一種炭吸附秸稈腐熟劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種炭吸附秸稈腐熟劑的制備方法，該炭吸附秸稈腐熟劑的制備方法包括以下步驟：腐熟菌株的分離和鑒定；腐熟菌劑的生產(chǎn)；驗證炭吸附秸稈腐熟劑的效果。本發(fā)明提供的炭吸附秸稈腐熟劑的制備方法操作工藝簡單，設(shè)備要求低，可實現(xiàn)低成本、大規(guī)模生產(chǎn)，有效的避免了傳統(tǒng)秸稈處理方法造成環(huán)境污染，物理及化學(xué)處理方法對設(shè)備要求高、成本高，難以大規(guī)模實施的問題，是一種新的秸稈還田的方法，實現(xiàn)了環(huán)境資源的循環(huán)利用，符合綠色農(nóng)業(yè)的要求，具有良好的發(fā)展空間。
【專利說明】一種炭吸附秸稈腐熟劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于作物秸桿處理領(lǐng)域，尤其涉及一種炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年產(chǎn)出大量的稻、麥、玉米、油類作物等秸桿，高達(dá)5億噸。一般來講，麥秸、稻草、玉米秸桿含纖維素量分別在80%、75%、50%左右，含植粉量分別在13%、15%、40%左右，殘渣量在10%左右。秸桿除含有大量有機物外，還含有N 0.4%、P2O5 0.2%、K2O5 1.5%。因而不難看出秸桿全身是寶，其所含營養(yǎng)成分，不亞于糧食本身。
[0003]農(nóng)作物秸桿是一種數(shù)量十分可觀的寶貴資源，可以用作肥料、飼料、能源、工業(yè)原料等，應(yīng)用前景十分廣闊。
[0004]但是我國現(xiàn)在秸桿處理和利用現(xiàn)狀并不樂觀，在我國特別是農(nóng)村，大多仍然使用最原始的處理方法——焚燒，這不僅造成了資源的巨大浪費，而且還對環(huán)境構(gòu)成了巨大的威脅。所以我國專家學(xué)者研究開發(fā)了物理、化學(xué)、生物等多種有效處理秸桿的方法，并正在努力的進(jìn)行推廣和實施。雖然現(xiàn)在在國內(nèi)還未完全普及，但如今秸桿的利用率已不可同日而語了，而且我國農(nóng)民的環(huán)保意識也進(jìn)一步加強，這更有助于我國秸桿處理技術(shù)的普及和推廣。
[0005]但由于秸桿 數(shù)量大、密度小、集散儲運費用高、使用不便，相對于化肥和其他能源，其經(jīng)濟價值較低。
[0006]目前人們主要將秸桿當(dāng)作廢物丟棄或田間燃燒，這樣不僅造成有機資源的極大浪費，也使土壤的肥力逐年下降、理化性質(zhì)漸漸變差，特別是對社會帶來巨大的危害性。
[0007]—、秸桿焚燒產(chǎn)生的滾滾濃煙造成空氣能見度降低，直接影響民航和交通，造成民航延班或飛機無法降落，高速被迫封閉，公路、鐵路等無法正常運營；二、造成大氣環(huán)境污染，嚴(yán)重破壞了附近城市的環(huán)境形象，“三夏” “三秋”期間眼科疾病和呼吸道疾病發(fā)病率驟增，危害人民群眾的身體健康；三、形成新的安全隱患，收獲季節(jié)往往天氣干燥，田間易燃物增多，隨意焚燒秸桿，極易造成附近未收割的農(nóng)田及林木失火，甚至殃及田間農(nóng)民的生命安全；四、造成土壤板結(jié)，秸桿焚燒使土壤中有機質(zhì)遭到破壞，致使土壤板結(jié)、肥力下降、糧食減產(chǎn)；五、造成資源浪費，破壞農(nóng)村生態(tài)平衡，影響農(nóng)村經(jīng)濟效益的提高和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
[0008]為何時下以焚燒處理秸桿的方法普遍流行呢，因為農(nóng)民焚燒秸桿可以追求經(jīng)濟利益的最大化。農(nóng)民作為理性的經(jīng)濟人總是力求使自己的利益最大化，在對各種處理方法進(jìn)行比較后，農(nóng)民認(rèn)為就地露天焚燒秸桿可以獲得自身利益最大化。
[0009]調(diào)查表明，在經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)，秸桿作為一種劣質(zhì)燃料，已被煤和煤氣所替代，失去其作為燃料的價值。
[0010]隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，農(nóng)村逐步實現(xiàn)了機械化，機械耕作逐步代替了牛耕，化肥代替了堆肥，秸桿作為飼料和肥料的意義已逐漸減少。由此看來，秸桿的傳統(tǒng)利用價值已經(jīng)大大減少，成為廉價產(chǎn)品，焚燒秸桿的現(xiàn)象也就越嚴(yán)重。
[0011]在這些地區(qū)現(xiàn)有利用秸桿的方式工序多、成本高、費時費事、影響農(nóng)時，這些原因是農(nóng)民對于廢棄秸桿做出焚燒選擇的又一原因。農(nóng)民利用秸桿的成本高包括兩方面的內(nèi)容。一方面是利用現(xiàn)有的秸桿處理技術(shù)的費用成本較高，另一方面是利用秸桿的機會成本較高，農(nóng)民投人秸桿利用中的勞動所獲得的收益較低，而將同樣的勞動投人到其它經(jīng)營活動中收益會更高。在現(xiàn)有的經(jīng)濟技術(shù)條件下，對農(nóng)民來說，把廢棄的秸桿焚燒掉是效率最高、最經(jīng)濟合算的處理辦法。由此可見，秸桿的處理和利用已成為一個巨大負(fù)擔(dān)，因此，推廣有效地科學(xué)的秸桿處理方法，合理處理和利用秸桿，對于發(fā)展經(jīng)濟建設(shè)、保護生態(tài)環(huán)境，具有特別重要的現(xiàn)實意義。
[0012]目前，秸桿處理比較科學(xué)有效的物理方法包括切短、磨碎及蒸煮法等，較為簡單，常作為其他方法的前處理。物理法能提高秸桿的適口性，增加采食量，但是不能提高秸桿的營養(yǎng)價值和消化率。另外還有高壓蒸汽處理、膨化等。秸桿中的木質(zhì)素在溫度達(dá)到170 V時才可以軟化或是部分水解，這種處理需要特定的設(shè)備輸送熱量、控制溫度，成本較高。
[0013]秸桿的化學(xué)處理法有堿化處理、氨化處理等，成本高，難以大規(guī)模實施。
[0014]秸桿如何處理更好？將秸桿炭吸附秸桿腐熟，將秸桿的各種成分歸于農(nóng)田，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，同時避免因秸桿焚燒造成的環(huán)境污染是一個很不錯的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的在于提供一種炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，旨在解決傳統(tǒng)秸桿處理方法造成環(huán)境污染，物理及化學(xué)處理方法對設(shè)備要求高，成本高，難以大規(guī)模實施的問題。
[0016]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，該炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法包括以下步驟:
腐熟菌株的分離和鑒定；
腐熟菌劑的生產(chǎn)；
驗證炭吸附秸桿腐熟劑的效果。
[0017]進(jìn)一步，腐熟菌株分離和鑒定的具體方法為:
采取自然稻桿腐熟田塊的腐熟稻桿和周圍土壤，保存，采用Kelman Λ s TTC Agar選擇性培養(yǎng)基分離腐熟菌；
通過盆栽試驗和大田試驗復(fù)篩出高效腐熟菌株YLY6、YLY10，鑒定到屬種，菌種于30%甘油中-70°C保存。
[0018]進(jìn)一步，腐熟菌劑的生產(chǎn)方法如下:
1)將腐熟菌YLY6與YLYlO分別接種到PDA培養(yǎng)液，分別進(jìn)行液體發(fā)酵生產(chǎn)；
2)將腐熟菌與炭化后的秸桿和菜柏微生物酶解混合物分別進(jìn)行固體發(fā)酵； 3)將炭化秸桿和菜柏的微生物酶解混合物兩類分別將腐熟菌YLY6固體菌劑和YLYlO固體菌劑以體積比1:1混合，獲得炭化秸桿的固體混合菌劑和菜柏微生物酶解混合物的固體混合菌劑；
4)再降炭化秸桿的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比75%分別與菜柏微生物酶解混合物的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比25%的比例充分混合，并后熟2-3天，后熟過程中翻堆2次，在溫度不超過60°C的條件下將微生物菌劑的含水量蒸發(fā)至不高于30%，獲得能快速腐熟秸桿的炭吸附秸桿腐熟劑。[0019]進(jìn)一步，腐熟菌YLY6與YLYlO發(fā)酵生產(chǎn)的條件為:
PH生產(chǎn)范圍自然，培養(yǎng)溫度范圍3(T38°C，攪拌速度為180~300轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵中后期形成芽孢，使發(fā)酵液中含菌或芽孢量≤5X IO9個/ml。
[0020]進(jìn)一步，所用PDA培養(yǎng)液配制方法為:
土豆削皮后切成塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經(jīng)過濾后濾液中加蔗糖，定容至，pH值調(diào)至7.2-7.4，121°C滅菌20min，土豆、蔗糖、定容后液體的重量體積比為10g: lg:50ml。
[0021]進(jìn)一步，腐熟菌與秸桿和菜柏微生物酶解混合物分別進(jìn)行固體發(fā)酵的方法為: 每噸固體有機物料中加入腐熟菌液50L，固體發(fā)酵過程中每天翻堆一次，固體發(fā)酵溫度
不超過50°C，發(fā)酵5天后結(jié)束，接抗菌含量不低于I X IO8個/g，獲得兩種腐熟菌的炭化秸桿固體菌劑和菜柏微生物酶解混合物固體菌劑。
[0022]本發(fā)明提供的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法操作工藝簡單，設(shè)備要求低，可實現(xiàn)低成本、大規(guī)模生產(chǎn)，有效的避免了傳統(tǒng)秸桿處理方法造成環(huán)境污染，物理及化學(xué)處理方法對設(shè)備要求高、成本高，難以大規(guī)模實施的問題，是一種新的秸桿還田的方法，實現(xiàn)了環(huán)境資源的循環(huán)利用，符合綠色農(nóng)業(yè)的要求，具有良好的發(fā)展空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例提供的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技`術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]圖1示出了本發(fā)明提供的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法的流程。為了便于說明，僅僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0026]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0027]本發(fā)明提供的具體實施例如下:
(一)菌株的分離和鑒定
采取東北黑土地自然秸桿腐熟田塊的腐熟秸桿和周圍土壤，樣品低溫保存，采用Kelman TTC Agar選擇性培養(yǎng)基分離腐熟菌，再通過盆栽試驗和大田試驗最終復(fù)篩出高效腐熟菌株YLY6，YLY10，鑒定到屬種，菌種于30%甘油中-70°C保存。
[0028]腐熟菌YLY6屬于枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，其主要生物學(xué)特性為:革蘭氏染色陽性(G+)，細(xì)胞為桿狀，過氧化氫酶陽性，淀粉水解陽性、V.P.反應(yīng)陽性，甲基紅試驗陰性，纖維素分解陰性，明膠水解陽性，硝酸鹽還原陽性，吲哚試驗陽性，能利用檸檬酸鹽，能產(chǎn)氨，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，發(fā)酵木糖、L-阿拉伯糖、甘露糖只產(chǎn)酸。
[0029]腐熟菌YLYlO屬于黑曲霉(Aspergillus niger)，其主要生物學(xué)特性為:革蘭氏染色陽性(G+)，細(xì)胞為桿狀，過氧化氫酶陽性，淀粉水解陽性、V.P.反應(yīng)陽性，甲基紅試驗陰性，纖維素分解陰性，明膠水解陽性，硝酸鹽還原陽性，吲哚試驗陽性，能利用檸檬酸鹽，能產(chǎn)氨，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，發(fā)酵木糖、L-阿拉伯糖、甘露糖只產(chǎn)酸。
[0030](二)菌劑生產(chǎn)I)將腐熟菌YLY6與YLYlO分別接種到PDA培養(yǎng)液，分別進(jìn)行液體發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵生產(chǎn)的條件為:PH生產(chǎn)范圍自然，培養(yǎng)溫度范圍3(T38°C，攪拌速度為180-300轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵中后期形成芽孢，使發(fā)酵液中含菌或芽孢量> 5X IO9個/ml。所用PDA培養(yǎng)液配制方法為，以配制IL培養(yǎng)基為例:用200g 土豆削皮后切成小塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經(jīng)過濾后濾液中加20g普通蔗糖，定容至1000ml，pH值調(diào)至7.2-7.4，121°C滅菌20min。
[0031]2)將腐熟菌與炭化后的秸桿和菜柏微生物酶解混合物分別進(jìn)行固體發(fā)酵，每噸固體有機物料中加入腐熟菌液50L，固體發(fā)酵過程中每天翻堆一次，使固體發(fā)酵溫度不超過500C，一般發(fā)酵5天后結(jié)束，使接抗菌含量達(dá)到I X IO8個/g以上，獲得兩種腐熟菌的炭化秸桿固體菌劑和菜柏微生物酶解混合物固體菌劑。
[0032]3)將炭化秸桿和菜柏的微生物酶解混合物兩類分別將腐熟菌YLY6固體菌劑和YLYlO固體菌劑以體積1:1混合，獲得炭化秸桿的固體混合菌劑和菜柏微生物酶解混合物的固體混合菌劑。
[0033]4)再降炭化秸桿的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比75%分別與菜柏微生物酶解混合物的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比25%的比例充分混合，并后熟2-3天，后熟過程中翻堆2次，最后在溫度不超過60°C的條件下將微生物菌劑的含水量蒸發(fā)至30%以下，獲得能快速腐熟秸桿的炭吸附秸桿腐熟劑。
[0034]用上述腐熟菌所生產(chǎn)的混合微生物炭吸附秸桿腐熟劑，其中含有I X IO8個/g以上的腐熟菌YLY6或YLY10，或腐熟菌YLY6和YLY10，全氮含量為4_5%、總氮磷鉀養(yǎng)分為6-10%、有機質(zhì)含量為40-45%。
[0035](三)驗證炭吸附秸桿腐熟劑的效果` 在溫室內(nèi)選取一畝地塊作物驗證田塊，種植小麥與玉米，待作物成熟收割后，在整地時加入炭吸附秸桿腐熟劑，每畝施用5kg。
[0036]秸桿處理:一是將粉碎后的玉米秸桿全部還田。二是選取粗細(xì)與長度接近的完整的玉米秸桿，將其破碎成長度3cm~5cm的小段(要保證取樣時不損失)。稱取50g秸桿小段放入已進(jìn)行編號的尼龍網(wǎng)袋中。取5袋樣品置85°C下烘干處理6小時后，準(zhǔn)確稱重并記錄每袋的重量N 00剩余網(wǎng)袋分別平鋪到三個不同處理大區(qū)中(每個處理袋數(shù)相同)。
[0037]該驗證區(qū)域處理如下:
處理1:無秸桿還田+常規(guī)施肥(CK)；
處理2:秸桿還田+普通有機肥；
處理3:水稻秸桿還田+炭吸附秸桿腐熟劑；
秸桿腐熟程度記載:秸桿還田使用腐熟劑后在第5天、第10天、第30天、第70天觀察記載秸桿定性腐解度。一般條件下，秸桿腐解程度為定性比較，統(tǒng)計時把秸桿顏色中黃、微黃、褐黃、黑黃分別定為1、2、3、4級,稻桿氣味中的霉味、氨味、酒味、腐爛味分別定為1、2、
3、4級，手感軟化程度中的硬、微軟、軟、腐爛分別定為1、2、3、4級，統(tǒng)計時各處理中的腐解程度數(shù)值為三大指標(biāo)數(shù)值之和，數(shù)值越大表示該處理的秸桿腐爛越快，腐熟作用越明顯；秸桿還田使用腐熟劑后在第5天、第10天、第30天、第70天觀察記載秸桿腐熟變化程度。
【權(quán)利要求】
1.一種炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，該炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法包括以下步驟: 腐熟菌株的分離和鑒定； 腐熟菌劑的生產(chǎn)； 驗證炭吸附秸桿腐熟劑的效果。
2.如權(quán)利要求1所述的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，腐熟菌株分離和鑒定的具體方法為: 采取自然稻桿腐熟田塊的腐熟稻桿和周圍土壤，保存，采用Kelman Λ s TTC Agar選擇性培養(yǎng)基分離腐熟菌； 通過盆栽試驗和大田試驗復(fù)篩出高效腐熟菌株YLY6、YLY10，鑒定到屬種，菌種于30%甘油中-70°C保存。
3.如權(quán)利要求1所述的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，腐熟菌劑的生產(chǎn)方法如下: 1)將腐熟菌YLY6與YLYlO分別接種到PDA培養(yǎng)液，分別進(jìn)行液體發(fā)酵生產(chǎn)； 2)將腐熟菌與炭化后的秸桿和菜柏微生物酶解混合物分別進(jìn)行固體發(fā)酵； 3)將炭化秸桿和菜柏的微生物酶解混合物兩類分別將腐熟菌YLY6固體菌劑和YLYlO固體菌劑以體積比1:1混合，獲得炭化秸桿的固體混合菌劑和菜柏微生物酶解混合物的固體混合菌劑； 4)再降炭化秸桿的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比75%分別與菜柏微生物酶解混合物的固體單一菌劑、混合菌劑按體積比25%的比例充分混合，并后熟2-3天，后熟過程中翻堆2次，在溫度不超過60°C的條件下將微生物菌劑的含水量蒸發(fā)至不高于30%，獲得能快速腐熟秸桿的炭吸附秸桿腐熟劑。
4.如權(quán)利要求1所述的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，腐熟菌YLY6與YLYlO發(fā)酵生產(chǎn)的條件為: PH生產(chǎn)范圍自然，培養(yǎng)溫度范圍3(T38°C，攪拌速度為180-300轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵中后期形成芽孢，使發(fā)酵液中含菌或芽孢量≥5X IO9個/ml。
5.如權(quán)利要求1所述的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，所用PDA培養(yǎng)液配制方法為: 土豆削皮后切成塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經(jīng)過濾后濾液中加蔗糖，定容至，pH值調(diào)至7.2-7.4，121°C滅菌20min，土豆、蔗糖、定容后液體的重量體積比為10g: lg:50ml。
6.如權(quán)利要求1所述的炭吸附秸桿腐熟劑的制備方法，其特征在于，腐熟菌與秸桿和菜柏微生物酶解混合物分別進(jìn)行固體發(fā)酵的方法為: 每噸固體有機物料中加入腐熟菌液50L，固體發(fā)酵過程中每天翻堆一次，固體發(fā)酵溫度不超過50°C，發(fā)酵5天后結(jié)束，接抗菌含量不低于I X IO8個/g，獲得兩種腐熟菌的炭化秸桿固體菌劑和菜柏微生物酶解混合物固體菌劑。
【文檔編號】C05F17/00GK103694011SQ201310702849
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】單曉昌, 張立平 申請人:江蘇永祿肥料有限公司