一种分解秸秆的复合微生物菌剂及其制备方法和应用 【技术领域】
本发明属于微生物肥料领域，具体地涉及一种能够分解秸秆的复合微生物菌剂及含有该菌剂的生物有机肥。
背景技术
我国是农业大国，各类农作物，如秸秆资源十分丰富，秸秆年产量达7亿多吨。随着农村经济的发展和农村能源问题的解决，农作物秸秆的剩余量越来越多，农作物在收获季节秸秆被集中燃烧的现象日益突出，不仅污染环境，危害人们的身体健康，而且烟雾弥漫，影响交通和飞行安全，容易引起火灾。因此，合理的开发利用农作物秸秆显得尤为重要。
农作物生产中，化肥的大量使用，造成土地和环境污染严重。同时由于大量化肥的使用，使得农产品质量差，蔬菜产品中硝酸盐含量超标，农药残留量高，严重危害人们健康。
而农作物秸秆中含有大量的氮、磷、钾及其他微量元素。秸秆直接还田后，在土壤中的转化是一个复杂的生物化学过程。随着微生物技术的发展，更多的功能菌逐渐被认识，因此如何有效改造和利用各种菌之间的互生、协同作用，越来越得到了人们的深入研究。
【发明内容】
本发明就是针对上述问题，提供一种可以分解农作物秸秆的复合微生物菌剂。利用该复合微生物菌剂发酵处理秸秆等农业废弃物制成微生物肥料，不仅有利于改善土壤理化性质，减轻病虫害发生，同时节约资源，有利于农业的可持续发展。
本发明中，由如下7种菌组成：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、融合乳酸菌(Werssellaconfusa)、圆褐固氮菌(Azotobacter chroococum)和酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiace)。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分解秸秆的复合微生物菌剂，按载体的重量份配比组成如下：
含枯草芽孢杆菌载体 1份、
含巨大芽孢杆菌载体 1～3份、
含短小芽孢杆菌载体 0.5～1.5份、
含蜡状芽孢杆菌载体 4～6份、
含融合乳酸菌载体 0.5～1.5份、
含圆褐固氮菌载体 3～5份、
含酿酒酵母菌载体 0.5～1.5份；
其中，所述的载体为：淀粉和红糖按重量比99～96∶1～4组成的载体，或麸皮和米糠按重量比60～40∶40～60组成的载体，或草炭和膨润土按重量比30～70∶70～30组成的载体。
上述的分解秸秆的复合微生物菌剂的制备方法如下：
1)载体制备：
按重量比99～96∶1～4将淀粉和红糖混合均匀，作为吸附载体；
或按重量比60～40∶40～60将麸皮和米糠混合均匀，作为吸附载体；
或按重量比30～70∶70～30将草炭和膨润土混合均匀，作为吸附载体；
2)含微生物菌株的载体制备
分别将枯草芽孢杆菌、圆褐固氮菌和酿酒酵母菌活化，放大，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过2.5亿个/克，分别得到含枯草芽孢杆菌载体、含圆褐固氮菌载体和含酿酒酵母菌载体；
分别将巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和融合乳酸菌活化，放大，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过3亿个/克，分别得到含巨大芽孢杆菌载体、含短小芽孢杆菌载体、含蜡状芽孢杆菌载体和含融合乳酸菌载体；
培养基采用PGY固体培养基或PGY液体培养基。
PGY固体培养基：蛋白胨10克，牛肉膏4克，酵母膏4克，吐温80 0.25毫升，葡萄糖1克，NaCl 5克，琼脂20克，自来水1000毫升，PH自然；
PGY液体培养基：在上述固体培养基成分中不加琼脂。
3)混合
将第二步骤制备的含微生物菌株的载体，按如上所述的重量份配比，取料，混合均匀；在无菌条件下，发酵，保持温度35～38℃，持续24～36小时；然后进行低温干燥，干燥温度不高于55℃，至水量≤20％，有效活菌总数≥20亿/克，杂菌率≤10％时，常温常压真空包装。
采用上述制备的分解秸秆的复合微生物菌剂，处理秸秆制备秸秆生物有机肥。采用工业化生产，秸秆生物有机肥由上述制备的分解秸秆的复合微生物菌剂、秸秆、尿素或鸡粪、米糠或麸皮和水组成；其重量配比为：每1000kg秸秆，加入4～6kg尿素或80～120kg鸡粪，4～6kg米糠或4～6kg麸皮，2～4kg复合微生物菌剂，和580kg～640kg水。
上述秸秆生物有机肥制备方法如下：将秸秆，尿素或鸡粪，米糠或麸皮，和水按上述配比加入发酵仓中，通过扣压摩擦使机体内被处理的混合物温度自行升高，当温度达到55～60℃时，出仓，加入分解秸秆的复合微生物菌剂，排堆翻拌，通过物料温度自然升高进行发酵，当翻拌后温度升高微弱或不再升高时，造粒，烘干，过筛，包装。
采用上述制备的分解秸秆的复合微生物菌剂，处理秸秆制备秸秆生物有机肥。也可以采用农民自家生产，秸秆生物有机肥由以下原料按配比组成：每1000kg秸秆，加入2～4kg复合微生物菌剂，8～12kg尿素，40～60kg细土和580kg～640kg水。
上述秸秆生物有机肥制备方法如下：
按上述配比取料，将秸秆用水润湿，分层平铺，复合微生物菌剂与细土混合均匀，每平铺一层秸秆，撒入复合微生物菌剂和尿素，撒料时尿素与复合微生物菌剂分别撒入，堆成不小于2.0m×1.5m×1.0m的长方体，四周用木板进行围挡或用泥土覆盖，上面覆盖一层塑料编织布，自然堆积发酵。
上述秸秆生物有机肥的生产工艺：发酵分成两步进行，即前发酵和后发酵。前发酵是将秸秆、尿素或鸡粪、米糠或麸皮和水混合后，在发酵仓或发酵槽中进行发酵；后发酵是将复合微生物菌剂与混合物混合均匀后，堆积发酵，使尚未完全分解的有机物质继续分解，变成稳定的腐殖质物质。
本发明的有益效果：
本发明的分解秸秆的复合微生物菌剂，原料易得，生产方法简单，利用此菌剂可分解农作物秸秆，制成生物有机肥，该生物有机肥，有机质发酵充分，肥效好，可生产无公害、绿色食品和有机食品，对于改善土质，保护环境具有一定作用。
以玉米生产为例，使用含有复合微生物菌剂的秸秆生物有机肥与单施化肥比较，使用秸秆生物有机肥，玉米根茎叶、籽粒产量的比值分别提高29.3％和13.8％。化肥处理没有氮素的净残留，其损失率高达64.0％，含有复合微生物菌剂的秸秆生物有机肥配合化肥，残留率最高16.14％，损失率最低53.0％。
具体实施方式：
实施例1 一种分解秸秆的复合微生物菌剂
(一)按载体的重量份配比组成如下：
含枯草芽孢杆菌载体 1份、
含巨大芽孢杆菌载体 2份、
含短小芽孢杆菌载体 1份、
含蜡状芽孢杆菌载体 5份、
含融合乳酸菌载体 1份、
含圆褐固氮菌载体 4份、
含酿酒酵母菌载体 1份；
其中，所述的载体为：淀粉和红糖按重量比98∶2组成的载体。
(二)制备方法如下：
1)载体制备：
按重量比98∶2将淀粉和红糖混合均匀，作为吸附载体；
2)含微生物菌株的载体制备
①含枯草芽孢杆菌载体：将枯草芽孢杆菌按微生物领域常规操作进行活化，经一级放大，二级放大和摇床放大，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过2.5亿个/克，具备混合条件；
培养基采用PGY固体培养基。PGY固体培养基：蛋白胨10克，牛肉膏4克，酵母膏4克，吐温80 0.25毫升，葡萄糖1克，NaCl 5克，琼脂20克，自来水1000毫升，PH自然；
②含巨大芽孢杆菌载体：取巨大芽孢杆菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过3亿个/克，具备混合条件；
③含短小芽孢杆菌载体：取短小芽孢杆菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过3亿个/克，具备混合条件；
④含蜡状芽孢杆菌载体：取蜡状芽孢杆菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过3亿个/克，具备混合条件；
⑤含融合乳酸菌载体：取融合乳酸菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过3亿个/克，具备混合条件；
⑥含圆褐固氮菌载体：取圆褐固氮菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过2.5亿个/克，具备混合条件；
⑦含酿酒酵母菌载体：取酿酒酵母菌，培养基和步骤同①，当有效活菌数超过2.5～5亿个/ml时，分别进行载体吸附，至载体上有效活菌数超过2.5亿个/克，具备混合条件；
3)混合
将第二步骤制备的含微生物菌株的载体，按载体的重量份配比，取料，混合均匀；在无菌条件下，发酵，保持温度35～38℃，持续24～36小时；然后进行低温干燥，干燥温度不高于55℃，至含水量≤20％，有效活菌总数≥20亿/克，杂菌率≤10％时，常温常压真空包装。制成分解秸秆地复合微生物菌剂。
实施例2 一种分解秸秆的复合微生物菌剂
(一)按载体的重量份配比，组成如下：
含枯草芽孢杆菌载体 1份、
含巨大芽孢杆菌载体 1份、
含短小芽孢杆菌载体 0.5份、
含蜡状芽孢杆菌载体 4份、
含融合乳酸菌载体 0.5份、
含圆褐固氮菌载体 3份、
含酿酒酵母菌载体 0.5份；
其中，所述的载体为：麸皮和米糠按重量比50∶50组成的载体。
(二)制备方法如下：
1)载体制备：
按重量比50∶50将麸皮和米糠混合均匀，作为吸附载体；
2)含微生物菌株的载体制备
方法同实施例1。
不同的是：培养基采用PGY液体培养基。PGY液体培养基：蛋白胨10克，牛肉膏4克，酵母膏4克，吐温80 0.25毫升，葡萄糖1克，NaCl 5克，自来水1000毫升，PH自然；
3)混合：方法同实施例1。
实施例3 一种分解秸秆的复合微生物菌剂
(一)按载体的重量份配比组成如下：
含枯草芽孢杆菌载体 1份、
含巨大芽孢杆菌载体 3份、
含短小芽孢杆菌载体 1.5份、
含蜡状芽孢杆菌载体 6份、
含融合乳酸菌载体 1.5份、
含圆褐固氮菌载体 5份、
含酿酒酵母菌载体 1.5份；
其中，所述的载体为：草炭和膨润土按重量比60∶40组成的载体。
(二)制备方法如下：
1)载体制备：
按重量比60∶40将草炭和膨润土混合均匀，作为吸附载体；
2)含微生物菌株的载体制备：方法及培养基同实施例1。
3)混合：方法同实施例1。
实施例4 一种秸秆生物有机肥
配比为：以1000kg秸秆为基础，添加5kg尿素，5kg米糠，3kg实施例1制备的分解秸秆的复合微生物菌剂和610kg水。
制备方法：将秸秆，尿素，米糠和水投入发酵仓中，通过扣压摩擦使机体内被处理的混合物温度自行升高，处理温度达到55～60℃时，出仓，加入分解秸秆的复合微生物菌剂，混合均匀后，堆置成高0.7m、宽2.2m的长条形料堆，上插温度计，堆置发酵，开始时从常温(25～30℃)启动至高温(50℃)呈直线上升，一般仅需2～3天，接着进入60～70℃高温期，通常可维持5～6天，然后转入中温(45℃)阶段，当加入较多的疏松有机物(玉米杆)时，65～70℃高温可持续10天以上。翻拌后温度升高微弱或不再升高，标志着易分解的碳水化合物和氮化物的初级分解已基本结束。发酵5天后，将料堆摊开晾干，当水分降至30％时，将发酵产物造粒，干燥，当物料含水量降低至20％以下时，包装，制成秸秆生物有机肥。
实施例5 一种秸秆生物有机肥
配比为：以1000kg秸秆为基础，添加100kg鸡粪，5kg麸皮，3kg实施例2制备的分解秸秆的复合微生物菌剂和610kg水。
制备方法：按配比取料，将秸秆用水润湿，分层平铺，复合微生物菌剂与细土混合均匀，每平铺一层秸秆，撒入复合微生物菌剂和尿素，撒料时尿素与复合微生物菌剂分别撒入，共分3次撒入复合微生物菌剂和尿素。堆成不小于2.0m×1.5m×1.0m的长方体，四周用木板进行围挡或用泥土覆盖，上面覆盖一层塑料编织布。处理第3天开始，料堆温度急剧上升，第10天秸秆周围形成大量的菌丝体，物料颜色变暗，明显炭化，用手触之即碎。夏秋季一般堆制40～60天即可，制成秸秆生物有机肥。