秸秆有机肥料及其制备方法

1.降解秸秆制备肥料的方法，是用降解秸秆的菌剂发酵秸秆得到肥料；所述降解秸秆的菌剂的活性成份为绿色木霉(Trichoderma viride)、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)和饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)；
所述绿色木霉(Trichoderma viride)为绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)为黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC
32248，所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)为饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC 10273；
所述降解秸秆的菌剂中，所述绿色木霉(Trichoderma viride)、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)的集落形成单位数目比为(0.8-1.2)∶(0.8-1.2)∶(0.8-1.2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述降解秸秆的菌剂中，所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30166、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC
32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC 10273分别独立包装。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC 32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC 10273接入秸秆中，发酵1-2天后，再接入所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30166，再发酵
20-30天。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述黄绿木霉(Trichoderma
4 5
aureoviride)ACCC 32248的接入量为1×10-1×10 孢子数/kg秸秆；所述饲料类芽孢杆
4 5
菌(Paenibacillus pabuli)ACCC 10273的接入量为1×10-l×10 孢子数/kg秸秆；所述
4 5
绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30166的接入量为1×10-1×10 孢子数/kg秸秆。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述降解秸秆的菌剂中，所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC 30166、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC
32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC 10273混合在一起。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述降解秸秆的菌剂接入秸秆中，发酵20-30天。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述降解秸秆的菌剂接入量为
4 5
1×10-1×10 黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC 32248孢子/kg秸秆。
8.由权利要求1至7中任一所述的方法制备的肥料。

秸秆有机肥料及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及秸秆有机肥料及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 农作物秸秆是一种潜在的非竞争资源，具有数量大、分布广和种类多等特点。据报道，我国各类农作物秸秆年总产量达7亿吨以上，其中稻草2.3亿吨，玉米秸秆2.2亿吨，豆类和秋杂粮秸秆10亿吨，花生、薯类藤蔓和甜菜叶等1.0亿吨，占世界总秸秆量的30％左右。但是，这些秸秆资源却长期没有得到合理的开发，传统上，秸秆被作为农户生产燃料或用于牲畜的粗饲料，少量用于造纸。近年来，由于农户生活燃料锐减，秸秆直接还田或腐熟还田量少，而田间直接焚烧量大，全国每年约有2/3的秸秆被直接焚烧。所有的秸秆中经过技术处理后利用的仅占2.6％。\n[0003] 秸秆中碳占绝大部分，其次为钾、硅、钙、镁、硫、磷，焚烧后的产物主要有CO2、CO、SO2、NO2和N2O，这些有害气体进入大气后造成了严重的环境污染。如果将这些秸秆堆腐后还田，将成为丰富的有机肥培肥土壤，改善土壤性状。\n[0004] 自然状态下，纤维素降解主要通过三种方式：\n[0005] 1)物理方式，包括粉碎、蒸煮、热喷等；2)化学方式，包括酸性水解、碱性水解、氨化和氧化降解；3)微生物降解。物理或化学方法处理秸秆，只能略为提高半纤维素的消化率，对纤维素和木质素的作用不大，未能提高秸秆的营养价值和消化率。化学方法能破坏木质素与多糖之间的酯键结合，使纤维素、半纤维素与木质素分离，将不溶的木质素变成较易溶解的羟基木质素，使秸秆结构变得疏松，结晶纤维素变成无定型纤维素，进而使得秸秆易于分解。但化学方法的缺点在于：纤维素含量太高，蛋白质含量低(5％-10％左右)；矿物质含量不平衡，缺乏维生素A、维生素D和维生素E等；能量值低等(钱辉跃，2004；杨连玉，\n2001)。微生物对纤维素的降解是通过分泌到胞外的游离纤维素酶，以水解酶机制和氧化酶机制降解纤维素(张颖，2005)。利用微生物可将纤维素最终分解成为二氧化碳和水，而通过微生物自身的生长又可产生大量的菌体蛋白，因此运用微生物法处理秸秆，可以大幅度提高其营养价值，与物理化学方法相比，具有许多无可比拟的优点。\n[0006] 上世纪70年代报道了利用混合菌株发酵可以提高纤维素酶的产率和活性。在我国，利用混合菌株发酵提高纤维素酶的产率和活性也引起研究者的广泛关注。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的是提供一种秸秆有机肥料及其制备方法。\n[0008] 本发明所提供的秸秆有机肥料的制备方法，是用降解秸秆的菌剂发酵秸秆得到肥料；所述降解秸秆的菌剂的活性成份包括绿色木霉(Trichoderma viride)、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)和饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)。\n[0009] 本发明所提供的降解秸秆的菌剂的活性成份也可仅有由所述的绿色木霉(Trichoderma viride)、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)和饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)组成。\n[0010] 所述降解秸秆的菌剂可为液体制剂，也可为固体制剂。在液体制剂中加入吸附剂即可获得固体制剂，如加入轻质碳酸钙或草炭等。\n[0011] 其中，所述降解秸秆的菌剂中，所述绿色木霉(Trichoderma viride)、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacilluspabuli)的集落形成单位数目比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。所述绿色木霉(Trichoderma viride)为绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)为黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248，所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)为饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273。\n[0012] 所述降解秸秆的菌剂中，所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273可分别独立包装，也可混合在一起。\n[0013] 当所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacilluspabuli)ACCC10273分别独立包装时，所述方法中，所述黄绿木霉(Trichodermaaureoviride)ACCC32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273接入秸秆中，堆肥发酵1-2天后，然后接入所述绿色木霉(Trichodermaviride)ACCC30166，再发酵20-30天。所述黄绿木霉\n4 5\n(Trichoderma aureoviride)ACCC32248的接入量为1×10-1×10 孢子数/kg秸秆；所述\n4 5\n饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273的接入量为1×10-1×10 孢子数/\n4 5\nkg秸秆；所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166的接入量为1×10-1×10 孢子数/kg秸秆。\n[0014] 所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166的接入量为1×104-1×105孢子数/kg秸秆。\n[0015] 当所述绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166、所述黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248和所述饲料类芽孢杆菌(Paenibacilluspabuli)ACCC10273混合在一起时，所述方法中，所述降解秸秆的菌剂接入秸秆中，发酵20-30天。所述降解秸秆的\n4 5\n菌剂接入量为1×10-1×10 黄绿木霉(Trichodermaaureoviride)ACCC32248孢子/kg秸秆。\n[0016] 本发明的降解秸秆制备肥料的方法能快速腐熟秸秆制备肥料，比正常堆腐发酵时间至少提前15天。施用本发明制备的肥料的土壤中碱解氮、速效磷、钾和有机质含量均比直接使用秸秆和未使用肥料的土壤高，本发明制备的肥料用作基肥，可显著改善蔬菜的品质，施用本发明制备的肥料的油菜和白菜，其叶绿素含量可维持在较高水平，与直接施用秸秆的油菜和白菜相比，生长中期油菜和白菜叶绿素含量分别提高25.99％和10.98％；同时可促进油菜和白菜对氮、磷、钾的吸收利用，与直接施用秸秆的油菜和白菜相比，油菜和白菜产量分别提高22.97％和2.80％；并且，油菜还原糖与Vc含量分别提高21.8％和6.89％；\n白菜还原糖与Vc含量分别提高9％和23.53％。\n具体实施方式\n[0017] 如下实施例所用菌种来自于中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业微生物菌种保藏管理中心(简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081)。\n[0018] 实施例1、降解秸秆制备肥料\n[0019] 1)降解秸秆的菌剂的制备\n[0020] 降解秸秆的菌剂由试剂A、试剂B和试剂H组成，试剂A、试剂B和试剂H独立包装。\n试剂A、试剂B和试剂H按照如下方法制备：\n[0021] 菌株发酵培养基：玉米面0.5g/L、玉米秸秆粉15g/L、麸皮0.25g/L、豆饼粉0.25g/L、4ml/100ml Vogel’s母液，pH值8.5。\n[0022] 绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，在菌株发酵培养基中28℃，200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂A。\n[0023] 黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248，在菌株发酵培养基中28℃，\n200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂B。\n[0024] 饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273在菌株发酵培养基中28℃，\n200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂H。\n[0025] 试剂A中绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，试剂B中黄绿木霉(Trichoderma aureo viride)ACCC32248，和试剂H中饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)的集落形成单位数目比为1：1：1。\n[0026] 2)用于降解秸秆的菌剂中的纤维素酶活、滤纸酶活和β-葡萄糖苷酶活[0027] 测定用于降解秸秆的菌剂中纤维素酶活、滤纸酶活和β-葡萄糖苷酶活。\n[0028] DNS还原糖法测定纤维素酶活方法如下：首先采用3，5-二硝基水杨酸(DNS)，\n550nm处测定吸光度，以无水葡萄糖梯度溶液绘制标准曲线；(用CMC酶活力(CMCase activity)代表内切酶活，取1.5mL0.05mol/L醋酸钠的醋酸溶液配制的1.0％羧甲基纤维素钠溶液加入0.5mL适当稀释降用于解秸秆的菌剂，50℃反应30min后加入3mL DNS试剂，沸水浴5min，冷却后加水稀释到25mL，在550nm测还原糖。\n[0029] 滤纸酶活(filter paper activity，FPA)的测定方法如下：取1.5mL0.05mol/L的醋酸钠的醋酸溶液加入1.5mL适当稀释的用于降解秸秆的菌剂和1条WhatmanNo.1滤纸条(约50mg，1cm×6cm)，50℃保温60min后加入3mL DNS试剂，沸水浴5min，冷却后加水稀释至25mL，在550nm测还原糖。\n[0030] β-葡萄糖苷酶活力的测定方法如下：取1.5mL0.05mol/L醋酸钠的醋酸溶液配制的1.0％水杨苷溶液加入0.5mL适当稀释的用于降解秸秆的菌剂，50℃反应30min后加入\n3mL DNS试剂，沸水浴5min，冷却后加水稀释到25mL，在550nm测还原糖，然后根据绘制的标准曲线计算酶活数值。\n[0031] 测定结果表明，用于降解秸秆的菌剂的CMC酶活(CMCA)达3813.06U/mL，滤纸酶活(FPA)达2107.57U/mL，β-葡萄糖苷酶达3227.17U/mL。\n[0032] 上述实验结果说明三菌株间不仅存在FPA酶和β-葡萄糖苷酶的优势互补，而且降低了整体的纤维素酶类对营养物质的依赖性和代谢产物抑制的敏感性，使酶活力在较长时间内维持高水平。\n[0033] 3)制备秸秆有机肥料\n[0034] 将玉米秸秆用粉粹机粉粹，获得的秸秆片段小于1.0cm，作为处理物。向\n5\n处理物中按照15kg尿素/吨秸秆的比例加入尿素，按照1×10cfu黄绿木霉\n(Trichodermaaureoviride)ACCC32248孢子/kg秸秆接入实施例1的试剂B；然后按照\n5\n1×10cfu饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273孢子/kg秸秆接入实施例\n5\n1的试剂H发酵1.5天；最后，按照1×10cfu绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166孢子/kg秸秆接入实施例1的试剂A，发酵25d，制得秸秆有机肥料1。\n[0035] 3)步骤2)制备的秸秆有机肥料1的水溶性碳(WSC)和总有机氮测定\n[0036] 秸秆有机肥料1总有机氮测定采用H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法，秸秆有机肥料1的WSC(水溶性碳)测定采用重铬酸钾容量法。实验重复3次。\n[0037] WSC和总有机氮的测定结果表明，秸秆有机肥料1的WSC(水溶性碳)为6.42g/kg，WSC与总有机氮的比值为0.71，T值(终点C/N与起始C/N的比值)为0.44，达到腐熟要求，比正常堆腐发酵时间至少提前15天。上述数值均为3次重复的平均值。\n[0038] 实施例2、降解秸秆制备肥料\n[0039] 1)降解秸秆的菌剂的制备\n[0040] 降解秸秆的菌剂由试剂A、试剂B和试剂H组成，试剂A、试剂B和试剂H混合均匀制成降解秸秆的菌剂。\n[0041] 试剂A、试剂B和试剂H按照如下方法制备：\n[0042] 菌株发酵培养基：玉米面0.5g/L、玉米秸秆粉15g/L、麸皮0.25g/L、豆饼粉0.25g/L、4ml/100ml Vogel’s母液，pH值8.5。\n[0043] 绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，在菌株发酵培养基中28℃，200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂A。\n[0044] 黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248，在菌株发酵培养基中28℃，\n200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂B。\n[0045] 饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273。在菌株发酵培养基中28℃，\n200r/min摇床振荡培养4d，收集所有的发酵液作为试剂H。\n[0046] 试剂A、试剂B和试剂H混合均匀后制得的用于降解秸秆的菌剂中绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248和饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273的集落形成单位数目比为0.8：0.8：\n1.2。\n[0047] 2)制备有机肥料\n[0048] 将小麦秸秆用粉粹机粉粹，获得的秸秆片段小于1.0cm，作为处理物。向\n4\n处理物中按照15kg尿素/吨秸秆的比例加入尿素，按照1.0×10cfu黄绿木霉\n4\n(Trichoderma aureoviride)ACCC32248孢子/kg秸秆或按照1.5×10cfu饲料类芽孢\n4\n杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273孢子/kg秸秆或按照1.0×10cfu绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166孢子/kg秸秆接入实施例2的制备的用于降解秸秆的菌剂发酵30d，制得秸秆有机肥料2。\n[0049] 3)步骤2)制备的有机肥料2的WSC和总有机氮测定\n[0050] 秸秆有机肥料的WSC和总有机氮测定方法同实施例1。实验重复3次。\n[0051] WSC和总有机氮的测定结果表明，有机肥料2的WSC(水溶性碳)为6.40g/kg，WSC与总有机氮的比值为0.70，T值(终点C/N与起始C/N的比值)为0.48，达到腐熟要求，比正常堆腐发酵时间至少提前10天。上述数值均为3次重复的平均值。\n[0052] 实施例3、降解秸秆制备肥料\n[0053] 1)降解秸秆的菌剂的制备\n[0054] 降解秸秆的菌剂由试剂A、试剂B和试剂H组成，试剂A、试剂B和试剂H分别独立包装。试剂A和试剂B按照如下方法制备：\n[0055] 木霉菌株发酵培养基：玉米面0.5g/L、玉米秸秆粉15g/L、麸皮0.25g/L、豆饼粉\n0.25g/L、4ml/100ml Vogel’s母液，pH值8.5。\n[0056] 绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166，在菌株发酵培养基中28℃，200r/min摇床振荡培养5d，收集所有的发酵液作为试剂A。\n[0057] 黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248，在菌株发酵培养基中28℃，\n200r/min摇床振荡培养5d，收集所有的发酵液作为试剂B。\n[0058] 饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273。在木霉菌株发酵培养基中\n28℃，200r/min摇床振荡培养3d，收集所有的发酵液作为试剂H。\n[0059] 试剂A、试剂B和试剂H混合均匀后制得的用于降解秸秆的菌剂中绿色木霉(Trichoderma viride)ACCC30166、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)ACCC32248和饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273的集落形成单位数目比1.2：1.2：0.8。\n[0060] 2)制备有机肥料\n[0061] 将玉米秸秆用粉粹机粉粹，获得的秸秆片段小于1.0cm，作为处理物。向处理物\n4\n中按照15kg尿素/吨秸秆的比例加入尿素，按照1.5×10cfu黄绿木霉(Trichoderma \n5\naureoviride)ACCC32248孢子/kg秸秆接入实施例1的试剂B；然后按照1.0×10cfu饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)ACCC10273孢子/kg秸秆接入实施例1的试剂H发酵\n4\n2天；最后按照1.5×10cfu绿色木霉(Trichodermaviride)ACCC30166孢子/kg秸秆接入实施例1的试剂A，发酵20d，制得秸秆有机肥料3。\n[0062] 3)步骤2)制备的有机肥料3的WSC和总有机氮测定\n[0063] WSC和总有机氮的测定方法同实施例1。实验重复3次。\n[0064] 秸秆有机肥料3的WSC(水溶性碳)为5.82g/kg，WSC与总有机氮的比值为0.75T值(终点C/N与起始C/N的比值)为0.42，达到腐熟要求，比正常堆腐发酵时间至少提前\n20天。\n[0065] 实施例4、有机肥料的田间实验\n[0066] 田间实验分别选择油菜和白菜田，采用完全随机区组设计，3个区组，每个区组设\n5个小区，试验组为秸秆有机肥料1、2和3在播种期或移栽期作为基肥施用，对照1为直接施用秸秆，对照2为未使用任何肥料，每小区面积为15平方米。\n[0067] 对照与试验组除施肥不同外，其他田间管理均相同。\n[0068] 在移栽40天后测定土壤中的碱解氮、速效磷、钾和有机质含量及土壤脲酶活性和纤维素酶活。\n[0069] 以碱解扩散法测定土壤碱解氮；用0.5mol·L-1NaHCO3法测定土壤速效磷；用浓H2SO4-K2Cr2O4容量法—外加热法测定土壤有机质含量；用DNS还原比色法测定纤维素酶活性；用苯酚钠比色法测定脲酶活性。\n[0070] 测定结果表明，使用秸秆有机肥料1的土壤中碱解氮、速效磷、钾和有机质含量