[发明专利]一种园林废枝叶发酵菌剂及其制备方法和应用

说明书

一、技术领域

本发明属于微生物工程技术领域,具体涉及一种园林废枝叶发酵菌剂及其制备方法和应用。

二、背景技术

园林废枝叶（Gardenwaste）指园林植物自然凋落或人工修剪所产生的枯枝、落叶、残花、树木与灌木剪枝及其它植物残体等，成分以有机质为主，纤维素、木质素含量较高。随着城市绿化在中国各大城市中的快速发展，园林废枝叶如枯枝落叶（植物凋落物）、树枝修剪物、草坪修剪物和残花等的量也越来越大。长期以来，为了追求整洁美观，这种城市园林废枝叶往往被视为城市固体废弃物，成为绿地养护管理的清除对象，枯枝落叶的清理程度甚至成为衡量养护精细水平的重要指标。园林废枝叶的传统处理方式主要为填埋或焚烧。填埋易于操作，但通常动用大量人力物力，又占用宝贵的城市土地资源，并随着城市地价的上涨，填埋成本越来越高；焚烧能迅速缩减废弃物体积，处理速度快，产生热能可用作热能发电，但往往因为焚烧条件和手段的不当而引发大气污染问题，进而降低城市和城郊环境质量。用堆肥法处理城市园林废枝叶不但可以变废为宝，还能节约垃圾填埋所占土地，并减轻垃圾焚烧对大气的污染，它在安全和经济方面明显优于其他方法而成为目前最有发展潜力的废弃物处理技术。但传统堆肥方式周期长、效率低，发酵过程中氨的挥发以及硫化氢等气体的释放会造成严重的环境污染，同时也存在成品肥效低等缺点。合理有效地处理园林废枝叶已成为一个亟待解决的科学和产业问题。 

园林废枝叶中超过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，园林废枝叶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，对园林废枝叶进行有效预处理是园林废枝叶资源化利用中最为重要的一个环节，也就是通过对园林废枝叶外围基质的破坏，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。

目前园林废枝叶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。园林废枝叶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、氨水等化学试对园林废枝叶类材料进行处理后，园林废枝叶的纤维组成、形态、结晶区都有一定程度的破坏，园林废枝叶表面变得疏松，出现了部分微孔，园林废枝叶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园林废枝叶进行发酵处理，园林废枝叶外表上的硅质瘤状结构脱落，细胞壁出现大范围破损，整个园林废枝叶组织变得松散。园林废枝叶降解菌能分解其组织中各种聚合物，将园林废枝叶中的木质素、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。

三、发明内容

本发明需要解决的问题是提供一种包括多种微生物的园林废枝叶发酵剂，通过利用高效降解微生物，对园林废枝叶进行生物预处理，提高园林废枝叶的可利用效率，从而建立一种园林废枝叶资源化利用的平台技术。同时提供一种园林废枝叶的发酵方法，将包括多种微生物的园林废枝叶发酵剂用于多种植物园林废枝叶发酵当中，经发酵过的园林废枝叶可用于改良土壤或作为栽培基质。

本发明所采用的技术方案是：

本发明使用多种市售高效降解菌，如：粪鬼伞（Coprinus sterqulinus）、青霉（Penicillium expansum）、木霉（Trichoderma koningii）和曲霉（Aspergillus）对园林废枝叶进行发酵，发酵菌剂可发酵不同植物园林废枝叶，而且经发酵过的园林废枝叶可用于改良土壤或作为栽培基质。