[发明专利]一种微生物菌粉及其制备方法

说明书

本发明公开一种微生物菌粉，包括产黄纤维单胞菌(Cellulomonas flavigena)菌体、吸附性载体、润湿剂和保护剂，以质量比计，菌体与吸附性载体的比例为1:(0.5‑1.5)，菌体与润湿剂的比例为1:(0.5‑1.5)，菌体与保护剂的比例为1:(0.5‑1.5)。吸附性载体选用糊精、硅藻土、滑石粉或碳酸钙；润湿剂选用吐温80、聚乙二醇、可溶性淀粉或十二烷基硫酸钠；保护剂选用草炭、高岭土、海藻酸钠或羟甲基纤维素钠。这种微生物菌粉通过菌液发酵、菌体分离、菌粉制备等步骤制成，在390d储存期内，产黄纤维单胞菌有效活菌数不低于0.5×10⁸个/g，纤维素酶活力不低于30U/g。这种微生物菌粉可高效促使园林纤维素降解，制备工艺简便，可满足规模化堆腐处置园林绿化废弃物的社会需求。

技术领域

本发明属于农林有机资源的高效利用技术领域，涉及用于园林废弃物降解处置的微生物菌剂，具体涉及一种微生物菌粉及其制备方法。

背景技术

近年来，随着美丽中国理念的深化和生态城市建设规模的扩张，我国城市绿化水平、整体绿量均得到不断提高，同时也产生了大量园林绿化废弃物。城市园林废弃物主要是指在城市绿地、行道树及城郊林地中绿化植物自然或养护过程中产生的草坪、枯枝落叶及林木修剪物等。这些城市园林废弃物含有大量的淀粉、纤维素、木质素和营养元素，是一种可再利用的有机资源，也是生态系统物质循环的重要组成部分。然而，作为城市固体垃圾的主要来源之一，每年有近5000万吨的园林废弃物进入环卫填埋系统，其不仅造成园林生物质资源浪费和垃圾填埋场收纳能力下降，也易导致周围水体、大气和土壤环境的二次污染。

城市园林废弃物的资源化利用方式主要是就地粉碎作为绿化土壤覆盖物或简易堆肥作为植物生长基质，但存在粉碎易产生扬尘、堆腐不透彻易孪生病菌和臭气等问题。而经过一定预处理，在适宜条件下利用好氧微生物进行堆肥发酵，促进大分子有机物降解和腐殖质类物质形成是实现园林绿化废弃物资源化、高效化利用的主要途径。研究表明，纤维素酶是催化纤维素快速水解和诱导木质素降解酶(胞外过氧化酶和胞外酚氧化酶)产生的核心酶系，主要包括葡聚糖内切酶、外切酶和苷酶，其协同作用将纤维素降解为纤维低聚糖及葡萄糖。因此，如何构建快速降解、彻底腐熟且应用方便的微生物菌剂是促进园林纤维素等大分子物质分解、转化、合成土壤有机质和植物生长营养物质的关键。

目前，国内关于降解农林废弃物纤维素的微生物菌剂相关技术研究主要集中在以下几个方面：

(1)秸秆腐熟菌剂

纤维素是秸秆主要的物质组成成分，因其化学结构复杂、性质稳定，同时秸秆表面易形成非水溶性蜡质层，导致其自然腐解速度缓慢。另由于秸秆的C/N比过高，直接还田会出现土壤微生物与作物争夺氮源的现象，从而影响秧苗生长和作物产量。因此，开发快速降解、高效腐熟的秸秆微生物菌剂是农作废弃物资源化处置与利用的有效技术手段。王元明(2013年)筛选和制备了适用于高温条件下，降解和腐熟水稻秸秆的微生物菌剂。其研究结果为：通过等比例混合两种高温链霉属发酵菌液，制备成即用型腐熟菌液，高温好氧堆肥20天水稻秸秆即可实现较好的降解腐熟效果，其腐熟产品的种子发芽率达到85.96％(王元明，高温纤维素降解菌的筛选及其复合菌剂对秸秆降解效果的研究，南京农业大学，2013)。该应用菌剂具有降解率高、腐熟彻底、适应堆腐高温环境等优点，但该菌剂为液体形态，存在不易保藏和适用温度条件局限等问题，因此无法满足工业级、规模化生产需求。殷中伟(2010年)筛选和制备了适用于降解小麦秸秆的微生物复合菌系。其研究结果为：在小麦秸秆液体培养过程中，复合菌系Y2b对纤维素和半纤维素的降解率可达40％以上，且其纤维素酶活在第2d时即可达到最高，为61.2U/mL(殷中伟，秸秆纤维素高效降解菌株的筛选及对秸秆降解效果初步研究，中国农业大学，2010)。该复合菌系具有菌群多样、产酶活性高、降解效率显著等优点，但其所含菌种信息不完全、菌剂形态为液体，仅适用于实验室研究分析，产业化应用可能存在病原菌侵染等风险。

(2)园林生物质堆肥菌剂