[发明专利]一种能快速分解棉秆的复合菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能快速分解棉秆的复合菌剂及其制备方法。

背景技术

棉花收获后会残留大量副产物—棉秆。棉秆的主要成分是天然木质纤维素（由纤维素、半纤维素和木质素等组成），是具有开发潜力的木质纤维素生物质资源，通过生物分解转化，可开发生物燃料（如乙醇、氢气和沼气等）、动物饲料、有机肥和用作食用菌栽培料等。

在农作物秸秆中，棉秆比水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆等质地更加坚硬，更难分解。目前，由于缺乏对棉秆具有高效分解能力的微生物（或酶），其生物转化（包括能源化、饲料化等）效率很低，棉秆的生物利用多局限于直接还田利用。然而，棉秆直接还田也存在问题，即因棉秆本身极难分解，自然腐熟度低，很难当年成肥，还田后不仅对土壤培肥效果不明显，还因携带病虫害而影响来年作物种植。大部分未被利用的棉秆，农民只能采用直接露天焚烧的方法处理，其释放的烟尘严重影响环境和公共交通。因此，亟待开发棉秆的转化利用途径。棉秆极难分解是其生物转化高附加值产品的瓶颈，其关键环节就是获得能高效分解棉秆木质纤维素的微生物。现在多利用单一菌种分解，单一菌种分解能力弱，适应性不强，难以培养，发酵周期较长，容易被杂菌污染。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种发酵分解时间短、的能快速分解棉秆的复合菌剂及其制备方法。

本发明目的的实现方式为，一种能快速分解棉秆的复合菌剂，由菌株保藏编号为ATCC 27405的热纤梭菌、菌株保藏编号为ACCC 00424脱硫肠状菌、菌株保藏编号为CCREMSDMCC120012嗜热地衣芽孢杆菌、菌株保藏编号为DSM 3071溶纤维丁酸弧菌、菌株保藏编号为ACCC 01179枯草芽孢杆菌和菌株保藏编号为ACCC11073嗜热乳杆菌复合成，

热纤梭菌、脱硫肠状菌、嗜热地衣芽孢杆菌、溶纤维丁酸弧菌、枯草芽孢杆菌和嗜热乳杆菌在复合菌剂中的细胞数含量分别为10-20%、5-15%、5-35%、5-20%、25-35%和10-20%。

菌株在复合菌剂中的细胞数含量的含义是指复合菌中各菌株细胞数占复合菌总细胞数的百分含量。

一种快速分解棉秆的复合菌剂的制备方法，制备的具体步骤如下：

1）棉秆堆肥的制备

①风干棉杆粉碎成1-1.5 cm的小段；

②将猪粪、牛粪和鸡粪在阴凉通风处晾至含水量为40-60%；

③将畜禽粪便和棉秆混合均匀，混合比例为猪粪：牛粪：鸡：棉杆=1-2:0.5-1.5:0.5-1.5:4-6；堆制，调节堆体起始水分含量在50%～60%，调节起始碳氮比为30；

④堆制前7-60天，每天翻堆1-3次，31-45天时，每4-10天翻堆1次；

⑤堆制过程中每1-3天测定堆体温度、pH值和棉杆分解量指标；

2）棉秆快速分解复合菌系的筛选

①根据堆体的温度、pH和棉杆分解量的测定结果，取堆肥20-30 g加入到500 mL三角瓶中，加200-400 mL已灭菌的生理盐水或0.2M PBS缓冲液置摇床中震荡30min；

PBS缓冲液为用8g NaCl，0.2g KCl，1.44g NaH₂PO₄，0.24g KH₂PO₄，加蒸馏水水至800 mL，用HCl调节pH值至7.0，再加蒸馏水至1000 mL所制备出的缓冲液；

②将三角瓶从摇床中取出静置20-30 min，取上层液体10-20 mL作为接种菌液接种到500 mL盛有250-350 mL培养基的三角瓶中，置于恒温培养箱50-60℃黑暗静止培养；

所述培养基为改良PCS培养基、Mandels培养基或梭菌增殖培养基；

改良PCS培养基： 含NaCl 5 g， CaCO₃ 2.5 g，蛋白胨5 g，酵母粉1 g， K₂HPO₄ 1 g， MgSO₄·7H₂O 0.35 g，干棉杆1.5-2.5 g、蒸馏水1 L；pH 7.0，经121℃灭菌20 min所得的培养基；