秸稈制有機肥的生物復合菌劑的研制及應用

林莉莉，李華鋒，劉常清，梅麗詩，曾德芳

（武漢理工大學資源與環境工程學院，武漢 430070）

秸稈制有機肥的生物復合菌劑的研制及應用

林莉莉，李華鋒，劉常清，梅麗詩，曾德芳*

（武漢理工大學資源與環境工程學院，武漢 430070）

采用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉等按適當的質量比配制復合菌劑，與粉碎后的水稻秸稈作用，研究其速腐制有機肥效果。結果表明，該復合菌劑可縮短秸稈腐化周期，腐化周期為同類產品的50%～60%；腐熟后與豬糞結合制作有機肥，可實現對秸稈的資源化利用。

秸稈；速腐劑；有機肥

隨著現代農業的飛速發展，秸稈的產量逐年增加，而秸稈的焚燒作為大氣污染的一大污染源，逐漸成為人們關注的熱點。目前，日本等發達國家利用秸稈制氫氣、酒精等的技術已相對較為成熟，而如何縮短秸稈腐化周期，選擇更加實用的應用途徑成為相關研究領域的瓶頸［1］。同時，秸稈處理過程中可以帶來良好的經濟效益。因此，對秸稈采用具有良好經濟效益和環境效益的處理方式勢在必行。本文介紹的復合菌劑的特點在于，它由枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜堿細菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母、促進劑按照適當的質量比組成，與傳統的速腐劑相比，具有更好的秸稈速腐效果，經濟效益更高。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和材料

250 mL燒杯，秸稈粉碎機，移液管；

水稻秸稈，蒸餾水，多巴胺促進劑，枯草芽孢桿菌，黑曲霉，里氏木霉，白腐菌，米曲霉，嗜堿細菌，嗜熱纖維素分解菌，釀酒酵母菌劑，豬糞，牛肉膏蛋白胨培養基。

1.2 實驗方法

復合菌劑由枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜堿細菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母、促進劑組成。設計不同配比的復合菌劑，然后比較各組秸稈腐化效果和所需的時間，最終遴選出最佳的復合菌劑。

1.3 實驗過程

1.3.1 復合菌劑的制備

1）將各單菌（單菌與總菌的質量比分別為：枯草芽孢桿菌15%～20%、黑曲霉16%～20%、里氏木霉18%～22%、白腐菌10%～15%、米曲霉10%～15%、嗜堿細菌5%～7%、嗜熱纖維素分解菌5%～8%、釀酒酵母5%～10%）與促進劑（總菌質量的0.01%～0.03%）進行配制［2］。

2）按微生物培養液的用量為總菌和促進劑總質量的0.01%～0.03%，選取微生物培養液；將枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜堿細菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母和促進劑混合，用微生物培養液培養，先培養30 min，再充分攪拌均勻后，烘干30 min，制得復合菌劑（粉末）。

微生物培養液為：牛肉膏蛋白胨培養基（牛肉膏3.0 g、蛋白胨10.0 g、NaCl 5 g、瓊脂15～25 g、水1 000 mL，pH 7.4～7.6）。

1.3.2 復合菌劑的使用

1）將農作物秸稈粉碎至直徑為0.3～0.5 cm的顆粒；

2）按照復合菌劑、粉碎秸稈的質量比為1∶1 500，復合菌劑、水的質量比為1∶25，將溶于水的復合菌劑與粉碎秸稈充分混和均勻，得到復合菌劑處理后的秸稈；

3）把復合菌劑處理后的秸稈、中度濕潤的豬糞（含水率為60%～70%），按1∶4的質量比進行均勻混合；

4）發酵9～11 d（混合生物肥呈黑灰色，且秸稈已與豬糞基本混合為一體）；

5）進行風干造粒、裝袋、密封，得到純綠色生物有機肥料（使用時直接開袋即可，按每畝40 kg施用）。

1.3.3 實施案例

具體案例：在湖北省孝昌縣陡山鄉，對所得有機肥進行大田實驗，探究有機肥對土壤中有機質含量的影響。分別將不同復合菌劑制成的純綠色生物有機肥施用于0.5畝田地里，一段時間后，比較施用前與施用后土壤中的有機質含量。

實施案例中，藥品均為市售產品或實驗室常規藥品，菌種為上述的菌種。

除配比號10的復合菌劑不加入促進劑（多巴胺促進劑）外，其它復合菌劑均按以上步驟制備。

復合菌劑具體配比詳見表1。

表1 復合菌劑的配比Table.1 Composite ratio of agents

不同復合菌劑對秸稈腐化所需時間，以及制得的綠色生物有機肥施用后土壤的變化情況見表2。

由表2可知，配比號7對應的腐化時間最短，土壤中有機質的含量升高也最多，因此是最佳的配比。即各種菌的質量占比為：枯草芽孢桿菌17%、黑曲霉20%、里氏木霉20%、白腐菌10%、米曲霉13%、嗜堿細菌5%、嗜熱纖維素分解菌7%、釀酒酵母8%，促進劑為多胺促進劑。

2.1 腐化時間與土壤變化

2 結果與討論

表2 秸稈腐化時間及土壤中有機質含量的變化Table.2 Stalk decay time and the change of organic content in soil

2.2 復合菌劑制有機肥的效果

復合菌劑對小麥、水稻、玉米等旱地、水田農作秸稈中的纖維素、半纖維素、木質素、粗蛋白等主要成分均具有高效分解作用，能夠在10 d左右將農作秸稈基本分解完結，大大縮短了秸稈的腐蝕周期。復合菌劑使秸稈作為一種生物有機資源得到有效利用，同時能夠有效抑制廣大農村地區秸稈焚燒現象，減少了對大氣的污染。復合菌劑制得的有機肥不但具有較高肥效，而且還避免了土地板結和失墑。制成的有機肥取自生物菌劑和自然肥料，對環境和農作物無毒害作用，減少由秸稈直接還田造成的農作物減產［3］。

3 經濟效益分析

運用本復合菌劑制造復合肥時，每噸復合肥需要秸稈800 kg，糞便200 kg。按目前有機肥價格每噸2 500元計算，除去材料、人工、運輸等費用后，每噸復合肥的利潤在1 000元以上。

［1］余光磊，鄭永照，岳揚，等.水稻秸稈還田研究進展［J］.現代農業科技，2014，21（2）：

［2］秦天，黃耀輝，李壯.一種復合高效秸稈速腐劑［P］.中國：2013.

［3］李錄久，楊哲峰，李文高.秸稈直接還田對當季作物產量效應［J］.安徽農業科學，2000，28（4）：450～457.

Study on Preparation and Application of Stalk Rot Organic Fertilizer with Composite Agents

LIN Li-li，LI Hua-feng，LIU Chang-qing，MEI Li-shi，ZENG De-fang

（School of Resource and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China）

Mixing Bacillus subtilis，Aspergillus niger，Trichoderma reesei and other bacteria by the appropriate percentage for preparation of composite agents，which were reacted with crushed rice straw.The speed rot to prepare the organic fertilizer was studied.The results showed that the composite corrosion agents can shorten the corrosion cycle of straw，which is 50%～60%of those of similar products.The organic fertilizer can be obtained by combined with pig manure after corrosion.In such way straw treatment resources can be realized.

straw；speed preservatives；organic fertilizer

TQ440+2

A

1004-275X（2015）04-0006-03

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.002

收稿：2015-03-30

武漢理工大學大學生自主創新研究項目（2014～ZH～B1～07）。

林莉莉（1994-），女，武漢理工大學資源與環境工程學院本科生。

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