎所有营养，用其制成的生物菌肥具有改良土壤；减少病虫害；利用资源降低成本；减少污染，改善环境；提高作物产量，优化作物质量的作用，是一种易于操作的、无害化绿色生物肥料。

Description

一种纤维素分解复合菌剂其制备方法及其应用

本发明涉及一种复合菌剂，具体地讲是以纤维素分解菌为主体，并配有多种菌种制成能直接分解纤维素的复合菌剂，及其制备方法，以及该复合菌剂在制备生物菌肥方面的应用。

众所周知，土地是人类赖以生存发展的基础，土地赋予人类取之不尽的财富，近年来，随着化肥的广泛使用，给种植业带来了一场产量革命，但是连续多年大量使用化肥，人们在欣喜于高产量、便捷化的同时，却发现它随之带来严重的副作用：土壤中原有的微生态平衡被严重破坏，成份比例严重失调；土壤硬化板结，地力逐年退化，保肥保水性能大大降低；土传病害加剧，因而植物的病虫害也不断加剧，合成农药用量剧增，农业投入成本加大；作物品质和产量大幅度下降；更令人担忧的是，人类生存环境遭受污染，我们食用的果蔬、粮食中的有害残留物成为生命的杀手，严重摧残着人类的身心健康，年积月累，后患无穷。另外，我国种植业每年产生各种秸秆6亿吨，除极少数动物过腹转化外，绝大部分被遗弃，或被填埋或被焚烧，严重污染了环境，增加了病虫害滋生蔓延的机会。因而世界范围内开始研究解决土壤的改良问题，人们发现了生物肥料。国外在生物肥料的研制和应用方面起步较早，如美国的固氮菌、日本的BOM菌、EM菌、韩国的乐土菌等在我国也有应用，但价格较高，功能单一，液态施用不方便，推广受到限制；我国在进入80年代末期，生物菌肥逐步兴起，生产生物肥的厂家越来越多，但由于国内研制肥料方面的生物菌种极少，厂家使用的菌种大部分是进口，如日本的酵素菌，价格昂贵，而且由于长期储存，菌种死亡率很高，且经国内微生物专家实验考证，日本的酵素菌不含分解纤维素的微生物，而仅仅在秸杆腐化中起催化促进作用；没有从根本上解决纤维素分解问题，我国多数厂家生产的菌肥大多为单一菌种，功能单一，效果不显著。因而一种能利用植物秸秆这一自然资源，通过腐化使之转化为植物所需的几乎所有营养，从而改善土壤结构的微生物菌剂，目前未曾见到。

本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足，而提供一种能直接分解植物秸秆，使之腐化，转化为植物所需的几乎所有营养，从而增加土壤中腐殖质的含量、有机质的含量、微生物的含量，微量元素也以天然比例返回土壤，改善土壤的团粒结构，增加土壤的保水、保肥能力和抗病能力，提高土壤通透性的纤维素分解复合菌剂。

本发明的另一目的是提供该纤维素分解复合菌剂的培养方法。

本发明的又一目的是提供纤维素分解复合菌剂在制备生物菌肥中的应用。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌8-40份、芽孢杆菌30-50份、酵母菌10-20份、霉菌30-50份。

本发明的一种优选方案是纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌15-30份、芽孢杆菌35-45份、酵母菌12-18份、霉菌35-45份。

本发明的一种最佳方案是纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌20份、芽孢杆菌40份、酵母菌15份、霉菌40份。

复壮用培养基：用淀粉、酪蛋白、卵黄、核酸、纤维素(滤纸)、树叶加入上述培养基来培养传代并挑取分解能力强的菌落用于生产。

本发明所涉及的菌种保存：冻干与斜面保存。

本发明所涉及的菌种：

纤维素分解菌是一种杆菌，是需氧菌，革兰氏阴性杆菌，能直接分解纤维素；芽孢杆菌包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等；霉菌包括黑曲霉等。

本发明所述的纤维素分解复合菌剂的培养方法，其步骤如下：

a，斜面培养：

四种菌分别接斜面，按常规工艺进行培养；

b，菌种的培养：

芽孢杆菌的培养使用PD(调pH为7.4)培养基：将洗净去皮的纯正土豆切碎称重，按200g加1000ml水计，在锅中煮沸10分钟，四层纱布过滤，将得到的滤液调至pH值为7.4，按2％加入葡萄糖，分装入500ml锥形烧瓶，每瓶130ml，塞上棉塞，高压灭菌，接种上芽孢杆菌菌种，放30℃的摇瓶机中140转/分钟，振荡培养48-72h；

霉菌(真菌)与酵母菌使用自然pH的PD培养基：做法同上面芽孢杆菌的培养，但不调pH值，其pH为5-6，接种菌种后在摇瓶机上培养48-72h；

纤维素分解菌用培养基：(按1000ml计)：培养基的成份为：硫酸铵3g、磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢钠0.5g、MgSO₄.7H₂O 0.3g、硝酸钾0.2g、氯化钙0.01g、硫酸亚铁0.001g、羧甲基纤维素钠3g，酵母膏0.01g，pH值7.6，分装于500ml锥形瓶中，每瓶140ml，高压蒸气灭菌后使用，接种纤维素分解菌后，同上法放30℃摇瓶培养72h；

纤维素分解菌同时又可使用静止培养法，即将上述纤维素分解菌用培养基，分装于300ml锥形烧瓶，每瓶约150ml。灭菌后，接种纤维素分解菌，每瓶加入直径9cm滤纸两张，使2/3在液体中，在30℃下静止培养5天；

c，菌剂的制作：将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，按比例混合在一起，并按每克载体1亿的菌数吸附到载体上，制成纤维素分解复合菌剂，所述的载体包括草炭、米糠、页岩粉，可为一种及两种以上的混合。

生产用培养基：营养琼脂、PDA、MBM+纤维素。

本发明的纤维素分解复合菌剂是以纤维素菌为主体，并含有多种有益的微生物，能直接分解植物秸秆中的纤维素、淀粉、蛋白质、核酸、卵磷脂等，将植物秸杆甚至杂草，通过腐烂熟化、分解，产生大量新的有益的微生物、有机质、腐殖质，秸秆中的微量元素也以天然比例还回土壤。

本发明的工艺流程如下：

将纤维素分解菌、芽孢杆菌、酵母菌、霉菌分别进行复壮、筛选得到纤维素分解菌菌群，然后分别进行培养，繁殖扩大，而后将其按比例混合，附着在载体上，再进行消毒、干燥、包装成为成品，可用于生物肥料生产接种，又可直接用于秸秆生物菌肥腐熟。

本发明所述的纤维素复合菌剂的特点：能直接分解秸秆纤维素，时间短，且分解彻底；制备方法简单。

本发明所述的纤维素分解复合菌剂可与沸石、页岩、红糖、鸡粪、骨粉、鱼粉等辅料混合、发酵、烘干、包装、低温储藏制成生物菌肥。

本发明所述的纤维素分解复合菌剂还可用于制备生物菌堆肥，其具体步骤如下：在秸秆上分层均匀撒入纤维素分解复合菌剂，清水，人、家禽、牲畜粪便，含有氨离子的盐如硫酸铵、碳酸氢铵，含硝酸根的盐如硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠，红糖，麸子，将秸杆堆成“山”字形，堆顶上加覆盖物，如塑料薄膜，一星期洒一次水，用于降温，保持堆内温度为35-70℃，最好45-65℃，15-30天腐化完成，制成有机生物菌堆肥。

本发明涉及的秸秆腐化制成的生物菌堆肥，其腐化程度为：其中80-90％可呈黑褐色，用手一捏就发脆变碎，接近草炭样；其余为黄褐色，且软而易碎。

本发明所制取的生物菌堆肥实验测定，此腐化产物，80％为有机质即含碳水化合物，其中的活性有机质占7-30％，均值为15％。

本发明的生物菌堆肥在姜田里做过大量实验。

1、本发明的生物菌堆肥对大姜产量、质量的影响

在本地的两个4亩大姜实验田里分别采用本发明的生物菌堆肥与化肥、有机肥等值投入，同样管理。结果发现：使用本发明生物菌堆肥的姜田比使用化肥、有机肥的姜田分别增产54.65％、55.01％，验收发现：用本发明生物菌堆肥的大姜块茎粗大、成色好，售价高。

2、本发明的生物菌堆肥对大姜植物学性状的影响

本发明的生物菌堆肥对大姜的种植实验，在2亩大姜实验田里，采用本发明的生物菌堆肥与复合肥、鸡粪对照实验，等价投入，同样管理。结果发现：使用本发明生物菌堆肥的大姜比使用其它肥料的大姜株高增加13cm，茎粗增加0.4cm，分枝数增加2.1个。表明：本发明的生物菌堆肥有利于植物生长发育。

3、本发明的生物堆菌肥对土壤结构的影响

在2亩大姜实验田里种植后测得：使用本发明生物菌堆肥的土壤容重量最小，为1.20g/cm³；土壤孔隙度最大，为57.20％；土壤的团粒结构增加，其保肥保水能力增加，而使用复合肥、鸡粪的姜田出现土壤板结。因而得知：本发明的生物菌堆肥中的有益微生物能改善土壤的微生态环境，为植物的生长发育提供良好的土壤环境。

4、本发明的生物菌堆肥对病虫害的影响

在几个实验田里进行多点实验发现：使用本发明生物菌堆肥的大姜实验田姜瘟病发病率仅为0.1％，病情指数为0.03％；大姜斑点病病情指数仅为2.3％；癞皮病发病率仅为0.08％。可以表明：本发明的生物菌堆肥中的有益微生物能对土壤中病原菌起到抑制和猎杀作用，减少病虫害发生。

另外，本发明的生物菌堆肥对果树、蔬菜、农作物也有同样的作用，据果农们测算，使用本发明生物菌堆肥后果树的增产效果达30％以上；蔬菜的增产效果达35％以上，农作物的增产效果达20％以上。

结论：通过连续两年的对比实验，可以看出本发明的生物菌堆肥能促进植物发育，提高产量，减少病虫害的发生，还能改善土壤的理化性状，增加其通透性，增强保水保肥能力，提高养分利用率，使土壤微生态环境得到改善。

本发明与已有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步：1、改良土壤，通过使用菌肥，增加土壤有机质、腐殖质和微量元素含量，逐步扭转土壤硬化板结、地力退化的状况；2、减少病虫害，通过使用菌肥，提高了土壤本身抵抗病虫害的能力，另外通过植物秸杆腐化，消灭了病原体，使植物机体茁状；3、利用资源，减少污染，解决了秸杆焚烧、乱堆乱放对环境的污染问题，同时在生物菌肥的生产过程中不产生废水、废气、废渣排放，无任何污染，符合国家环保标准；4、提高产量和质量，降低成本，增加农民收入，增强土地投入的吸引力；5、易于操作，利用每年的高温季节，将植物秸秆、人畜粪便堆积于果园、姜田、苗木、蔬菜大棚、农田地头，即可进行腐熟；6、改善环境，植物秸秆、人畜粪便甚至杂草都将变废为宝，作无害化处理，被充分利用，届时田间地头净化，村边街头美化，田间焚烧，革堆起火将成为过去，生存环境为之一新；7、优化作物质量，推动特色农业发展，提高参与国际竞争水平和出口创汇能力。

为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明。

实施例1 ，将有益微生物菌群即纤维素分解菌、芽孢杆菌、酵母菌、霉菌四种菌种分别进行：a，斜面菌种培养：四种菌分别接斜面，培养30h，然后加入到无菌水中，振荡30分钟，得菌悬液；

b，菌种的培养：

芽孢杆菌的培养使用PD(调pH为7.4)培养基：将洗净去皮的纯正土豆切碎称重，按200g加1000ml(1升)水计，在锅中煮沸10分钟，四层纱布过滤，将得到的滤液调至pH值为7.4，按2％加入葡萄糖，分装入500ml锥形烧瓶，每瓶130ml，塞上棉塞，高压灭菌，接种上菌种，放30℃的摇瓶机中140转/分钟，振荡培养60h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升8亿个菌，即8亿/ml；

霉菌(真菌)与酵母菌使用自然pH的PD培养基：做法同上面芽孢杆菌的培养，但不调pH值，其pH约为5-6，接种菌种后在摇瓶机上培养60h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升8亿个菌，即8亿/ml；

纤维素分解菌用培养基：(按1000ml计)：培养基的成份为：硫酸铵3g、磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢钠0.5g、硫酸镁.7H₂O 0.3g、硝酸钾0.2g、氯化钙0.01g、硫酸亚铁0.001g、羧甲基纤维素钠3g，酵母膏0.01g，pH值7.6，分装于500ml锥形瓶中，每瓶140ml，高压蒸气灭菌后使用，接种纤维素分解菌后，同上法放30℃摇瓶培养72h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升8亿个菌，即8亿/ml；

c，菌剂的制作：将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，按体积份纤维素分解菌20ml、芽孢杆菌40ml、酵母菌15ml、霉菌40ml的比例混合在一起，按每克载体1亿的菌数吸附到草炭载体上，制成纤维素分解复合菌剂。

实施例2，将有益微生物菌群即纤维素分解菌、芽孢杆菌、酵母菌、霉菌四种菌种分别进行：a，斜面菌种培养：四种菌分别接斜面，培养30h，然后加入到无菌水中，振荡24分钟，得菌悬液；

b，菌种的培养：

芽孢杆菌的培养使用PD(调pH为7.4)培养基：将洗净去皮的纯正土豆切碎称重，按200g加1000ml(1升)水计，在锅中煮沸10分钟，四层纱布过滤，将得到的滤液调至pH值为7.4，按2％加入葡萄糖，分装入500ml锥形烧瓶，每瓶130ml，塞上棉塞，高压灭菌，接种上菌种，放30℃的摇瓶机中140转/分钟，振荡培养48h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升16亿个菌，即16亿/ml；

霉菌(真菌)与酵母菌使用片自然pH的PD培养基：做法同上面芽孢杆菌的培养，但不调pH值，其pH约为5-6，接种菌种后在摇瓶机上培养48h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升16亿个菌，即16/ml；

纤维素分解菌用培养基：(按1000ml计)：液体培养基的成份为：硫酸铵3g、磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢钠0.5g、硫酸镁.7H₂O 0.3g、硝酸钾0.2g、氯化钙0.01g、氯化钠0.1g、硫酸亚铁0.001g、羧甲基纤维素钠3g，酵母膏0.01g，pH值7.6，分装于500ml锥形瓶中，每瓶140ml，高压蒸气灭菌后使用，接种纤维素分解菌后，同上法放30℃摇瓶培养72h；而后收获并计数，进行适当稀释，使每毫升16亿个菌，即16亿/ml

c，菌剂的制作：将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，按体积份纤维素分解菌40ml、芽孢杆菌50ml、酵母菌20ml、霉菌50ml的比例混合在一起，按每克载体1亿的菌数吸附到草炭和米糠的混合载体上，制成纤维素分解复合菌剂。

实施例3，将有益微生物菌群即纤维素分解菌、芽孢杆菌、酵母菌、霉菌四种菌种分别进行：a，斜面菌种培养：四种菌分别接斜面，培养36h，然后加入到无菌水中，振荡30分钟，得菌悬液；

b，菌种的培养：

芽孢杆菌的培养使用PD(调pH为7.4)培养基：将洗净去皮的纯正土豆切碎称重，按200g加1000ml(1升)水计，在锅中煮沸10分钟，四层纱布过滤，将得到的滤液调至pH值为7.4，按2％加入葡萄糖，分装入500ml锥形烧瓶，每130ml，塞上棉塞，高压灭菌，接种上菌种，放30℃的摇瓶机中140转/分钟，振荡培养72h；

霉菌(真菌)与酵母菌使用自然pH的PD培养基：做法同上面芽孢杆菌的培养，但不调pH值，其pH约为5-6，接种菌种后在摇瓶机上培养72h；

纤维素分解菌用培养基：(按1000ml计)：液体培养基的成份为：硫酸铵3g、磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢钠0.5g、硫酸镁.7H₂O 0.3g、硝酸钾0.2g、氯化钙0.01g、氯化钠0.1g、硫酸亚铁0.001g、羧甲基纤维素钠3g，酵母膏0.01g，pH值7.6，分装于300ml锥形烧瓶，每瓶约150ml，灭菌后，接种纤维素分解菌，每瓶加入直径9cm滤纸两张，使2/3在液体中，在30℃下静止培养5天；

c，菌剂的制作：将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，按体积份纤维素分解菌8ml、芽孢杆菌30ml、酵母菌10ml、霉菌30ml的比例混合在一起，按每克载体1亿的数量吸附到草炭、米糠和页岩混合的载体上，制成纤维素分解复合菌剂。

实施例4，取干重1000Kg的玉米秸秆，加入1Kg上述纤维素分解复合菌剂、500Kg清水、100Kg人、家禽、牲畜粪便，再加入5Kg硫酸铵、0.5Kg硝酸铵、1Kg红糖、30kg麸子，分层均匀撒入秸秆上，堆成“山”字形，堆顶覆盖塑料薄膜，一星期洒一次水降温，保持温度为45-65℃，20天腐化完成，制成有机生物菌堆肥。

实施例5，取干重1000Kg的小麦秸秆，加入1.5Kg上述纤维素分解复合菌剂、600Kg清水、100Kg人、家禽、牲畜粪便，再加入5Kg碳酸氢铵、0.5Kg硝酸钾、1Kg红糖、50kg麸子，分层均匀撒入秸秆上，堆成“山”字形，堆顶覆盖塑料薄膜，一星期洒一次水降温，保持温度为35-70℃，15天腐化完成，制成有机生物菌堆肥。

实施例6，取干重1000Kg的油菜秸秆，加入1.2Kg上述纤维素分解复合菌剂、550Kg清水、100Kg人、家禽、牲畜粪便，再加入5Kg碳酸氢铵、0.5Kg硝酸钠、1Kg红糖、40kg麸子，分层均匀撒入秸秆上，堆成“山”字形，堆顶覆盖塑料薄膜，一星期洒一次适量水降温，温度高时多加，保持温度为45℃左右，30天腐化完成，制成有机生物菌堆肥。

Claims (7)

1、一种纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌8-40份、芽孢杆菌30-50份、酵母菌10-20份、霉菌30-50份。

2、按权利要求1所述的一种纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌15-30份、芽孢杆菌35-45份、酵母菌12-18份、霉菌35-45份。

3、按权利要求1或2所述的一种纤维素分解复合菌剂，由下列单位体积内菌数相同的菌种按体积份组成：纤维素分解菌20份、芽孢杆菌40份、酵母菌15份、霉菌40份。

4、权利要求1所述的纤维素分解复合菌剂的培养方法，其步骤如下：

a，斜面培养：

四种菌分别接斜面，按常规工艺进行培养；

b，菌种的培养：

芽孢杆菌的培养使用PD培养基，调pH为7.4：将洗净去皮的纯正土豆切碎称重，按200g加1000ml水计，在锅中煮沸10分钟，四层纱布过滤，将得到的滤液调至pH值为7.4，按2％加入葡萄糖，分装入500ml锥形烧瓶，每瓶130ml，塞上棉塞，高压灭菌，接种上芽孢杆菌菌种，放30℃的摇瓶机中140转/分钟，振荡培养48-72h；

霉菌属于真菌中的一种，霉菌与酵母菌使用自然pH的PD培养基：做法同上面芽孢杆菌的培养，但不调pH值，其pH为5-6，接种菌种后在摇瓶机上培养48-72h；

纤维素分解菌用培养基：按1000ml计：培养基的成份为：硫酸铵3g、磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢钠0.5g、MgSO₄·7H₂O 0.3g、硝酸钾0.2g、氯化钙0.01g、硫酸亚铁0.001g、羧甲基纤维素钠3g，酵母膏0.01g，pH值7.6，分装于500ml锥形瓶中，每瓶140ml，高压蒸气灭菌后使用，接种纤维素分解菌后，同上法放30℃摇瓶培养72h；

c，菌剂的制作：将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，按比例混合在一起，并按每克载体1亿的菌数吸附到载体上，制成纤维素分解复合菌剂。

5、按权利要求4所述的纤维素分解复合菌剂的培养方法，其特征在于所述的纤维素分解菌用培养基步骤中纤维素分解菌使用静止培养法，即将上述纤维素分解菌用培养基，分装于300ml锥形烧瓶，每瓶约150ml，灭菌后，接种纤维素分解菌，每瓶加入直径为9cm滤纸两张，使2/3在液体中，在30℃下静止培养5天。

6、按权利要求4所述的纤维素分解复合菌剂的培养方法，其特征在于所述的菌剂的制作步骤中所述的载体包括草炭、米糠、页岩粉，可为一种及两种以上的混合。

7、权利要求1所述的纤维素分解复合菌剂在制备生物菌肥方面的应用。