CN1078491A - 一种快速腐烂作物秸秆的方法及其使用的微生物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速腐烂作物秸秆的方法及其 使用的微生物，所用微生物取名为301菌种，它是一 种嗜热性侧孢霉种中的一个新株，能强烈地分解秸秆 中的粗纤维，从而使作物秸秆在较短的时间内腐烂成 肥料。301菌种培养最适温度为43—45℃，适宜pH 值为6.7—6.9，培养时间为6—8天，制造工艺简单， 成本低，用料省，且使用方便，易于推广使用。

Description

本发明涉及一种快速腐烂作物秸杆的方法及其使用的微生物。

利用微生物将作物秸杆腐烂后再还田，可大量增加土壤养分和有机质，改善土壤的物理化学性质，达到用地养地相结合，使农业生产实现高产、稳产、优质、低成本、低污染的目的。远在1952年，中国农科院曾用嗜热性细菌Basillus    Chermophli堆腐秸杆，堆温在30-37℃左右，腐解速度较慢。1957年四川、东北等地用扎扎菌进行堆肥，堆温能升至40-50℃，并在华北小面积上推广过，后经南京农学院等单位验证，没有获得肯定的结果。1970年山西土肥所曾用黑曲霉堆腐秸杆，结果腐而不烂。近20年来，国内外许多科学工作者都在探索利用外加微生物加速秸杆腐解，但至今尚未见有成功的报导。

本发明的目的在于提供一种腐生性极强的微生物，利用该微生物去强烈地分解秸杆中的粗纤维，从而使作物秸杆在较短的时间内腐烂成肥料。

本发明包括菌种的分离和三级培养，其主要特点如下：

一、菌种来源及微生物学特性：

本发明所说的微生物是一种霉菌，由本发明人用高温诱变的方法对嗜热性侧孢霉（sporotrichum    thermophile）进行处理后，再进行分离培养，选育而出，定名为“301”菌种（保存于中国科学院微生物所普通微生物保藏中心CGMCC，保藏号0186，保藏日期1992年12月22日）。301菌种在生物学系统分类中的位置为：真菌门，半知菌纲，丛梗孢目，丛梗孢科，侧孢霉属，它是嗜热性侧孢霉种中的一个新株。

301菌种在琼脂培养基上菌落常呈绒毯状，棉絮状或颗粒状，颜色为白色或浅黄色。菌丝比原种略短，宽度为3-10μm，有很多分枝，呈管状，每节为一个细胞。在菌丝丛中有生殖菌丝，上面着生分生孢子梗，在梗上侧生许多分生孢子，形态各异。301菌种的孢子呈黄褐色，但比原种略浅。分生孢子大小不一，一般为2.8×4.0μm，但有少量大孢子，一般为5.0×8.0μm，个别大孢子为5.0×10μm。目前尚未发现301菌种的有性过程，它用菌丝或分生孢子繁殖，一般24小时即可繁殖一代。

301菌种是一种高温型菌种，但适应性很强，最低要求30℃，最适温度为43-45℃，最高温度60-75℃，但在零下20℃也不会全部死亡。菌丝的耐湿力较强，要求培养基含水量在65-75%，它是一种好气性真菌，需氧量大，菌丝正常生长的CO₂含量为0.03%，菌丝生长阶段不需要光照。在培养中适于中性至微碱性的环境，PH6.7-6.9，最佳碳氮比为3-40∶1。可在冷冻或干燥环境中保藏。

二、301菌种生产的工艺流程：

301菌种生产主要分为一级菌种培养，二级菌种培养和三级菌种培养等几个阶段。现分述如下：

1.一级菌种培养：一级菌种由斜面菌种（母种）扩繁而来。一支斜面菌种可扩接30-40支（试管）一级菌种。一级菌种的培养基为PDA或麦芽汁，PH为6.7-6.9，培养温度为43-45℃，培养时间72-96小时。

2.二级菌种培养：由一级斜面菌种接种于装有培养基的罐头瓶内培养而成。培养二级菌种所用培养基，其主料用料种类极多，如棉籽皮、玉米秸、小麦秸、豆秸、锯末任选一种即可。其辅料为尿素或硫铵、石膏、石灰、玉米面或麸皮、磷酸二铵、多菌灵和水。主料和辅料的配比为每100kg主料中加入：

尿素：0.2kg或硫铵0.4kg

石膏：1kg

石灰：2kg

玉米面或麸皮：1.5kg

磷酸二铵：0.2kg

多菌灵：0.12kg

水：130-180kg

二级培养基用罐头瓶分装，PH值为6.7-6.9。一支一级菌种接种5-6瓶二级菌种，培养温度为43-45℃，培养时间为6-8天。为了迅速扩大二级菌种，可用二级菌种再在二级菌种培养基上接种扩繁一次，一般一瓶接20瓶。

3.三级菌种培养：三级菌种是301菌种的商品代，其培养基成份和用量均同于二级菌种培养基。因生产上需用量大，不进行高压灭菌，只将生料堆积进行前发酵，控制培养料的水分在55-70%，并打孔（每平方米12-15个孔）、通风。当堆温升到65℃以上时，一些细菌和不耐热的微生物被杀死，而嗜热性微生物大量繁殖，它们能与301菌种共生。同时，堆内物质分解，产生大量CO₂，当其浓度达15-22%时，可抑制各种杂菌生长。当堆温达到65℃时，堆内外均呈白色，并有清香味，这表明料已发酵完毕，即可以翻堆，经48小时后即可接入二级菌种堆制三级菌种，作为生产用种。三级菌种堆制的用量占干料重量的5.5-6%。堆制3-4天后，菌丝即可布满堆表，在堆的剖面上亦呈白色块状，此时即可分装，作为301三级菌种备用。

本发明和传统的秸杆还田方法相比，具有以下积极效果：

1.堆沤时间短，不受季节限制，无论春、夏、秋、冬均能堆积。

2.堆沤方法简单，易推广到千家万户，不受场地限制，只要有水源的地方均可堆沤。

3.301菌种在堆沤过程中，有连续20天的高温（50-75℃），故可杀死秸杆中的虫卵、病菌和杂草种子，有利于减轻病、虫、草害和保纯良种。

4.制造工艺简单，成本低，用料省。腐解一亩地的秸杆（250千克），一般只需菌种费1.25元人民币，还可减少火灾事故和贮存占地。

5.社会效益好。据荷泽市棉花原种场利用本发明进行秸杆还田的事例证明，秸杆中含有大量有机质，每年每亩还田250千克秸杆，有机质年增0.08%，相当于纯氮2.6千克（相当于尿素5.6千克），纯磷1.42千克，纯钾3.55千克，经三年还田后，中产田变成了高产田。

以下为本发明的最佳实施例：

实施例1，三级菌种的堆制：

1.生料发酵：

（1）备料：主料与辅料按重量配比如下：

棉籽皮：500kg

尿素：1kg

石膏：5kg

石灰：10kg

玉米面：7.5kg

磷酸二铵：1kg

多菌灵：0.6kg

水：650kg

先将上述棉籽皮与玉米面拌匀，另将其它辅料溶于水中，然后洒于料中拌匀。

（2）生料堆积：将拌好的料堆积在撒过一层石灰石的水泥地上，其堆高1.2米，堆底宽2米，长度不限，略呈长方形，堆两边呈80°角度，堆顶呈龟背形。堆料完毕后适当压紧成型，在料堆的面上用木棒打孔通气，打孔数为14个/平方米，堆完后用带孔的塑料布复盖，每天揭膜通风两次，当测得堆温复升到65℃以上时，翻捣一次，待堆温复升至65℃时，即可察看堆内外均呈白色，并有清香味，这标明生料已发酵完毕，可以开始堆制三级菌种。

2.堆制三级菌种：

在堆好的生料旁，先在地上撒石灰石消毒，并往料堆上喷5%的甲醛喷雾消毒，然后将发酵好的料捣匀后，逐渐堆于石灰上，底宽1.5米。当堆高12厘米时接第一层二级菌种，用量为27瓶（约4.32千克），其后在料上面放置2条带孔的塑料管，以便通风。第二、三层堆料的方法与第一层相同，高度均为12厘米。第四层料高10厘米，堆料结束后适当压紧，堆呈长方体。第四层菌种用量为99瓶（约15.34千克）。先将二级菌种分成鸡蛋大小的菌种块，再将生料按15平方厘米挖一小孔，植入一小块菌种，植满后将剩余的二级菌种搓细，均匀包于堆表。打孔与盖膜与生料堆制相同，每天揭膜通风一次。当堆制24小时时，便见植入的301菌种块周围长出许多白色菌丝，逐渐呈同心圆或向外扩展。堆制3-4天后，菌丝即可布满堆表，此时在堆的剖面上亦呈白色块状。此时应及时分装，即得到301三级菌种1000千克。

实施例2：

将实施例1中的棉籽皮换成小麦秸500千克，将辅料中的尿素换成硫铵2千克，加水850千克，其余同实施例1，最后得三级菌种1000千克。

实施例3：

将实施例1中主料棉籽皮换成玉米秸500千克，将辅料中的玉米面换成麸皮，加水900千克，其余同实施例1，最后得三级菌种1000千克。

实施例4，301菌种堆肥实例：

取小麦秸1000千克，选一浅沟（坑），将麦秸铺入沟（坑）内，边铺边浇水，并踏实，第一层用麦秸400千克，加水800千克，摊平踏实后，将301菌种3千克撒在上面，另撒尿素3千克。然后依同法同量堆第二层，撒菌种量和尿素量与第一层相同，其余200千克秸杆堆第三层，浇水400千克。堆成后秸杆约有一半在地表，一半在坑内，就地取土封堆，盖土厚5厘米，若系冬、春季节堆肥，堆顶需盖地膜增温。堆腐18天即达烂黑标准。春、冬堆制的堆腐时间为20-25天。

实施例5：

将实施例4中的小麦秸换成玉米秸并切短，加水量为玉米秸的1.6倍，其余同实施例4。

实施例6：

将实施例4中的小麦秸换成大豆秸，加水量为大豆秸的1.5倍，其余同实施例4。

Claims (3)

1、一种用于快速腐烂作物秸杆的微生物，其特征在于：它是嗜热性侧孢霉(Sporotrichum Thermophile)301菌种，保存于CGMCC，保藏号0186，保藏日期1992年12月22日。

2、一种快速腐烂作物秸杆的方法，包括菌种培养和堆肥，其特征在于：

（1）将301菌种的一级斜面菌种接种于装有培养基的罐头瓶内培养二级菌种，培养温度为43-45℃，适宜PH值为6.7-6.9，培养时间为6-8天;

（2）在培养三级菌种之前，先将生料堆积进行前发酵，然后再接入二级菌种，接种量为干料重量的5.5-6%，三级菌种的堆制时间为4-5天，当菌丝布满堆表，堆的剖面亦呈现白色块状时，即作为成品分装;

（3）堆肥时将小麦秸、豆秸或玉米秸之一种铺入沟或坑内，加入三级菌种和尿素，堆腐18-25天。

3、按照权利要求2所述的一种方法，其特征在于二级菌种和三级菌种培养所用培养基的主料为棉籽皮、玉米秸、小麦秸、豆秸或锯末，辅料为尿素或硫铵、石膏、石灰、玉米面或麸皮、磷酸二铵、多菌灵和水，主料和辅料的配比为：每100kg主料中加入：

尿素：0.2kg或硫铵0.4kg

石膏：1kg

石灰：2kg

玉米面或麸皮：1.5kg

磷酸二铵：0.2kg

多菌灵：0.12kg

水：130-180kg