[發明專利]一種低溫堆肥微生物復合菌劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011091765.2
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112410245A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李春艷;王月;成毅;尤瑟夫·阿布德拉赫曼·尤瑟夫·阿卜杜拉;臧海蓮;孫珊珊;苗蕾;趙昕悅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱雁成生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/14;C05F15/00;C05F17/20;C12R1/01;C12R1/645
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 馬鑫

本發明公開了一種低溫堆肥微生物復合菌劑及其制備方法和應用。該微生物復合菌劑包括由兩株耐冷纖維素降解菌組成的耐冷纖維素降解菌劑以及由一株17β?雌二醇降解菌與一株雌酮降解菌組成的類固醇雌激素降解菌劑；其中，所述的兩株耐冷纖維素降解菌為季也蒙念珠菌YC1以及季也蒙念珠菌YC3，所述的17β?雌二醇降解菌為紅球菌D310?1，所述的雌酮降解菌為小桿菌ML?6。使用本發明的低溫堆肥微生物復合菌劑可在第6天達到堆肥高溫期(溫度50℃)，高溫期可持續5天以上，第10天可達到最高溫度65.2℃，此外，類固醇雌激素的含量被顯著降低。本發明的低溫堆肥微生物復合菌劑實現了低溫下堆肥的快速啟動，避免了豬糞中類固醇雌激素類物質對環境的嚴重污染，完全符合堆肥的無害化標準。

技術領域

本發明涉及一種微生物復合菌劑及其制備方法和應用，特別涉及一種低溫堆肥微生物復合菌劑、其制備方法以及對秸稈和畜禽糞便在低溫堆肥中的應用。屬于微生物復合菌劑技術領域。

背景技術

中國是農業大國，隨著農業集約化程度的逐步提高，秸稈資源量整體呈現增長趨勢，2000-2015年，可收集農作物秸稈源量從3.30×10⁹t增至4.47×10⁹t，年均增長率為2.33％。東北地區是我國玉米主產區，每年可收集玉米秸稈約1.7×10⁹t，約占全國玉米秸稈資源的48％。然而，由于東北地區緯度高，氣溫低，冬季冰封期長達5～6個月，導致秸稈還田效率低，其中超過58％的秸稈被丟棄和焚燒，不僅造成秸稈資源的浪費，更引起嚴重的空氣污染，不利于人類健康。同時，東北地區是重要的生豬養殖基地，近兩年，東北地區在建生豬養殖項目投資已超過615億元。然而，隨著生豬養殖的規模化發展，豬糞積累量嚴重超負荷，導致類固醇雌激素(17β-雌二醇)排放量遠遠超過污水處理廠排水，生豬養殖基地成為了類固醇雌激素的主要污染源。17β-雌二醇排入環境中會導致動物界的雌性化，擾亂正常的生態系統，是嚴重的致癌物質之一。此外，17β-雌二醇分解后產生中間產物——雌酮，雌酮被認為是比17β-雌二醇毒性更強的污染物，且很難被降解，如排放至環境中其負面影響更甚于17β-雌二醇。目前集約化養殖場的畜禽廢棄物的利用率只有30％左右，其余70％則直接向環境中排放。隨意排放畜禽糞會對環境造成嚴重的危害：一方面是造成空氣、水體和土壤的污染，另一方面是傳播病菌，嚴重危害農業及漁業生產，威脅人類及動植物的健康。

目前秸稈的處理方法包括物理法(超微粉碎，蒸汽爆破、氨冷凍爆破和擠壓膨化等)、化學法(稀酸法、堿化法、氨化法、氨堿復合法和氧化處理法)、生物法(青貯、微貯和酶解)。畜禽糞便的處理方法包括化學法(光催化法和臭氧氧化法)和生物法(堆肥)。迄今，對農業廢棄物的綜合處理方法已有多年研究，但仍存在系列的負面問題，如物理法能耗物耗高，化學法易造成二次污染等。生物法處理農業廢棄物具有成本低、處理速度快、分解徹底、無二次污染等優勢，因此堆肥發酵農業廢棄物成為了農業資源化利用的有效策略。目前農業廢棄物的堆肥研究中，微生物群落組成多為中溫和高溫微生物，低溫微生物的研究較少，進而限制了寒冷地區農業廢棄物的可持續發展。同時，針對低溫條件下畜禽糞便中類固醇和雌激素的同時處理研究更為罕見，多數為單項研究，如低溫秸稈堆肥菌劑(專利申請CN109593677A、CN109182163A、CN110627644A)和畜禽糞便中類固醇雌激素生物修復技術(專利CN105483035A、CN104894012A、CN106754460B)。目前所知，僅專利申請CN104355690A和CN108863483A公開了秸稈和畜禽糞便的共堆肥技術，但兩項技術均為高溫堆肥發酵，且未對畜禽糞便中的類固醇雌激素進行相應的生物處理。因此，研發出低溫條件下促進秸稈和畜禽糞便安全堆肥發酵的微生物復合菌劑對提升農業廢棄物資源化利用效率，推動生態環境的可持續發展、支撐寒冷地區經濟發展具有重大意義。