本發(fā)明涉及一種促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑的制備方法，屬于農(nóng)作物秸稈處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物秸稈是世界上最為豐富的物質(zhì)之一，全世界作物秸稈產(chǎn)量約為29.41億噸，我國(guó)的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量每年大概有7億噸，其中作秸稈飼料、秸稈能源、秸稈造紙和建材等占到三分之二，而三分之一的都被丟棄或焚燒掉。農(nóng)作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要資源，它含有多種可被利用的有效成分，除絕大部分是碳外，還含有氮、磷、鉀、硅、鈣等元素及纖維素及半纖維、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、氨基酸等有效成分。
近年來由于農(nóng)田施用大量化肥少用有機(jī)肥，導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤有機(jī)質(zhì)過低、土壤污染，土壤失去活力，使土壤處于一種亞健康狀態(tài)。采用秸稈直接還田的方式能提高土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)，但秸稈腐熟慢，其有效成分當(dāng)季作物利用很少，也不利于農(nóng)田操作，因此探究和推出一種農(nóng)作物秸稈腐熟劑使作物秸稈快速腐熟，提高秸稈還田的可操作性或?qū)⒔斩挾逊手瞥捎袡C(jī)肥后施入農(nóng)田，對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前，針對(duì)秸稈無(wú)害化處理，使用秸稈腐熟劑利用微生物發(fā)酵代謝作用將秸稈中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等分解為葡萄糖等養(yǎng)分后再重新施回土壤是一項(xiàng)簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。但是目前的秸稈腐熟劑存在著菌劑混配單一，功能性菌株偏少，腐熟溫度低，腐熟效果不良好，周期長(zhǎng)，很多要在地下降解幾年才能徹底降解，影響下茬作物生長(zhǎng)，沒有很好的起到促進(jìn)作物增產(chǎn)增收的良好效果的諸多情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前秸稈腐熟劑存在著菌劑混配單一，功能性菌株偏少，腐熟溫度低，腐熟效果不良好，周期長(zhǎng)，在地下降解幾年才能徹底降解的問題，本發(fā)明首先利用土壤中本身菌種，通過營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行培養(yǎng)，以5-羥色胺、乙烯亞胺作為誘變劑，以纖維素作為誘變引導(dǎo)物，對(duì)菌種進(jìn)行篩選誘變，同時(shí)輔以微波進(jìn)行篩選培養(yǎng)，并與沼液中菌種混合，隨后小麥秸稈進(jìn)行碳化，作為載體基質(zhì)，對(duì)篩選培養(yǎng)出的菌種進(jìn)行吸附，從而制備出菌種豐富，功能性強(qiáng)，腐熟效果好，周期短的微生態(tài)制劑。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
（1）按重量份數(shù)計(jì)，取46～48份蛋白胨、32～34份瓊脂、10～15份酵母浸膏、8～16份氯化鈉、0.8～1.0份5-羥色胺、0.4～0.6份乙烯亞胺及36～38份蒸餾水，攪拌均勻后放入高壓滅菌鍋，在118℃下殺菌消毒20～30min，得篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基；
（2）按固液比1:7～9，取地下12～16cm處的土壤和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％葡萄糖溶液混合均勻，靜置20～25min，再放入離心機(jī)中，在12000r/min離心10～15min，收集上清液，按接種量10～15％，將上清液接種至上述篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，隨后置于恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為28～36℃，培養(yǎng)25～28h；
（3）在上述培養(yǎng)過程中，每55～70min，向篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入纖維素，初次添加纖維素的量為篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基質(zhì)量0.8～1.1％，每添加一次，纖維素的添加量比上次添加量增加0.2～0.4％，在培養(yǎng)結(jié)束后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基移至微波器中，在700～800W下進(jìn)行輻照12s，再冷卻13s，如此重復(fù)7～9次；
（4）在上述重復(fù)后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基放入離心機(jī)中，在8000r/min下離心12～14min，收集沉淀，與無(wú)菌水按質(zhì)量比1:1混合均勻，得含菌混合物，取沼液放入離心機(jī)中在10000r/min下離心8～12min，收集上清液，按質(zhì)量比1:3～5，將上清液與含菌混合物混合均勻，得微生態(tài)制劑基質(zhì)；
（5）取小麥秸稈放入管式炭化爐中，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，升溫至300～400℃，保溫碳化2～3h，再將碳化秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過50目篩，按質(zhì)量比1:3，將過篩顆粒與上述微生態(tài)制劑基質(zhì)攪拌均勻，靜置40～50min后放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，收集干燥物，即可得到促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：在農(nóng)作物收割完成后，按160～180g/m2，將本發(fā)明所制得的微生態(tài)制劑均勻撒在農(nóng)田，待撒施完成后，使用耙地機(jī)進(jìn)行耙地，深度為12～16cm，并灌深水漚田1～2天即可。經(jīng)檢測(cè)，與未使用本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑的農(nóng)田相比，本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑促進(jìn)秸稈降解效率提高35～46％，農(nóng)田肥力提高16～26％，且在22～26天秸稈降解率達(dá)到92～98％。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明所制得的微生態(tài)制劑菌種豐富，功能性強(qiáng)，腐熟效果好，周期短；
（2）與未使用本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑的農(nóng)田相比，本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑促進(jìn)秸稈降解效率提高35～46％，農(nóng)田肥力提高16～26％。
具體實(shí)施方式
按重量份數(shù)計(jì)，取46～48份蛋白胨、32～34份瓊脂、10～15份酵母浸膏、8～16份氯化鈉、0.8～1.0份5-羥色胺、0.4～0.6份乙烯亞胺及36～38份蒸餾水，攪拌均勻后放入高壓滅菌鍋，在118℃下殺菌消毒20～30min，得篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基；按固液比1:7～9，取地下12～16cm處的土壤和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％葡萄糖溶液混合均勻，靜置20～25min，再放入離心機(jī)中，在12000r/min離心10～15min，收集上清液，按接種量10～15％，將上清液接種至上述篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，隨后置于恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為28～36℃，培養(yǎng)25～28h；在上述培養(yǎng)過程中，每55～70min，向篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入纖維素，初次添加纖維素的量為篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基質(zhì)量0.8～1.1％，每添加一次，纖維素的添加量比上次添加量增加0.2～0.4％，在培養(yǎng)結(jié)束后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基移至微波器中，在700～800W下進(jìn)行輻照12s，再冷卻13s，如此重復(fù)7～9次；在上述重復(fù)后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基放入離心機(jī)中，在8000r/min下離心12～14min，收集沉淀，與無(wú)菌水按質(zhì)量比1:1混合均勻，得含菌混合物，取沼液放入離心機(jī)中在10000r/min下離心8～12min，收集上清液，按質(zhì)量比1:3～5，將上清液與含菌混合物混合均勻，得微生態(tài)制劑基質(zhì)；取小麥秸稈放入管式炭化爐中，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，升溫至300～400℃，保溫碳化2～3h，再將碳化秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過50目篩，按質(zhì)量比1:3，將過篩顆粒與上述微生態(tài)制劑基質(zhì)攪拌均勻，靜置40～50min后放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，收集干燥物，即可得到促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑。
實(shí)例1
按重量份數(shù)計(jì)，取46份蛋白胨、34份瓊脂、15份酵母浸膏、16份氯化鈉、1.0份5-羥色胺、0.6份乙烯亞胺及38份蒸餾水，攪拌均勻后放入高壓滅菌鍋，在118℃下殺菌消毒20min，得篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基；按固液比1:7，取地下12cm處的土壤和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％葡萄糖溶液混合均勻，靜置20min，再放入離心機(jī)中，在12000r/min離心10min，收集上清液，按接種量10％，將上清液接種至上述篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，隨后置于恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為28℃，培養(yǎng)25h；在上述培養(yǎng)過程中，每55min，向篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入纖維素，初次添加纖維素的量為篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基質(zhì)量0.8％，每添加一次，纖維素的添加量比上次添加量增加0.2％，在培養(yǎng)結(jié)束后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基移至微波器中，在700W下進(jìn)行輻照12s，再冷卻13s，如此重復(fù)7次；在上述重復(fù)后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基放入離心機(jī)中，在8000r/min下離心12min，收集沉淀，與無(wú)菌水按質(zhì)量比1:1混合均勻，得含菌混合物，取沼液放入離心機(jī)中在10000r/min下離心8min，收集上清液，按質(zhì)量比1:3，將上清液與含菌混合物混合均勻，得微生態(tài)制劑基質(zhì)；取小麥秸稈放入管式炭化爐中，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，升溫至300℃，保溫碳化2h，再將碳化秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過50目篩，按質(zhì)量比1:3，將過篩顆粒與上述微生態(tài)制劑基質(zhì)攪拌均勻，靜置40min后放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，收集干燥物，即可得到促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑。
在農(nóng)作物收割完成后，按160g/m2，將本發(fā)明所制得的微生態(tài)制劑均勻撒在農(nóng)田，待撒施完成后，使用耙地機(jī)進(jìn)行耙地，深度為12cm，并灌深水漚田1天即可。經(jīng)檢測(cè)，與未使用本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑的農(nóng)田相比，本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑促進(jìn)秸稈降解效率提高35％，農(nóng)田肥力提高16％，且在22天秸稈降解率達(dá)到92％。
實(shí)例2
按重量份數(shù)計(jì)，取48份蛋白胨、32份瓊脂、10份酵母浸膏、8份氯化鈉、0.8份5-羥色胺、0.4份乙烯亞胺及36份蒸餾水，攪拌均勻后放入高壓滅菌鍋，在118℃下殺菌消毒30min，得篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基；按固液比1:9，取地下16cm處的土壤和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％葡萄糖溶液混合均勻，靜置25min，再放入離心機(jī)中，在12000r/min離心15min，收集上清液，按接種量15％，將上清液接種至上述篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，隨后置于恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為36℃，培養(yǎng)28h；在上述培養(yǎng)過程中，每70min，向篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入纖維素，初次添加纖維素的量為篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基質(zhì)量1.1％，每添加一次，纖維素的添加量比上次添加量增加0.4％，在培養(yǎng)結(jié)束后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基移至微波器中，在800W下進(jìn)行輻照12s，再冷卻13s，如此重復(fù)9次；在上述重復(fù)后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基放入離心機(jī)中，在8000r/min下離心14min，收集沉淀，與無(wú)菌水按質(zhì)量比1:1混合均勻，得含菌混合物，取沼液放入離心機(jī)中在10000r/min下離心12min，收集上清液，按質(zhì)量比1:5，將上清液與含菌混合物混合均勻，得微生態(tài)制劑基質(zhì)；取小麥秸稈放入管式炭化爐中，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，升溫至400℃，保溫碳化3h，再將碳化秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過50目篩，按質(zhì)量比1:3，將過篩顆粒與上述微生態(tài)制劑基質(zhì)攪拌均勻，靜置50min后放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，收集干燥物，即可得到促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑。
在農(nóng)作物收割完成后，按180g/m2，將本發(fā)明所制得的微生態(tài)制劑均勻撒在農(nóng)田，待撒施完成后，使用耙地機(jī)進(jìn)行耙地，深度為16cm，并灌深水漚田2天即可。經(jīng)檢測(cè)，與未使用本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑的農(nóng)田相比，本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑促進(jìn)秸稈降解效率提高46％，農(nóng)田肥力提高26％，且在26天秸稈降解率達(dá)到98％。
實(shí)例3
按重量份數(shù)計(jì)，取47份蛋白胨、33份瓊脂、12份酵母浸膏、12份氯化鈉、0.9份5-羥色胺、0.5份乙烯亞胺及37份蒸餾水，攪拌均勻后放入高壓滅菌鍋，在118℃下殺菌消毒25min，得篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基；按固液比1:8，取地下14cm處的土壤和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％葡萄糖溶液混合均勻，靜置22min，再放入離心機(jī)中，在12000r/min離心12min，收集上清液，按接種量12％，將上清液接種至上述篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，隨后置于恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為32℃，培養(yǎng)26h；在上述培養(yǎng)過程中，每62min，向篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入纖維素，初次添加纖維素的量為篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基質(zhì)量1.0％，每添加一次，纖維素的添加量比上次添加量增加0.3％，在培養(yǎng)結(jié)束后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基移至微波器中，在750W下進(jìn)行輻照12s，再冷卻13s，如此重復(fù)8次；在上述重復(fù)后，將篩選誘導(dǎo)培養(yǎng)基放入離心機(jī)中，在8000r/min下離心13min，收集沉淀，與無(wú)菌水按質(zhì)量比1:1混合均勻，得含菌混合物，取沼液放入離心機(jī)中在10000r/min下離心10min，收集上清液，按質(zhì)量比1:4，將上清液與含菌混合物混合均勻，得微生態(tài)制劑基質(zhì)；取小麥秸稈放入管式炭化爐中，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，升溫至350℃，保溫碳化2.5h，再將碳化秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過50目篩，按質(zhì)量比1:3，將過篩顆粒與上述微生態(tài)制劑基質(zhì)攪拌均勻，靜置45min后放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，收集干燥物，即可得到促進(jìn)秸稈降解的微生態(tài)制劑。
在農(nóng)作物收割完成后，按170g/m2，將本發(fā)明所制得的微生態(tài)制劑均勻撒在農(nóng)田，待撒施完成后，使用耙地機(jī)進(jìn)行耙地，深度為14cm，并灌深水漚田1.5天即可。經(jīng)檢測(cè)，與未使用本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑的農(nóng)田相比，本發(fā)明制備的微生態(tài)制劑促進(jìn)秸稈降解效率提高42％，農(nóng)田肥力提高23％，且在24天秸稈降解率達(dá)到95％。