林莉莉，李華鋒，劉常清，梅麗詩(shī)，曾德芳

（武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，武漢 430070）

秸稈制有機(jī)肥的生物復(fù)合菌劑的研制及應(yīng)用

林莉莉，李華鋒，劉常清，梅麗詩(shī)，曾德芳*

（武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，武漢 430070）

采用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉等按適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量比配制復(fù)合菌劑，與粉碎后的水稻秸稈作用，研究其速腐制有機(jī)肥效果。結(jié)果表明，該復(fù)合菌劑可縮短秸稈腐化周期，腐化周期為同類產(chǎn)品的50%～60%；腐熟后與豬糞結(jié)合制作有機(jī)肥，可實(shí)現(xiàn)對(duì)秸稈的資源化利用。

秸稈；速腐劑；有機(jī)肥

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，秸稈的產(chǎn)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(guān)注的熱點(diǎn)。目前，日本等發(fā)達(dá)國(guó)家利用秸稈制氫氣、酒精等的技術(shù)已相對(duì)較為成熟，而如何縮短秸稈腐化周期，選擇更加實(shí)用的應(yīng)用途徑成為相關(guān)研究領(lǐng)域的瓶頸［1］。同時(shí)，秸稈處理過程中可以帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)秸稈采用具有良好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的處理方式勢(shì)在必行。本文介紹的復(fù)合菌劑的特點(diǎn)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(xì)菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母、促進(jìn)劑按照適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量比組成，與傳統(tǒng)的速腐劑相比，具有更好的秸稈速腐效果，經(jīng)濟(jì)效益更高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和材料

250 mL燒杯，秸稈粉碎機(jī)，移液管；

水稻秸稈，蒸餾水，多巴胺促進(jìn)劑，枯草芽孢桿菌，黑曲霉，里氏木霉，白腐菌，米曲霉，嗜堿細(xì)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(yǎng)基。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

復(fù)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(xì)菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母、促進(jìn)劑組成。設(shè)計(jì)不同配比的復(fù)合菌劑，然后比較各組秸稈腐化效果和所需的時(shí)間，最終遴選出最佳的復(fù)合菌劑。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

1.3.1 復(fù)合菌劑的制備

1）將各單菌（單菌與總菌的質(zhì)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(xì)菌5%～7%、嗜熱纖維素分解菌5%～8%、釀酒酵母5%～10%）與促進(jìn)劑（總菌質(zhì)量的0.01%～0.03%）進(jìn)行配制［2］。

2）按微生物培養(yǎng)液的用量為總菌和促進(jìn)劑總質(zhì)量的0.01%～0.03%，選取微生物培養(yǎng)液；將枯草芽孢桿菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜堿細(xì)菌、嗜熱纖維素分解菌、釀酒酵母和促進(jìn)劑混合，用微生物培養(yǎng)液培養(yǎng)，先培養(yǎng)30 min，再充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，烘?0 min，制得復(fù)合菌劑（粉末）。

微生物培養(yǎng)液為：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)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(fù)合菌劑的使用

1）將農(nóng)作物秸稈粉碎至直徑為0.3～0.5 cm的顆粒；

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

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

4）發(fā)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(jìn)行風(fēng)干造粒、裝袋、密封，得到純綠色生物有機(jī)肥料（使用時(shí)直接開袋即可，按每畝40 kg施用）。

1.3.3 實(shí)施案例

具體案例：在湖北省孝昌縣陡山鄉(xiāng)，對(duì)所得有機(jī)肥進(jìn)行大田實(shí)驗(yàn)，探究有機(jī)肥對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)含量的影響。分別將不同復(fù)合菌劑制成的純綠色生物有機(jī)肥施用于0.5畝田地里，一段時(shí)間后，比較施用前與施用后土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。

實(shí)施案例中，藥品均為市售產(chǎn)品或?qū)嶒?yàn)室常規(guī)藥品，菌種為上述的菌種。

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

復(fù)合菌劑具體配比詳見表1。

表1 復(fù)合菌劑的配比Table.1 Composite ratio of agents

不同復(fù)合菌劑對(duì)秸稈腐化所需時(shí)間，以及制得的綠色生物有機(jī)肥施用后土壤的變化情況見表2。

由表2可知，配比號(hào)7對(duì)應(yīng)的腐化時(shí)間最短，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量升高也最多，因此是最佳的配比。即各種菌的質(zhì)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(xì)菌5%、嗜熱纖維素分解菌7%、釀酒酵母8%，促進(jìn)劑為多胺促進(jìn)劑。

2.1 腐化時(shí)間與土壤變化

2 結(jié)果與討論

表2 秸稈腐化時(shí)間及土壤中有機(jī)質(zhì)含量的變化Table.2 Stalk decay time and the change of organic content in soil

2.2 復(fù)合菌劑制有機(jī)肥的效果

復(fù)合菌劑對(duì)小麥、水稻、玉米等旱地、水田農(nóng)作秸稈中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)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(nóng)作秸稈基本分解完結(jié)，大大縮短了秸稈的腐蝕周期。復(fù)合菌劑使秸稈作為一種生物有機(jī)資源得到有效利用，同時(shí)能夠有效抑制廣大農(nóng)村地區(qū)秸稈焚燒現(xiàn)象，減少了對(duì)大氣的污染。復(fù)合菌劑制得的有機(jī)肥不但具有較高肥效，而且還避免了土地板結(jié)和失墑。制成的有機(jī)肥取自生物菌劑和自然肥料，對(duì)環(huán)境和農(nóng)作物無(wú)毒害作用，減少由秸稈直接還田造成的農(nóng)作物減產(chǎn)［3］。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

運(yùn)用本復(fù)合菌劑制造復(fù)合肥時(shí)，每噸復(fù)合肥需要秸稈800 kg，糞便200 kg。按目前有機(jī)肥價(jià)格每噸2 500元計(jì)算，除去材料、人工、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用后，每噸復(fù)合肥的利潤(rùn)在1 000元以上。

［1］余光磊，鄭永照，岳揚(yáng)，等.水稻秸稈還田研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，21（2）：

［2］秦天，黃耀輝，李壯.一種復(fù)合高效秸稈速腐劑［P］.中國(guó)：2013.

［3］李錄久，楊哲峰，李文高.秸稈直接還田對(duì)當(dāng)季作物產(chǎn)量效應(yīng)［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，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(xué)大學(xué)生自主創(chuàng)新研究項(xiàng)目（2014～ZH～B1～07）。

林莉莉（1994-），女，武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院本科生。

*通信聯(lián)系人：13971066854@163.com；電話13971066854。