一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑及其使用方法和所制有機基質的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑及其使用方法和所制有機基質。所述的腐熟菌劑按重量份數由黃孢平革菌1～3份、哈茨木霉1-3份、枯草芽孢桿菌1～3份和膠胨樣芽孢桿菌1～3份；復合菌劑有效活菌數達到4×108個/g。可發酵腐熟蔬菜廢棄物，可抗黃瓜枯萎病菌，處理蔬菜廢棄物發酵周期25天，而未接菌的需50天以上。所述有機基質是在每5方蔬菜廢棄物加入1公斤所述腐熟菌劑后經特定工藝發酵而成，蔬菜廢棄物的重量份數如下：茄子秸稈40～60份、黃瓜秧子20～40份、大白菜葉5～15份和褐煤5～15份，用所述有機基質可以作為番茄的育苗基質，出苗率達92%，達市場所售育苗基質的效果。
【專利說明】一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑及其使用方法和所制有機基質
【技術領域】
[0001] 本發明屬于農業微生物在處理蔬菜廢棄物上的應用領域，涉及一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑及其使用方法和所制有機基質。
【背景技術】
[0002]據統計，截至2010年底，天津市已累計新建種植業設施35.5萬畝，全市設施農業占地面積達到55萬畝，“十二五”期間，天津市設施農業將達100萬畝。設施農業大面積的增加，在大量提高天津市蔬菜瓜果產量的同時，也產生了大量的蔬菜廢棄物。其中西紅柿每公頃年產新鮮廢棄物40~60噸，菜花每公頃年產鮮廢棄物80~110噸，黃瓜每公頃年產鮮廢棄物50~66噸。蔬菜廢棄物含水量高、容易腐爛，同時還含有豐富的營養物質，作為廢棄物丟棄，不但污染了環境還造成了資源的極大浪費。利用生物技術快速處理蔬菜廢棄物是解決蔬菜廢棄物并實現資源化最經濟有效的方法。
[0003]目前，國內鮮有用于處理蔬菜廢棄物的專用腐熟菌劑。基于此，特提出本發明，用來加速蔬菜廢棄物的處理和資源化。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種專門用于處理蔬菜廢棄物的腐熟菌劑及其使用方法，以及由用該菌劑及特定工藝腐熟發酵而成的有機基質。
[0005]本發明提供的一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑，其特征在于它由可分解木質素、纖維素、抗病和菌肥多種功能的多種菌株復合而成。它的活性成分包括黃孢平革菌(Phanerochaetechrysosporium) > 哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)和膠腺樣芽抱桿菌(Bacillus mucilaginosus)。它是由下述重量份數的各單菌株發酵物組成:黃孢平革菌I~3份、哈茨木霉1-3份、枯草芽孢桿菌I~3份和膠胨樣芽孢桿菌I~3份；蔬菜廢棄物腐熟菌劑有效活菌數4 X IO8個/g。
[0006]本發明所述黃孢平革菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC 30414的囷株。所述哈次木霉具體可為中國農業微生物囷種保減管理中心保減編號為ACCC 30371的菌株。所述枯草芽孢桿菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC 11089的菌株。所述膠胨樣芽孢桿菌具體可為中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏編號為ACCC 10013的菌株。
[0007]本發明進一步公開了蔬菜廢棄物腐熟菌劑的使用方法，其特征在于按如下的步驟進行:
1、調整好蔬菜廢棄物的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手縫滴水為宜)，每5方蔬菜廢棄物加入I公斤所述腐熟菌劑，翻搗均勻。
[0008]2、將預處理好的蔬菜廢棄物堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季
1.2~1.5米、冬春季1.5~2.0米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方。
[0009]3、發酵開始后，當物料溫度(20~30厘米深處)升至55°C時保持三天，然后翻搗一次。若發酵初期溫度不上升，則調整水分至推薦比例并每天翻搗一次直至堆溫上升。
[0010]4、當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次；
5、之后根據堆溫情況進行翻搗，溫度上升時期不翻搗，溫度停止上升則翻搗，并重復這一步驟，直到堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了發酵過程，整個發酵周期通常為15~25天。
[0011 ] 本發明進一步公開了蔬菜廢棄物腐熟菌劑在處理蔬菜廢棄物上的應用，用所述菌劑完成發酵的時間只需25天，而未接菌的需50天以上。
[0012]本發明進一步公開了一種有機基質，其特征在于它是由所述蔬菜廢棄物腐熟菌劑發酵蔬菜廢棄物腐熟而成，其中每5方蔬菜廢棄物加入I公斤所述腐熟菌劑，所述的蔬菜廢棄物的重量份數如下:干爺子稻桿40~60份、干黃瓜秧子20~40份、干大白菜葉5~15份和褐煤5~15份。
[0013]本發明進一步公開了有機基質的生產方法，其特征在于按如下的步驟進行:
1、原料和配方:
原料:干爺子稻桿40~60份、干黃瓜秧子20~40份、干大白菜葉5~15份和褐煤5~15份；褐煤腐植酸含量> 50% ;爺子稻桿和黃瓜秧子為晾干并經粉碎至2~5cm長；把按重量稱取好的茄子秸桿、黃瓜秧子、大白菜葉和褐煤充分混勻制成混合原料，按水:混合原料1:1的重量比加水，控制水份含量在50~60% ;加入蔬菜廢棄物腐熟菌劑:每5方蔬菜廢棄物加入I公斤腐熟菌劑
2、堆置規格:
將調節好水并加入了腐熟菌劑的蔬菜廢棄物堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季1.2~1.5米、冬春季1.5~2.0米,堆長根據場地而定,每堆體積不少于5方；
3、翻堆時間的控制:
堆置發酵開始后，當20~30厘米深處物料溫度升至55°C時保持三天，然后翻搗一次，以利殺死病蟲害等有害病原微生物、蟲卵和雜草蟲子，當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次，之后根據堆溫情況進行翻搗；
4、翻堆要求:
翻垛過程中要做到調、勻、碎，調就是把垛中原來上層部分調到地表成為下層部分，而下層部分調到表層變為上層部分，以達到充分發酵的目的；勻就是對垛中原料混合還不均勻的部分，再次進行混勻工作；碎就是對在發酵過程中形成的塊狀發酵物進行破碎工作；
5、發酵終點控制:
堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，外觀黑褐色，無臭，即完成了有機基質的整個發酵生產過程，整個周期通常為15~20天，冬天時間25~30天；
6、發酵質量控制:
發酵完成后進行粉碎、過篩、檢測、稱量和包裝，有機基質產品生產完成，有機質要求達到45%~55%，糞大腸菌群數呈陰性，蛔蟲卵死亡率100%。
[0014]本發明進一步公開了有機基質在番茄育苗上的應用。用所述有機基質可以作為良好的育苗基質，出苗率達92%，好于市場所售育苗基質的出苗率。
[0015]本發明提供的腐熟菌劑能快速腐熟蔬菜廢棄物，產出高品質的可抗病的有機基質。由所述的腐熟菌劑腐熟生產的有機基質能顯著增加土壤有機質及磷、鉀等營養元素的含量，提高養分轉化率及產品中有益微生物數量，促進土壤修復，培肥地力，同時增強作物的抗病性，改善作物品質，減少投入，提高產量，促進增收。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為纖維素和木質素的系統定量分析程序圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]以下的實施例便于更好地理解本發明，但并不限定本發明。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規生化試劑商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重復實驗，結果取平均值。
[0019]以下菌株均獲自中國農業微生物菌種保藏管理中心(Agricultural CultureCollection of China ,簡稱 ACCC):
黃抱平革菌(Phanerochaetechrysosporium):ACCC 保藏編號為 30414,簡稱 ACCC30414 ；
哈茨木霉(Trichoderma harzianum):ACCC 保藏編號為 30371，簡稱 ACCC30371 ； 枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis):ACCC保藏編號為11089，簡稱ACCCl 1089 ； 膠胨樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus):ACCC保藏編號為10013,簡稱ACCC10013。
[0020]實施例1:
培養基和菌種的準備 一、培養基的制備
1、馬鈴薯、葡萄糖瓊脂培養基(PDA)
取去皮的馬鈴薯200克，切成小塊，加水1000ml煮沸30分鐘，濾去馬鈴薯塊，將濾液補足至1000ml，加葡萄糖20克，瓊脂15克，溶化后分裝，15磅滅菌30分鐘，pH自然，配制液體培養基時不加瓊脂。
[0021]2、營養肉汁瓊脂
由蛋白胨5g、氯化鈉5g、牛肉膏3g和蒸餾水1000ml組成。pH7.0 (固體培養基加入瓊脂 15-20g)。
[0022]3、鉀細菌培養基
酵母膏 0.4g、甘露醇 10.0g^K2HPO4 0.5g、MgS047H20 0.2g、FeCl3 0.005g、CaC03 1.0g、蒸餾水1000.0ml、pH7.0—7.2，配制固體培養基時加15克瓊脂。
[0023]4、固體發酵培養基
麥麩 80g，豆柏 10g, (NH4)2SO4 1.0g, KH2PO4 0.2g，MgSO4.7Η200.05g, 80mL 蒸餾水。
[0024]二、菌種的活化
黃孢平革菌和哈茨木霉接種在PDA培養基上；枯草芽孢桿菌接種在營養肉汁瓊脂培養基上；膠胨樣芽孢桿菌接種在鉀細菌培養基上。
[0025]將黃孢平革菌、哈茨木霉、枯草芽孢桿菌和膠胨樣芽孢桿菌分別進行斜面轉接，接入相應斜面培養基，活化培養2-3天。[0026]三、單菌種制備
1、黃孢平革菌和哈茨木霉的培養和發酵
斜面和搖瓶培養基為馬鈴薯、葡萄糖瓊脂培養基，斜面培養基加瓊脂。把液體培養基經滅菌后分裝于500ml三角瓶中，接入各真菌斜面菌種，搖床速度180r/min，28°C~30°C培養48小時，當搖瓶內出現密度大，菌絲球明顯不渾濁即可。種子罐和發酵罐中發酵培養基為1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖及2kg 土豆的蒸煮液，pH7.0,經121°C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養48小時，當發酵液出現密度大的菌絲球后，接種到固體發酵培養基上，接種量10%，121°C，0.1MPa高壓滅菌30min，25°C固體發酵培養48h，孢子數達 6X108f/g。
[0027]2、枯草芽孢桿菌的培養和發酵
斜面培養基和搖瓶培養基都為營養肉汁瓊脂，配制固體培養基時加15克瓊脂，種子罐和發酵罐培養基為1000kg水、8.75kg大豆的豆衆、6.5kg的淀粉、Ikg葡萄糖，CaC03100g,FeCl310g，pH7.0，經121 °C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養24~36小時，當每ml發酵液中菌數達到IOX IO8個/g。然后按分別重量比3份的發酵液吸附于1份的蛭石上常溫晾干即得到枯草芽孢桿菌單菌株菌劑。 [0028]3、膠胨樣芽孢桿菌的培養和發酵
斜面培養基和搖瓶培養基都為鉀細菌培養基，種子罐和發酵罐培養基為1000kg水、8.75kg 大豆的豆漿、6.5kg 的淀粉、Ikg 葡萄糖，CaC03100g, FeC1310g, ρΗ7.0,經 121°C實罐滅菌30分鐘后，在28°C~30°C培養48小時，當每ml發酵液中菌數達到5X IO8個/g。然后按分別重量比3份的發酵液吸附于1份的蛭石上常溫晾干即得到膠胨樣芽孢桿菌單菌株菌劑。
[0029]四、腐熟菌劑(以下用復合菌劑表示)的制備
按上述方法制取的黃孢平革菌、哈茨木霉、枯草芽孢桿菌和膠胨樣芽孢桿菌單菌種重量比為I~3:1~3:1~3:1~3。混合拌勻后制得復合菌劑，復合菌劑有效活菌數達到4X108 個/g。
[0030]實施例2:
復合菌劑組成
一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑，配制如下(按重量份數):
表1蔬菜廢棄物腐熟菌劑的組成
【權利要求】
1.一種蔬菜廢棄物腐熟菌劑，其特征在于它的活性成分包括黃孢平革菌(Phanerochaetechrysosporium) > 哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)和膠腺樣芽抱桿菌(Bacillus mucilaginosus);它是由下述重量份數的各單菌株發酵物組成:黃孢平革菌0.5~2份、哈茨木霉0.5-2份、枯草芽孢桿菌0.5~2份和膠胨樣芽孢桿菌0.5~2份；復合菌劑有效活菌數達到4 X IO8個/g。
2.權利要求1所述蔬菜廢棄物腐熟菌劑的使用方法，其特征在于按如下的步驟進行: (1)調整好蔬菜廢棄物的碳氮比(25~30:1)和水分(55~60%，用手一攥手縫滴水為宜)，每5方蔬菜廢棄物加入I公斤所述腐熟菌劑，翻搗均勻； (2)將預處理好的蔬菜廢棄物堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季1.2~1.5米、冬春季1.5~2.0米，堆長根據場地而定，每堆體積不少于5方； (3)發酵開始后，當物料溫度(20~30厘米深處)升至55°C時保持三天，然后翻搗一次； 若發酵初期溫度不上升，則調整水分至推薦比例并每天翻搗一次直至堆溫上升； (4)當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次； (5)之后根據堆溫情況進行翻搗，溫度上升時期不翻搗，溫度停止上升則翻搗，并重復這一步驟，直到堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，即完成了發酵過程，整個發酵周期通常為15~25天。
3.權利要求1所述蔬菜廢棄物腐熟菌劑在分解纖維素和木質素及抗黃瓜枯萎病菌上的應用。
4.權利要求1所述蔬菜廢棄物腐熟菌劑在處理蔬菜廢棄物上的應用。
5.權利要求4所述的應用，其中的蔬菜廢棄物指的是:蔬菜種植采收后的黃瓜秧子、西紅柿秧子、茄子秸桿、辣椒秸桿、豆角秧子、大白菜葉子的快速腐熟。
6.一種有機基質，其特征在于它是由權利要求書I所述蔬菜廢棄物腐熟菌劑發酵蔬菜廢棄物腐熟而成，其中每5方蔬菜廢棄物加入I公斤所述腐熟菌劑，所述的蔬菜廢棄物的重量份數如下:爺子稻桿40~60份、黃瓜秧子20~40份、大白菜葉5~15份和褐煤5~15份。
7.權利要求5所述有機基質的生產方法，其特征在于按如下的步驟進行: (O原料和配方: 原料:干爺子稻桿40~60份、干黃瓜秧子20~40份、干大白菜葉5~15份和褐煤5~15份；褐煤腐植酸含量> 50% ;爺子稻桿和黃瓜秧子為晾干并經粉碎至2~5cm長；把按重量稱取好的茄子秸桿、黃瓜秧子、大白菜葉和褐煤充分混勻制成混合原料，按水:混合原料1:1的重量比加水，控制水份含量在50~60% ;加入蔬菜廢棄物腐熟菌劑:每5方蔬菜廢棄物加入I公斤腐熟菌劑； (2)堆置規格: 將調節好水并加入了腐熟菌劑的蔬菜廢棄物堆成長梯形，堆頂寬I米，堆底寬2米，堆高夏秋季1.2~1.5米、冬春季1.5~2.0米,堆長根據場地而定,每堆體積不少于5方； (3)翻堆時間的控制: 堆置發酵開始后，當20~30厘米深處物料溫度升至55°C時保持三天，然后翻搗一次，以利殺死病蟲害等有害病原微生物、蟲卵和雜草蟲子，當堆溫再次升至55°C后，保持三天，然后翻搗一次，之后根據堆溫情況進行翻搗； (4)翻堆要求: 翻垛過程中要做到調、勻、碎，調就是把垛中原來上層部分調到地表成為下層部分，而下層部分調到表層變為上層部分，以達到充分發酵的目的；勻就是對垛中原料混合還不均勻的部分，再次進行混勻工作；碎就是對在發酵過程中形成的塊狀發酵物進行破碎工作； (5)發酵終點控制: 堆溫與室外溫度相同、水分降至30%以下時，外觀黑褐色，無臭，即完成了有機基質的整個發酵生產過程，整個周期通常為15~20天，冬天時間25~30天； (6)發酵質量控制: 發酵完成后進行粉碎、過篩、檢測、稱量和包裝，有機基質產品生產完成，有機質要求達到45%~55%，糞大腸菌群數呈陰性，蛔蟲卵死亡率100%。
8.權利要求6所述有機基質在番爺育苗上的應用。
【文檔編號】C05F11/08GK103966148SQ201410238302
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】何宗均, 趙琳娜, 梁海恬, 田陽 申請人:天津市農業資源與環境研究所