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1、(10)申请公布号 CN 103146579 A(43)申请公布日 2013.06.12CN103146579A*CN103146579A*(21)申请号 201310055173.9(22)申请日 2013.02.21CGMCC No.5856 2012.03.07CGMCC No.5857 2012.03.07C12N 1/00(2006.01)C12N 1/20(2006.01)C12N 1/14(2006.01)C05F 17/00(2006.01)C05G 3/02(2006.01)C12R 1/885(2006.01)C12R 1/685(2006.01)C12R 1/66(200。
2、6.01)C12R 1/125(2006.01)C12R 1/01(2006.01)(71)申请人云南云叶化肥股份有限公司地址 650000 云南省昆明市经开区昌宏路49号(72)发明人张琪 尚海丽 王亚辉 张丽芳余广华 钟学鹏(74)专利代理机构昆明正原专利商标代理有限公司 53100代理人金耀生(54) 发明名称一种有机肥发酵菌剂及其应用(57) 摘要本发明是一种有机肥发酵菌剂及其应用。它由用绿色木霉(Trichoderma.viride)、黑曲霉(Aspergullus.niger)、枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtilis)、单球菌(Roseateles.sp)、臭曲霉(Asp。
3、ergillus.foetidus)组成,按绿色木霉47%-51%、黑曲霉16%-20%、枯草芽孢杆菌11%-15%、单球菌8%-12%、臭曲霉8%-12%进行混合后即得有机肥发酵菌剂。将该发酵菌剂按有机肥料重量百分比3-5添加在有机肥料中,并调节有机肥料水分含量为物质总量的50%-70%,即可进行有机肥料的发酵腐熟。能提高肥料肥效及肥料功能性;提高生产效率,增大年产量;降低生产成本,节约更多资源。对改善作物生长情况和内在品质都有很大的好处。(83)生物保藏信息(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书14页 附图8页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说。
4、明书14页 附图8页(10)申请公布号 CN 103146579 ACN 103146579 A1/1页21.一种有机肥发酵菌剂,其特征在于由用绿色木霉(Trichoderma.viride)、黑曲霉(Aspergullus.niger)、枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtilis)、单球菌(Roseateles.sp)、臭曲霉(Aspergillus.foetidus)组成,按绿色木霉47%-51%、黑曲霉16%-20%、枯草芽孢杆菌11%-15%、单球菌8%-12%、臭曲霉8%-12%进行混合后即得有机肥发酵菌剂。2.根据权利要求1所述的有机肥发酵菌剂,其特征在于所述枯草芽孢杆菌和单。
5、球菌用LB培养基,接种量为5%-10%,30-37好氧条件下培养1-2天。3.根据权利要求1所述的有机肥发酵菌剂,其特征在于所述绿色曲霉和黑木霉用PDA培养基,接种量为5%-10%,25-30好氧条件下培养3-5天。4.根据权利要求1所述的有机肥发酵菌剂,其特征在于所述臭曲霉用磷酸三钙培养基,接种量为5%-10%,25-30好氧条件下培养3-5天。5.权利要求1所述的有机肥发酵菌剂的应用,其特征在于将该发酵菌剂按有机肥料重量百分比3-5添加在有机肥料中,并调节有机肥料水分含量为物质总量的50%-70%,即可进行有机肥料的发酵腐熟。6.根据权利要求5所述的有机肥发酵菌剂的应用,其特征在于所述有机。
6、肥料以烟草废弃物为主要原料,烟草废弃物为60%-70%,草炭为30-40%。权 利 要 求 书CN 103146579 A1/14页3一种有机肥发酵菌剂及其应用技术领域0001 本发明涉及化肥技术领域,具体地说是一种以烟草废弃物为主要生产原料的有机肥发酵菌剂及其应用。背景技术0002 随着时代的发展,化学肥料已经越来越不适用于现代农业生产。农业专家经多年的研究发现,施用化肥的隐蔽性损失十分严重,成本逐年增加,效益却不断降低,每吨化肥产粮已由最初的14.8吨降到了目前的5.8吨;在过多施用了化肥的土壤中,无机物含量猛增,有机物弱化,微量元素失衡,作物病虫害日趋严重。0003 我国既是化肥生产大国。
7、,又是使用大国,多年来,农业的增产与丰收离不开化肥,但化肥也带来不容忽视的问题。有资料表明,从1984年到1994年的10年间,我国的化肥用量由1700多万吨上升到3300多万吨,增加90.7,相比之下,同期粮食产量只由40000多万吨上升到44000多万吨,增加幅度9.1。这说明,化肥使用的回报递减突出。大量化肥随雨水淋溶汇入了地下水或流入湖泊。没有被作物利用的化肥显然对环境造成了污染。大量使用化肥,也刺激了化肥工业生产量的扩大。我国氮肥工业中64是用煤做工业燃料。生产1吨合成氨要排放3、4吨二氧化碳,这些排放物是温室效应和破坏臭氧层的罪魁祸首。因此,从减缓气候变化和环境保护上来看,必须减少。
8、化肥用量。0004 化肥的主要危害如下:(1)造成江河及地下源污染。目前化肥的利用率只有30%左右,其余随农田径流带入水体,不但造成巨大的经济损失,而且对水资源造成严重的污染,会使水中氨氮、亚硝酸盐量成倍的增加。(2)破坏土壤结构。长期使用化肥,特别是氮肥,使土壤酸化、板结,土壤颗粒结构遭到破坏。(3)影响人类健康。施用化肥特别是氮肥过多的粮食和蔬菜中,硝酸盐的含量高,长期食用会使人的工作能力下降,严重的会导致癌症、白血病的发生。 0005 有鉴于此,有机肥料又重新回到了人们的视线。有机肥料肥效较为缓慢,但肥效长,可以有效改善土壤理化性质,增加土壤有机质含量,改良土壤中的微生物菌群,常年使用有。
9、机肥料,可以增加土壤肥力,有效改善土壤板结状况,提高作物产质量,是农业生产可持续发展的必要产品。0006 有机肥料的传统发酵方法,只是将各种有机物料进行简单的堆腐,腐熟一段时间后直接撒施在田地里。这种方法可能导致有机肥发酵腐熟程度不高,烧根烧苗,也有可能导致肥料中的大肠菌群、蛔虫卵及其他有害病菌、害虫没有被有效杀死,将肥料施用到田地里后会引起作物病虫害,甚至影响人体健康。0007 采用烟草废弃物作为有机肥料的主要生产原料。烟草废弃物是烟草生产中废弃不用的部分,传统的处理方法为焚烧,既浪费了资源又污染了环境,同时大量不法商贩利用烟草废弃物制造假冒伪劣香烟,扰乱市场秩序,侵害消费者权利。烟草废弃物。
10、中含有大量氨基酸、有机质等营养成分,可以有效培肥土壤,同时又含有烟碱,具有驱虫避害的作用,在土壤中可以分解,不会残留。说 明 书CN 103146579 A2/14页40008 烟草废弃物中的烟杆纤维素和木质素含量很高,不易吸水,不易断裂,坚硬难以软化,腐熟程度不高,在有机肥的发酵过程中成为亟需解决的难题。目前市场上还没有专门用于以烟草废弃物为主要生产原料发酵有机肥的适宜菌剂,因此,发明一种适用于烟草废弃物发酵生产的农用微生物菌剂显得尤为重要。发明内容0009 本发明的目的是提供一种适用于以烟草废弃物为主要生产原料的有机肥发酵菌剂及其应用。0010 本发明认为:有机肥料的现代化生产,应当合理配。
11、比生产原料,科学调节水分及供氧量,加入适用于生产原料发酵特性的微生物菌剂来促进肥料的发酵腐熟,这样才能保证产品的质量符合标准的要求,保障肥料在农业生产中的安全性和高效性。而加入微生物菌剂可以加快有机肥料的腐熟进程、降低生产成本、提高肥料肥效及肥料功能性,是满足生产需要,提高产品的市场竞争能力的有效途径。0011 为此,本发明提供一种既可以有效提高发酵效率,减少发酵时间,又可以保证有机肥料腐熟度的微生物有机肥发酵菌剂。0012 有机肥的发酵腐熟分为三个阶段,即升温阶段、高温阶段、降温阶段。要想设计出可以适用于整个有机肥发酵过程中的微生物菌剂,就必须考虑有机肥的发酵特性及菌种的发酵特性。根据温度的。
12、变化,采取低温、中温、高温菌种组合的方法,来组配菌种,同时考虑菌种对生产原料的分解能力,达到既能高效分解原料中的各种成分,又能提高腐熟效率,增大腐熟程度的效果。0013 本发明的技术方案为:用绿色木霉(Trichoderma.viride)、黑曲霉(Aspergullus.niger)、枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtilis)、单球菌(Roseateles.sp)、臭曲霉(Aspergillus.foetidus),按绿色木霉47%-51%、黑曲霉16%-20%、枯草芽孢杆菌11%-15%、单球菌8%-12%、臭曲霉8%-12%进行混合后即得有机肥发酵菌剂。0014 该发酵菌剂在以烟。
13、草废弃物为主要生产原料的有机肥料中添加有机肥料重量百分比3-5,并调节有机肥料水分含量为物质总量的50%-70%,即可进行有机肥料的发酵腐熟。0015 所述枯草芽孢杆菌和单球菌用LB培养基,接种量为5%-10%,30-37好氧条件下培养1-2天。0016 所述绿色曲霉和黑木霉用PDA培养基,接种量为5%-10%,25-30好氧条件下培养3-5天。0017 所述臭曲霉用磷酸三钙培养基,接种量为5%-10%,25-30好氧条件下培养3-5天。0018 所述以烟草废弃物为主要原料生产的有机肥料,烟草废弃物为60%-70%,草炭为30-40%。0019 所述绿色木霉(Trichoderma.virid。
14、e)为低温菌种,其生长及发酵温度为20-28,黑曲霉(Aspergullus.niger)和臭曲霉(Aspergillus.foetidus)为中温菌种,其生长及发酵温度为25-37,枯草烟包杆菌(Bacillus.subtilis)和单球菌(Roseateles.sp)为高温菌种,其生长及发酵温度为30-45。各菌种的特性如下:说 明 书CN 103146579 A3/14页5绿色木霉(Trichoderma.viride):木霉菌属于半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目,粘孢菌类,是一类普遍存在的真菌。绿色木霉是木霉菌中具有重要经济意义的一种。绿色木霉在自然界分布广泛,常腐生于木材、种子及植物残体上。
15、。绿色木霉能产生多种具有生物活性的酶系,如:纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶等。绿色木霉是所产纤维素酶活性最高的菌株之一,对纤维素有很强的分解作用。0020 黑曲霉(Aspergullus.niger):半知菌亚门,丝孢纲,丝孢目,丛梗孢科,曲霉属真菌中的一个常见种。广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中。是重要的发酵工业菌种,可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。对淀粉、纤维素、蛋白质等物质均具有分解作用。0021 枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtilis):枯草芽孢杆菌,是芽孢杆菌属的一种需氧菌。可利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨。
16、酸形成吲哚。0022 单球菌(Roseateles.sp)经测序介于Mitsuaria.chitosanitabida和Roseateles.depolymerans两个种属之间,与两个种的部分16S rRNA的Blast比对后,相似性均为99%,从进化树的角度看与Roseateles属更为接近。具有很强的将不溶性钾分解为可溶性钾的功能。0023 臭曲霉(Aspergillus.foetidus)经序列比对,信息结果与数据库中Aspergillus菌种的复合率较高;聚类分析,发现该菌株与Aspergillus.niger的聚类相距较远,明显分为两组, 聚类结果与Aspergillus.tubi。
17、ngensis和Aspergillus.foetidus等菌种的聚类结果较为相近,可判定该菌株与Aspergillus.foetidus等菌种的亲缘关系较近。具有很强的将不溶性磷分解为可溶性磷的功能。0024 菌种来源:绿色木霉(Trichoderma viride)由南昌市生物化工重点实验室购买;黑曲霉由(Aspergullus niger)广东环凯微生物科技有限公司购买,菌种编号为CMCC(F)98003;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)由广东环凯微生物科技有限公司购买,菌种编号为CMCC(B)63501;单球菌为申请人筛选菌种,其保藏登记号为CGMCC No.5856;。
18、臭曲霉为申请人筛选菌种,其保藏登记号为CGMCC No.5857。0025 本发明的有机肥发酵菌剂与现有技术比较具有以下优点:1、提高生产效率,增大年产量将此微生物菌剂应用于实际生产中,与不加入菌剂或加入酵素菌进行生产相比,可以有效减少发酵时间5-9天,这就大大节约了生产时间,提高了发酵效率,在相同的时间内可以生产更多的产品,年产量有很大的提高。0026 2、降低生产成本,节约更多资源由于生产效率的提高,导致每吨有机肥生产时间有所缩短,这样就节约了时间成本;同时水、电、汽的使用量有所减少,也节约了能源成本;生产工人的工作时间减少,节约了劳动力成本。因此随着生产效率的提高,生产成本也有所降低,节。
19、约了更多资源。0027 3、提高肥料肥效及肥料功能性使用此微生物菌剂发酵的有机肥,有机质含量和养分含量都较高,可以为作物提供充分的营养,而其中的烟碱成分也得到了一部分的分解,即可以起到驱虫的作用,又可以在土壤中分解,不会对作物造成危害,另外此种肥料氨基酸的含量也较高,对改善作物生长情况和内在品质都有很大的好处。说 明 书CN 103146579 A4/14页6附图说明0028 图1是本发明的实施例1发酵菌种进行200kg发酵试验上层温度变化折线图。0029 图2是本发明的实施例1发酵菌种进行200kg发酵试验中层温度变化折线图。0030 图3是本发明的实施例1发酵菌种进行200kg发酵试验下层。
20、温度变化折线图。0031 图4是本发明的实施例1发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽数变化折线图。0032 图5是本发明的实施例1发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽指数柱状图。0033 图6是本发明的实施例2发酵菌种进行200kg发酵试验上层温度变化折线图。0034 图7是本发明的实施例2发酵菌种进行200kg发酵试验中层温度变化折线图。0035 图8是本发明的实施例2发酵菌种进行200kg发酵试验下层温度变化折线图。0036 图9是本发明的实施例2发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽数变化折线图。0037 图10是本发明的实。
21、施例2发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽指数柱状图。0038 图11是本发明的实施例3发酵菌种进行200kg发酵试验上层温度变化折线图。0039 图12是本发明的实施例3发酵菌种进行200kg发酵试验中层温度变化折线图。0040 图13是本发明的实施例3发酵菌种进行200kg发酵试验下层温度变化折线图。0041 图14是本发明的实施例3发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽数变化折线图。0042 图15是本发明的实施例3发酵菌种进行200kg发酵试验并以其产物进行发芽率试验发芽指数柱状图。具体实施方式0043 实施例1:用绿色木霉47%、黑曲霉20%。
22、、枯草芽孢杆菌13%、单球菌12%、臭曲霉8%,进行混合后即得有机肥发酵菌剂。0044 以下是本发明的有机肥发酵菌剂试验效果1、中试:以200kg烟草废弃物及草炭混合物(比例为7:3)作为发酵原料,水分调节至50%,进行发酵试验,使其起始温度为室温,设置三个处理如下:处理一:空白发酵;处理二:按照5的比例加入从昆明邦特生物工程技术有限公司购买的酵素菌进行发酵;处理三:按照5的比例加入本发明研制的微生物菌剂(实施例1)进行发酵。0045 发酵后通过测定其升温曲线及检测其产品质量来判断其发酵效果。0046 测得数据如下:表1 200kg发酵试验升温表说 明 书CN 103146579 A5/14页。
23、7根据表1和图1、图2、图3可知,处理一和处理二前期升温较快,处理三前期升温较慢,但处理二与处理三的发酵最高温度均高于处理一,处理三又高于处理二。后期降温处理三最快,处理一次之,处理二最慢。0047 2、中试样品检验将三个处理的样品进行检验,结果如下:表2 检验结果记录表说 明 书CN 103146579 A6/14页8通过表2可以看出,有机质的质量分数处理三最高,处理一居中,处理二最少;养分含量处理三最高,处理二居中,处理一最少;水分含量处理一最高,处理三居中,处理二最低;酸碱度处理二碱性最高,处理三居中,处理一最接近中性;粪大肠菌群数处理一较高,处理二和处理三很低。0048 处理一没有添加。
24、特定菌种,仅靠自然条件中的菌种发酵,升温较快,但由于菌种不能完全满足物料的发酵特性,所以高温期温度不够高,对有害微生物及害虫的杀灭率不够高,且高温时间持续较短,物料腐熟性不够好,养分不能有效释放,水分含量也很高。0049 处理二由于多种菌种共同作用,前期升温较慢,但高温期温度较高,且高温期持续时间较长,可以有效杀死病原微生物及害虫,减少有机肥中的水分,腐熟度也会大大提高,但发酵时间过长会消耗物料中的有机质,且增加产品碱性,另外还会增加生产成本,降低生产效率,不利于工业化生产。0050 处理三发酵前期升温很快,高温期温度较处理二更高,且降温速度最快,在有效杀死多种病虫害,保证产品腐熟程度的同时,。
25、既能减少有机质的损耗,又能保证物料中养分的充分分解,其中添加的具有溶磷、解钾功能的菌种对肥料中磷、钾的分解也有很大的作用,另外水分和酸碱度都较为适宜,可以有效提高腐熟效率,减少发酵时间。0051 3、中试样品发芽率试验采用发芽率试验检测发酵产物腐熟度。0052 试验方法:将风干发酵产品5g放入200mL烧杯中,加入60的温水100mL浸泡3h后过滤,将滤出汁液取10mL,倒进铺有二层滤纸的培养皿,排种50粒白菜,进行发芽试验过程。另设对照,培养皿中使用的是蒸馏水,种子与发芽试验方法与产品滤出液相同。播种后每隔24小时观察计数一次,其中播种后5天、7天要求计数准确,并测量种子根长,计算发芽指数。。
26、一般认为发芽率为对照区的90%以上,说明产品已腐熟合格。发芽指数GI(%)=(堆肥浸提液的种子发芽率种子根长)(蒸馏水的种子发芽率种子根长)100。说 明 书CN 103146579 A7/14页90053 试验共进行七天,记录如下:表3 发芽率结果记录表表4 发芽指数统计表通过以上表3、表4和图3、图4可以看出,除对照外,处理三的发芽率最高,发芽指数也最高,其次是处理二,处理一发芽率和发芽指数都较低,其发芽率未达到对照的90%以上,所以处理一未能完全腐熟,处理二、处理三均已腐熟,其中以处理三的腐熟效果最好。0054 实施例2用绿色木霉51%、黑曲霉16%、枯草芽孢杆菌15%、单球菌9%、臭曲。
27、霉9%,进行混合后即得有机肥发酵菌剂。0055 以下是本发明的有机肥发酵菌剂试验效果1、中试:以200kg烟草废弃物及草炭混合物(比例为7:3)作为发酵原料,水分调节至50%,进行发酵试验,使其起始温度为室温,设置三个处理如下:处理一:空白发酵;处理二:按照5的比例加入从昆明邦特生物工程技术有限公司购买的酵素菌进行发酵;处理三:按照5的比例加入本发明研制的微生物菌剂(实施例2)进行发酵。0056 发酵后通过测定其升温曲线及检测其产品质量来判断其发酵效果。0057 测得数据如下:说 明 书CN 103146579 A8/14页10表5 200kg发酵试验升温表根据表5和图6、图7、图8可知,处理一和处理二前期升温较快,处理三前期升温较慢,但处理二与处理三的发酵最高温度均高于处理一,处理三又高于处理二。后期降温处理三最快,处理一次之,处理二最慢。0058 2、中试样品检验将三个处理的样品进行检验,结果如下:表6 检验结果记录表说 明 书CN 103146579 A10。