[发明专利]秸秆发酵剂及其在秸秆发酵中的应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用微生物对秸秆进行生物转化的混合物，尤其涉及一种包括多种微生物组成的秸秆发酵剂，以及在秸秆发酵中的应用。

背景技术

中国年产作物秸秆约7亿吨，由于农村劳动力转移和耕作方式的转变，大部分秸秆被就地焚烧或废弃。但是，由于秸秆就地焚烧或废弃所带来的环境污染和资源浪费问题已经成为相关管理部门和科研人员关注的焦点。秸秆中超过60％为纤维素和半纤维素，是非常优良的生物质资源，通过生物转化后可广泛应用于饲料、有机肥、生物气等方面。但是，秸秆的天然结构非常复杂，生物转化效率较低，将其直接用作以上相关产品开发的难度较大，成本较高。因此，对秸秆进行有效预处理是秸秆资源化利用中最为重要的一个环节，也就是通过对水稻秸秆外围基质的破坏，如：对半纤维素和木质素的复合结构解聚，以增加酶与纤维素的接触，并降低天然结构对物质转运的阻碍作用，预处理同样可以降低纤维素的结晶程度。

目前秸秆的预处理方法有物理处理法、化学处理法和生物处理法。

(1)物理处理法：利用高温、超声波、微波等物理手段都能不同程度地破坏木质纤维的天然结构，改变其稳定性。秸秆经蒸汽爆破后能实现各化学组分的初步分离，纤维变得蓬松，比表面积增大，氢键减少，结构重排，有利于提高试剂的可及度，增强反应性能。但物理处理法需要专用设备，成本较高，处理过程有二次污染。

(2)化学处理法：NaOH、H₂O₂、氨水等化学试对秸秆类材料进行处理后，秸秆的纤维组成、形态、结晶区都有一定程度的破坏，秸秆表面变得疏松，出现了部分微孔，秸秆的生物降解性能得到提高。但化学处理会产生非常严重二次污染。

(3)生物处理法：利用高效的降解菌对水稻秸秆进行发酵处理，秸秆外表上的硅质瘤状结构脱落，细胞壁出现大范围破损，整个秸秆组织变得松散。秸秆降解菌能分解其组织中各种聚合物，将秸秆中的木质素、纤维素和半纤维素分解成为单体或低聚物，改善其利用性能。生物法处理成本较低，没有二次污染，但目前常用的生物处理法中所用微生物转化效率较低，处理时间较长，影响了生物处理法的应用和推广。

200910013635.4公开了一种直接分解农作物秸秆发酵产沼气的专用微生物复合菌剂制备及其应用方法。此专用微生物复合菌剂为液态或固态，由腊状芽孢杆、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球状芽孢杆菌、产芽孢梭菌、丙酮丁酸梭菌、巴氏梭菌、拜氏梭菌、热纤梭菌、绿色木霉、瑞氏木霉、黑曲霉中的一株或几株，经发酵培养后，组合复配而成。同时，利用此专用微生物复合菌剂作为接种菌剂，提供对农作物秸秆进行分解处理。

200810208211.9公开了一种稻麦秸秆废弃物的微生物处理方法，将稻麦秸秆废弃物集中堆置接种复合微生物发酵进行无害化处理方法，在由枯草芽孢杆菌、梭菌和根霉菌组成的复合微生作用下稻麦秸秆废弃物持续发酵升温，杀灭有害病原体的同时，使稻麦秸秆废弃物充分分解后腐熟，得到优质的有机肥料。

200910220566.4公开了一种分解秸秆的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。采用的技术方案如下：分解秸秆的复合微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、融合乳酸菌、圆褐固氮菌和酿酒酵母菌制成。采用该菌剂处理秸秆可以制备秸秆生物有机肥。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种包括多种微生物的秸秆发酵剂，通过利用高效降解微生物，对秸秆进行生物预处理，提高秸秆的可利用效率，从而建立一种秸秆资源化利用的平台技术。

本发明的另一个目的是提供一种秸秆的发酵方法，将包括多种微生物的秸秆发酵剂用于不同作物秸秆(玉米、小麦、水稻、高梁等)发酵当中，经发酵过的秸秆可用于畜禽饲料(牛、羊、猪等)，或沼气或有机肥的生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明使用多种高效降解菌，如：粪鬼伞(Coprinus sterqulinus)、青霉(Penicillium expansum)、木霉(Trichoderma koningii)和墨汁鬼伞(Coprinusatramentaria)对秸秆进行发酵，发酵剂可发酵不同作物秸秆(玉米、小麦、水稻、高梁等)，而且发酵秸秆可用作畜禽饲料(牛、羊、猪)，或沼气发酵或有机肥的原料。

本发明提供的秸秆发酵剂，主要包括重量百分数如下的微生物组分：粪鬼伞0.2-0.4份、青霉0.1-0.3份、木霉0.1-0.3份和墨汁鬼伞0.2-0.5份。