[發(fā)明專利]一種加速玉米秸稈還田腐解的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410233987.1
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104003772A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 徐陽春;樊曉騰;韋中;沈其榮
• 申請（專利權）人: 南京農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C05F11/08
• 分類號: C05F11/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;邢賢冬

技術領域

本發(fā)明屬于農(nóng)作物秸稈利用的領域，涉及秸稈類廢棄物資源化利用的技術方法，具體涉及一種加速玉米秸稈還田腐解的方法。

背景技術

我國每年超過2億噸玉米秸稈，擁有量居世界首位。傳統(tǒng)上秸稈多作為農(nóng)村薪材或以堆積、荒燒等形式傾入環(huán)境中，如今國內(nèi)愈演愈烈的霧霾天氣與秸稈的肆意焚燒有密不可分的聯(lián)系。與此同時，秸稈類物質(zhì)由于富含大量的有機碳和豐富的氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素而可以作為一類優(yōu)質(zhì)的可利用資源。因此將秸稈進行高效的資源化利用不僅可以減少污染、保護環(huán)境，而且可以變廢為寶，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。秸稈直接還田是秸稈資源化利用中最簡便、經(jīng)濟的方法，從國內(nèi)外技術推廣和試驗的經(jīng)驗來看，玉米秸稈還田除了能夠改善土壤質(zhì)量，增加土壤肥力之外還可以提高作物產(chǎn)量，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。而研究如何運用現(xiàn)代化的技術使還田的秸稈更快的腐解則成為了問題的關鍵。

秸稈直接還田過程中存在著秸稈腐解速率慢、木質(zhì)纖維素類物質(zhì)降解難、影響后茬作物生長等問題，從而在一定程度上限制了該技術的推廣應用。通過接種秸稈降解菌劑可以有效地解決這些難題，這是因為許多微生物可以分泌相關的纖維素酶將秸稈中的木質(zhì)纖維素類物質(zhì)分解成葡萄糖、木糖、纖維二糖等可溶性糖，從而破壞秸稈的表面結構，使秸稈轉(zhuǎn)化為能被土壤中的微生物利用的物質(zhì)。因此通常在玉米秸稈還田時通過施用秸稈降解菌劑來加速秸稈的腐解。但在秸稈降解菌劑的使用中也存在著一些制約因素，例如菌劑、水分和秸稈三者不能充分接觸，菌劑在秸稈的蠟質(zhì)層表皮難以定殖和侵染秸稈內(nèi)部等。這使得降解菌劑的作用不能完全地發(fā)揮，秸稈的腐解速率受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

1.技術問題

本發(fā)明旨在提供一種能有效提高降解菌劑的產(chǎn)酶水平，顯著促進玉米秸稈還田過程的方法，從而加速玉米秸稈的資源化利用進程，確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.技術方案

一種加速玉米秸稈還田腐解的方法，包括：將玉米秸稈粉碎，與助劑混合，接種秸稈降解菌劑后將秸稈翻埋至土壤中，控制土壤含水量為田間持水量的60％-80％，于20-30℃下進行腐解。

所述的玉米秸稈為1-2cm的玉米秸稈段。

所述的助劑為聚乙二醇對異辛基苯基醚，又稱曲拉通X-100(Triton?X-100，簡寫為TR)。

所述的玉米秸稈與助劑的用量比為50～250：1g/mL，優(yōu)選為250：1g/mL。

所述的玉米秸稈與秸稈降解菌劑的用量比為1～5：1g/mL，優(yōu)選為1～2：1g/mL。

所述的秸稈降解菌劑為菌株NJGZ-2孢子濃度10⁷cfu/mL的菌劑。

菌株NJGZ-2，分類命名為：草酸青霉(Penicillium?oxalicum)，于2013年4月27保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號)，保藏號CGMCC?NO.7527；參見發(fā)明專利申請201310289313.9，公開號103667069A。

所述的秸稈降解菌劑是由以下方法制備而成的：將菌株NJGZ-2接種至產(chǎn)孢子培養(yǎng)基中，25-30℃靜止培養(yǎng)6-8天，然后加入無菌水震蕩，過濾培養(yǎng)物后即得孢子懸浮液，用無菌水調(diào)節(jié)孢子懸浮液中孢子濃度為10⁷cfu/mL，即得秸稈降解菌劑；

所述的產(chǎn)孢培養(yǎng)基的配制：玉米秸稈粉10.0g、蛋白胨5.0g、酵母粉2.0g、尿素0.3g、水1000mL，pH自然，121℃高壓滅菌20min。

所述的玉米秸稈粉為玉米秸稈烘干至含水量1％以下、粉碎后過30目篩得到的玉米秸稈粉。

3.有益效果

盆栽試驗表明，本發(fā)明方法對玉米秸稈的腐解效果最好，秸稈降解率達51.9％，比秸稈直接還田的處理提高了14％，比只施用秸稈降解菌劑的處理提高了7％以上，這說明添加TR助劑對NJGZ-2秸稈降解菌劑腐解玉米秸稈有明顯的促進作用。助劑Triton?X-100能夠顯著促進秸稈降解菌劑產(chǎn)纖維素酶類，其濾紙酶(FPA)、纖維素酶活(CMCase)和半纖維素酶(Xylanase)的酶活均有較大升高，直接促進秸稈的降解。發(fā)酵試驗結果表明，助劑Triton?X-100在0.1％濃度和0.5％濃度下均能促進秸稈降解菌劑腐解玉米秸稈，以0.1％濃度對秸稈降解菌劑腐解玉米秸稈的促進作用最為明顯，在30℃條件下液體發(fā)酵7天和固體發(fā)酵30天，玉米秸稈降解率分別為61.7％和66.8％，比只添加秸稈降解菌劑提高了23％和16.8％。