本发明涉及一种菌剂制备方法，具体涉及一种从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，属于堆肥技术领域。
背景技术：
高温好氧堆肥是处理厨余垃圾的有效方法之一。堆肥是在人工控制的条件下，使有机固体废物进行生物稳定作用的过程。厨余垃圾有机物含量高，营养元素全面，c/n比较低，是微生物的良好营养物质，非常适用于作堆肥原料。该方法优点是处理方法简单、成品中能较多的保留氮。缺点是需用场地大、处理周期长，有些病菌不易杀死。如何提高处理厨余垃圾的效率、如何使堆肥产品无害化是目前需要解决的问题。堆肥过程中添加菌剂，可提高堆体中的微生物数量，微生物的新陈代谢过程可使堆体升温，达到堆体无害化效果，并且可以加快厨余垃圾中有机物的分解，从而促进堆肥效率。
发明专利cn105154373a，提供一种牛粪高温腐熟剂及其制备方法，该发明公开一种牛粪高温腐熟剂，是由牛粪和复合菌剂经发酵后烘干制得；牛粪高温腐熟剂的牛粪颗粒上负载有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、就地堆肥地芽孢杆菌、疏棉状嗜热霉和褐色喜热裂孢菌的混合菌。但是该发明发酵菌菌种相对单一，且来源不确定，可否以牛粪为载体稳定扩繁有待考究，因而堆肥过程不稳定且提高成本。发明专利cn102795907a，提供一种牛粪生产有机复合肥的方法，该发明步骤简单，制造方便，但是发酵期后没有进行腐熟，产品腐熟度指标达不到要求，且牛粪自然发酵周期长，分解不完全。发明专利cn106977324a，提供一种牛粪有机肥的制备方法，该发明以牛粪为原料，通过合理的制备方法，最大限度的保留牛粪中的蛋白质、微生物等营养物质，最大限度的杀灭病原菌、有害物质，使得制备的牛粪有机肥肥效较高，对作物的增产效果显著，成本低廉。但该方法操作流程相对复杂，用到了消毒剂、发酵剂和培养剂三种调节剂，成本高、腐熟度不高。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种从牛粪重提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，该技术方案包括液态复合菌剂的制备方法和固态复合菌剂的制备方法，涵盖好氧堆肥过程的各种功能菌，制备工艺简单、生态环保，大大提高堆肥效率和经济效益，具有良好的应用前景。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，包括以下步骤：
步骤（1）菌株分离与纯化：新鲜牛粪与辅料混合物质量比以2~5：1均匀混合后自然发酵；待第一次发酵温度达60-65℃时，将该发酵物以1/10~1/4的比例加入新鲜牛粪与辅料混合物中开始第二次自然发酵；如此反复到第五次堆肥发酵温度达60-65℃时，分别以五次发酵好的物料为分离源，分离、纯化其中的微生物，并通过产酶特性和碳源利用试验筛选出高效功能菌株。
步骤（2）液态复合菌剂制备：将各菌种分别接种至相应的液态培养基进行菌株种子液扩大培养，采用平板计数法测定各种子液的活菌含量，并用无菌水调节各种子液至1.0×108cfu/ml~2.0×108cfu/ml，按照活菌数1：1的比例将各种子液混合配制得液态复合菌剂。
步骤（3）固态复合菌剂发酵原料配制：预先将固态复合菌剂原料破碎至1cm左右后进行干燥处理，使得含水率降至10%~15%以下。
步骤（4）接菌培养：将液态复合菌剂和2株特异性功能菌菌液均匀喷洒于固态复合菌剂发酵原料上，使得固态复合菌剂发酵原料含水率达到65~80%。
步骤（5）发酵：将混合后的固态复合菌剂发酵原料加入进行好氧发酵，发酵时间为30~40天，发酵温度达到60~65℃。
步骤（6）固态复合菌剂制备：将发酵物置于恒温烘箱中，开启鼓风机，35℃下进行10h的恒温干燥处理，干燥后装入无菌密封袋中，即得固态复合菌剂。该方案中，牛粪中含有丰富的营养物质，可以为微生物的活动提供载体和营养物质，同时牛粪中又含有多种肠道有益微生物，以牛粪为分离源，分离得到的微生物作为菌剂加入堆肥原料中，微生物的适应能力强，可迅速扩繁，改变堆体的微生物群落结构，在堆体中发挥作用，使堆体温度迅速升高，且能在高温期保持较长时间，充分灭活其中的有害菌群和杂草种子等，使堆肥产品达到无害化。因此本发明基于此提供了一种利用牛粪堆肥制备高效复合堆肥菌剂的方法。
进一步地，所述辅料混合物包括1~2份落叶，1~2份玉米秸秆，0~1份椰糠，0~1份木屑。辅料作为干物质调节牛粪的湿度和碳氮比，使混合后的物料更适宜微生物生长。
进一步地，所述辅料混合物经过预处理使得粒度小于1cm，含水率低于30%。粒度小是为了使辅料和牛粪混合均匀，因为新鲜牛粪的含水率比较高，辅料的添加需要调节物料湿度使微生物更适宜生长，因此辅料的含水率需要控制在30%以下。
进一步地：所述液态复合菌剂菌株种子液扩大培养条件为，摇床转速设置为160~200r/min，细菌37℃条件下培养20~24h，真菌30℃条件下培养48~72h，放线菌28℃条件下培养时间为3~5天。这个培养时间可以使微生物生长达到对数期，微生物活性最强，数量最多。
进一步地，所述液态复合菌剂包括从牛粪堆肥中分离得到的11株功能菌株：3株中温菌株、2株高温菌株、2株纤维素降解菌、2株木质素降解菌、2株淀粉降解菌；包含堆肥过程所需的大部分功能菌株，可促进堆肥达到无害化，且降解速率增大，堆肥产品腐熟度和产品品质提高。
进一步地，所述固态复合菌剂原料为落叶和玉米秸秆的混合物，混合质量比为1:1。落叶薄，可以与菌剂充分混合，玉米秸秆吸水性和透气性好，可以调节物料的湿度和孔隙度。
进一步地，所述固态复合菌剂包括液态复合菌剂中所得到的11株功能菌株，还包括2株分离自落叶堆肥高温期和腐熟期的真菌。落叶的主要成分是纤维素和木质素，从落叶堆肥中分离的真菌有很强的分解纤维素和木质素的能力，而堆肥中最难分解的物质是纤维素、木质素等大分子物质，这两株真菌能促进堆肥降解过程
进一步地，所述固态和液态复合菌剂可应用于各类有机废弃物堆肥系统，可使得堆肥时间缩短20~30%,这样堆肥效率提高了。
本发明提供的一种从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，有以下优点：
1）复合菌剂为牛粪堆肥和落叶堆肥过程中分离的土著菌，适应性强、活性高；涵盖好氧堆肥过程的各种功能菌：中温菌株、高温菌株、纤维素降解菌、木质素降解菌、淀粉降解菌，富集后制作菌剂用于堆肥过程，缩短微生物的迟滞期，从而使堆肥过程迅速进入高温期，加速堆肥过程，可使堆肥腐熟效率提高20%。
2）中温菌株和高温菌株可使堆肥迅速升温，并能在堆肥高温期持续活跃，延长堆肥高温期，提高堆肥原料中有害菌的灭活率，确保堆肥达到无害化。
3）真菌能产生多种具有生物活性的酶系，如：纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶等，加入复合菌剂中可加速堆肥原料的降解，可应用于各类有机废弃物堆肥系统，可使得堆肥时间缩短20~30%。
4）该复合菌剂的制备方法获得两种高效堆肥用复合菌剂，即液态复合菌剂和固态复合菌剂。
5）各功能菌中温菌株、高温菌株、纤维素降解菌、木质素降解菌、淀粉降解菌的活菌数均为108cfu/ml，从而保证堆肥复合菌剂为109cfu/ml（g）的高密度菌剂。
6）落叶堆肥中分离的两株真菌具有很强的分解纤维素和木质素的能力，促进堆肥过程中难降解大分子物质的降解，从而提高堆肥腐熟度和堆肥产品的品质。
因此，该发明不仅可变废为宝，减少资源浪费与环境污染，还可促进中国畜禽养殖业与农田种植业的综合发展，改善生态效应和提高经济效益，具有良好的应用前景。
具体实施方式：
为了加深对本发明的认识和理解，下面结合具体实施方式详细的介绍该技术方案。
实施例1：一种从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，包括以下步骤：
（1）菌株种子液扩大培养：配制培养基，于高压蒸汽灭菌锅中灭菌冷却后，将各菌种接种至相应的液态培养基进行种子摇瓶培养，摇床转速设置为160r/min，细菌30-37℃条件下培养20~24h，真菌28-32℃条件下培养48~72h，放线菌28-30℃条件下培养3~5天。
（2）液态复合菌剂制备：采用平板计数法测定各种子液的活菌含量，并用无菌水调节各种子液至5.0×108cfu/ml，在超净工作台内按照活菌数1：1的比例将各种子液混合即得液态复合菌剂。
实施例2：
（1）菌株种子液扩大培养：配制培养基，于高压蒸汽灭菌锅中灭菌冷却后，将各菌种接种至相应的液态培养基和相应的温度条件下进行种子摇瓶培养，摇床转速设置为160r/min，细菌30-37℃条件下培养20~24h，真菌28-32℃条件下培养48~72h，放线菌28-30℃条件下培养3~5天。
（2）液态复合菌剂制备：采用平板计数法测定各种子液的活菌含量，并用无菌水调节各种子液至2.0×108cfu/ml，在超净工作台内按照活菌数1：1的比例将各种子液混合即得液态复合菌剂。
（3）固体发酵原料配制：预先将玉米秸秆切成3~5cm的碎料，晒干后使用，将新鲜牛粪和破碎玉米秸秆按照4：6的比例混合均匀，使混合后的发酵原料水分含量为65%。
（4）接菌培养：将液态复合菌剂按1.0%的添加量喷洒于堆肥原料后混合均匀。
（5）发酵：将混合后的发酵原料加入1.0m×1.0m×1.2m的堆肥池中进行好氧发酵，发酵时间为10天。
（6）干燥：将发酵物置于恒温烘箱中，开启鼓风机，35℃下进行10h的恒温干燥处理，干燥后装入无菌密封袋中，即得固态复合菌剂。
实施例3：
（1）菌株种子液扩大培养：配制培养基，于高压蒸汽灭菌锅中灭菌冷却后，将各菌种接种至相应的液态培养基和相应的温度条件下进行种子摇瓶培养，摇床转速设置为160r/min，细菌30-37℃条件下培养20~24h，真菌28-32℃条件下培养48~72h，放线菌28-30℃条件下培养3~5天。
（2）液态复合菌剂制备：采用平板计数法测定各种子液的活菌含量，并用无菌水调节各种子液至2.0×108cfu/ml，在超净工作台内按照活菌数1：1的比例将各种子液混合即得液态复合菌剂。
（3）固体发酵原料配制：预先将玉米秸秆切成3~5cm的碎料，晒干后使用，将新鲜牛粪和破碎玉米秸秆按照4：6的比例混合均匀，使混合后的发酵原料水分含量为65%。
（4）接菌培养：将液态复合菌剂按0.75%的添加量喷洒于堆肥原料后混合均匀。
（5）发酵：将混合后的发酵原料加入1.0m×1.0m×1.2m的堆肥池中进行好氧发酵，发酵时间为12天。
（6）干燥：将发酵物置于恒温烘箱中，开启鼓风机，35℃下进行10h的恒温干燥处理，干燥后装入无菌密封袋中，即得固态复合菌剂。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
1.一种从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述复合堆肥菌剂的制作方法，包括以下步骤：
步骤（1）菌株分离与纯化：新鲜牛粪与辅料混合物质量比以2~5：1均匀混合后自然发酵；待第一次发酵温度达60-65℃时，将该发酵物以1/10~1/4的比例加入新鲜牛粪与辅料混合物中开始第二次自然发酵；如此反复到第五次堆肥发酵温度达60-65℃时，分别以五次发酵好的物料为分离源，分离、纯化其中的微生物，并通过产酶特性和碳源利用试验筛选出高效功能菌株；
步骤（2）液态复合菌剂制备：将各菌种分别接种至相应的液态培养基进行菌株种子液扩大培养，采用平板计数法测定各种子液的活菌含量，并用无菌水调节各种子液至1.0×108cfu/ml~2.0×108cfu/ml，按照活菌数1：1的比例将各种子液混合配制得液态复合菌剂；
步骤（3）固态复合菌剂发酵原料配制：预先将固态复合菌剂原料破碎至1cm左右后进行干燥处理，使得含水率降至10%~15%以下；
步骤（4）接菌培养：将液态复合菌剂和2株特异性功能菌菌液均匀喷洒于固态复合菌剂发酵原料上，使得固态复合菌剂发酵原料含水率达到65~80%；
步骤（5）发酵：将混合后的固态复合菌剂发酵原料加入进行好氧发酵，发酵时间为30~40天，发酵温度达到60~65℃；
步骤（6）固态复合菌剂制备：将发酵物置于恒温烘箱中，开启鼓风机，35℃下进行10h的恒温干燥处理，干燥后装入无菌密封袋中，即得固态复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述辅料混合物包括1~2份落叶，1~2份玉米秸秆，0~1份椰糠，0~1份木屑。
3.根据权利要求2所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述辅料混合物经过预处理使得粒度小于1cm，含水率低于30%。
4.根据权利要求3所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述液态复合菌剂菌株种子液扩大培养条件为，摇床转速设置为160~200r/min，细菌30-37℃条件下培养20~24h，真菌28-32℃条件下培养48~72h，放线菌28-30℃条件下培养3~5天。
5.根据权利要求3或4所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述液态复合菌剂包括从牛粪堆肥中分离得到的11株功能菌株：3株中温菌株（2株细菌和1株放线菌）、2株高温菌株（1株细菌和1株真菌）、2株纤维素降解菌（2株真菌）、2株木质素降解菌（2株真菌）以及2株淀粉降解菌（2株真菌），复合菌剂中每个菌株的活菌数均达到1.0×108cfu/ml~9.0×108cfu/ml。
6.根据权利要求5所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述固态复合菌剂原料为落叶和玉米秸秆的混合物，混合质量比为1:1。
7.根据权利要求6所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述固态复合菌剂包括液态复合菌剂中所得到的11株功能菌株，还包括2株分离自落叶堆肥高温期和腐熟期的真菌。
8.根据权利要求6所述的从牛粪中提取和制备高效复合堆肥菌剂的方法，其特征在于，所述固态和液态复合菌剂可应用于各类有机废弃物堆肥系统，使得堆肥时间缩短20~30%。
技术总结