[发明专利]一种解磷真菌及其在生物磷肥制备和蘑菇栽培中的应用

说明书

技术领域

 本发明涉及利用一种解磷真菌制备秸秆腐熟剂的方法，以及利用该腐熟剂发酵秸秆类农业废弃物制备生物磷肥和栽培蘑菇，属微生物菌剂技术领域。

背景技术

秸秆还田有利于改善土壤理化和生物学性状、培肥土壤，促进作物生长发育和产量的提高。作物秸秆主要由纤维素、半纤维素、木质素、蜡质物质及少量灰分组成，在纤维素的晶型构架之间充满了半纤维素和有三维网状结构的木质素大分子，三者通过特定的方式结合在一起形成稳定的复杂结构。尽管纤维素、半纤维素多糖类有机物质容易被微生物或酶分解，但是在植物组织中木质素与半纤维素以共价键形式结合，并将纤维素分子紧紧包埋其中成为外围基质，形成一种坚固的天然屏障，多数微生物及其产生的降解酶很难进入其中分解纤维素。因此，自然条件下秸秆腐熟速度缓慢，腐熟程度不彻底，还田后使用会影响土壤墒情，在土壤中经微生物继续发酵分解产生的热量还会导致作物烧苗等现象。

我国是一个农业大国，农作物播种面积居世界第一位，秸秆中蕴藏着巨大的养分资源，作物吸收的养分有50%左右以生物质的形式保留在秸秆中。2006 年中国作物秸秆资源数量超过 7.6 亿吨，接近世界秸秆资源总量 1/3，是世界第一秸秆大国，且总产量呈不断增长之势（毕于运等，2009）。中国农作物秸秆种类繁多，主要作物秸秆近 20 种。其中，水稻、小麦和玉米三大作物秸秆的总量占全部秸秆总量的 77.2%（高利伟等，2009）。这三大作物秸秆的氮、磷、钾养分含量分别占到秸秆养分总量的 68.8%、74.0%、73.9%，总养分占到总量的72.3%（高利伟等，2009）。因此，如何加速农作物秸秆的快速腐解、促进秸秆的原位还田，以及通过秸秆的快速堆肥发酵将其转化成有机肥，已成为秸秆资源循环利用亟待解决的关键问题。

通过添加腐熟剂可以加快秸秆腐熟、实现废弃物的利用。农作物秸秆能够利用自身的、环境的微生物完成自身的腐熟过程，但人为添加腐熟剂能达到缩短腐熟时间、提高腐熟效率；同时，添加具有解磷、生防等特殊功能的微生物腐熟剂还能能更大程度的满足农业发展的需要。木腐菌等微生物可分泌木质素酶、纤维素酶、半纤维素酶等胞外酶分解秸秆中的木质素、纤维素等成分，促进纤维类物质的分解（Zhou et al., 2007; 顾方媛等，2008）。Haruta等(2002)构建的复合菌系能在4天的时间将水稻秸秆质量的60%分解；任克宁等(2011)报道了白腐菌和黑曲霉混合能降解玉米秸秆中的木质素和纤维素。刘成等(2007)以棉粕和玉米秆为主要原料研究了黑曲霉产木聚糖酶固态发酵条件及部分酶学性质及利用生物防治微生物降解秸秆等应用。研究表明黑曲霉具有较强溶解多种无机磷的能力和促进作物生长的作用(梁艳琼等，2011)。

磷是植物生长发育所必需营养元素之一，在植物的生长和发育中的作用仅次于氮。我国有74%的耕地处于缺磷状态，为了确保农作物生长所必需的磷素营养，每年必须向农田土壤中施入大量的化学磷肥。但施入的化学肥料仅有5%～25%可被植物吸收利用，绝大部分磷肥则很快与土壤中的其它成分发生反应变成植物不能吸收利用的难溶性磷酸盐或以吸附态形式滞留于土壤中（Singh & Kapoor, 1994）。解磷微生物可通过分泌各种有机酸，无机酸等途径溶解矿物磷，释放可溶性磷供植物生长需要(Song et al., 2008)。利用解磷真菌制备的秸秆腐熟剂不仅具有常规腐熟剂腐熟秸秆的效果，还具有微生物磷肥的功能，应用前景十分广阔。

双孢蘑菇和草菇的培养料主要是粪草，栽培之前需要将粪草堆肥发酵和充分腐熟以提高培养料的养分和减少蘑菇栽培过程中的病虫害。目前，对粪草腐熟以常规的堆肥自然发酵方式为主，耗时长，养分损失大。利用功能微生物制备的腐熟剂能加速粪草腐熟进程和减少养分流失，已经在双孢蘑菇的栽培中应用（石文权等，2010）。可以预见，利用抗病、促进生长等功能性微生物腐熟剂在蘑菇栽培中有广泛的应用前景。

主要参考文献

毕于运等, 高春雨, 王亚静. 中国秸秆资源数量估算. 农业工程学报, 2009, 25: 211-217.

高利伟, 马林, 张卫峰. 中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况. 农业工程学报, 2009, 7: 173-179.

顾方媛, 陈朝银, 石家骥. 纤维素酶的研究进展与发展趋势. 微生物学杂志, 2008, 28 (1) : 83-87.

梁艳琼，雷照鸣，贺春萍. 一株溶磷真菌的分离鉴定及其溶磷能力的初步研. 热带作物学报, 2011, 32(6): 1116-1121.