本發(fā)明屬于應(yīng)用微生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用禽畜尿液生產(chǎn)土壤改良液及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，化肥農(nóng)藥過量施用造成土壤板結(jié)、肥力下降、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、水體污染和富營養(yǎng)化等問題。因此，發(fā)展高效土壤生物改良劑，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤養(yǎng)分，減少化學(xué)污染，達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量的統(tǒng)一，已成為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)亟待解決的問題。
同時，目前禽畜糞便的高效利用技術(shù)缺失、處理粗放，不僅造成資源浪費而且導(dǎo)致環(huán)境污染。在利用禽畜糞便制作有機(jī)肥的過程中，對于固體部分，往往采用堆肥的方法即可有效制作成有機(jī)肥，對于尿液等液體部分，則往往缺乏有效的轉(zhuǎn)化方式，只能直接施用到農(nóng)田中或者通過工業(yè)化處理的方法處理達(dá)標(biāo)后，排放到水體環(huán)境中。禽畜尿液所含養(yǎng)分低，直接排放到農(nóng)田中，往往起不到很好的肥田效果，且其中包含的病原菌和蟲卵有可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成不利影響。通過工業(yè)化處置的方法處理達(dá)標(biāo)后排放，雖然對環(huán)境無害，但是處理成本高，養(yǎng)殖戶接受度并不高。因此，發(fā)展禽畜尿液高效利用技術(shù)對于促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
因此，利用禽畜尿液制備高效土壤改良液有望成為一條解決尿液污染和地力下降等問題的有效途徑。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用禽畜尿液生產(chǎn)土壤改良液的制備方法，該方法制備的土壤改良液，不僅尿液中的病原菌和蟲卵得到有效殺滅，大大減小對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響，同時有機(jī)質(zhì)含量豐富，施用后能有效提高土壤的養(yǎng)分含量，改善土壤物理性狀，提高肥力水平。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種土壤改良液的制作方法，包括下述步驟：
1)發(fā)酵菌制備：將枯草芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、酵母菌、嗜酸乳酸桿菌四株菌株分別單獨進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵菌液；
2)發(fā)酵組合菌制備：上述各單菌株發(fā)酵結(jié)束后，將四株菌株新鮮發(fā)酵液按照3-5:5-8:2-3:4-6的體積比混合，制得益生菌復(fù)合菌液，其中有效活菌數(shù)為1.4×1010-2.2×1010cfu/ml；
3)新鮮培養(yǎng)基添加：按質(zhì)量濃度5％-8％向復(fù)合菌液中加入新鮮培養(yǎng)基質(zhì)-甘蔗糖蜜；
4)保護(hù)劑添加：按質(zhì)量濃度1-2‰向3)中得到的液體中加入山梨酸鉀，攪拌均勻；
5)土壤改良液制備：將禽畜尿液排入化糞池中，按照3-5公斤/噸的用量，加入4)中制得的發(fā)酵組合菌劑，同時采用鼓風(fēng)機(jī)每天向化糞池中供氧2-4h，提供微生物所需的氧氣，3-5d后，化糞池中布滿氣泡，同時臭味消失，表明糞便分解處理完成，隨后，按照25-30公斤/噸的用量，添加動物骨粉，即制得養(yǎng)分豐富的土壤改良液。
優(yōu)化的，所述步驟1)中，四株菌株分別單獨進(jìn)行發(fā)酵的具體過程如下：
枯草芽孢桿菌和短小芽孢桿菌采用LBG培養(yǎng)基培養(yǎng)24-36h；接種量為1％-2％，搖床轉(zhuǎn)速為180-200rpm；
酵母菌采用YPD培養(yǎng)基培養(yǎng)24-36h；接種量為1％-2％，搖床轉(zhuǎn)速為180-200rpm；
嗜酸乳酸桿菌采用MRS培養(yǎng)基培養(yǎng)24-36h；接種量為1％-2％，搖床轉(zhuǎn)速為180-200rpm。
優(yōu)化的，所述LBG培養(yǎng)基包括：葡萄糖50g，蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化鈉10g，純水1000ml；
所述LBG培養(yǎng)基包括：酵母提取物10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，純水1000ml；
所述YPD培養(yǎng)基包括：蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，吐溫80 1.0mL，磷酸氫二鉀2.0g，乙酸鈉5.0g，檸檬酸三銨2.0g，硫酸鎂0.2g，硫酸錳0.05g，純水1000mL。
優(yōu)化的，所述步驟3)中，甘蔗糖蜜含糖分50％以上，錘度(Bx)85％以上。
優(yōu)化的，所述步驟4)中，山梨酸鉀純度98％以上。
優(yōu)化的，所述步驟4)中，攪拌均勻具體為：120rpm轉(zhuǎn)速下攪拌1h-2h。
優(yōu)化的，所述鼓風(fēng)機(jī)采用移動式污水處理鼓風(fēng)機(jī)。
優(yōu)化的，所述移動式污水處理鼓風(fēng)機(jī)功率4kw，風(fēng)量3-5m3/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑20-30公分。
本發(fā)明還公開了一種采用上述任一方案所述的土壤改良液的制作方法制得的土壤改良液。
所述土壤改良液按照200-300公斤/畝運用于坡地改造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本發(fā)明利用四種糞便分解菌的協(xié)同作用發(fā)酵禽畜尿液，在解決尿液產(chǎn)生的臭氣對環(huán)境的污染的同時，分解其中的有機(jī)質(zhì)，將尿酸等植物不能利用的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮，并增加發(fā)酵產(chǎn)物中的有效氮磷鉀含量，殺滅尿液中的病原菌和蟲卵。隨后，添加利用病死畜禽無害化處理技術(shù)制得的動物骨粉，大大提高尿液中的有機(jī)質(zhì)含量，克服了傳統(tǒng)有機(jī)肥生產(chǎn)時尿液等液體部分養(yǎng)分不足的缺點，將尿液等廢棄物轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)豐富、安全的土壤改良液，應(yīng)用于坡地改造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，具有明顯的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
實施例1、發(fā)酵組合菌的菌株構(gòu)成
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、3.0×109cfu/ml
短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、5.0×109cfu/ml
酵母菌S.roseus cas7、2.0×109cfu/ml
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5、4.0×109cfu/ml
構(gòu)成方式如上的菌劑由以下步驟制得
1)發(fā)酵菌制備：將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株分別單獨進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵菌液。具體如下：
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11和短小芽孢桿菌B.pumilus cas105采用LBG培養(yǎng)基(葡萄糖50g，蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化鈉10g，純水1000ml)培養(yǎng)24h；接種量為1％，搖床轉(zhuǎn)速為180rpm。
酵母菌S.roseus cas7采用YPD培養(yǎng)基(酵母提取物10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，純水1000ml)培養(yǎng)24h；接種量為1％，搖床轉(zhuǎn)速為180rpm。
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5采用MRS培養(yǎng)基(蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，吐溫80 1.0mL，磷酸氫二鉀2.0g，乙酸鈉5.0g，檸檬酸三銨2.0g，硫酸鎂0.2g，硫酸錳0.05g，純水1000mL)培養(yǎng)24h；接種量為1％，搖床轉(zhuǎn)速為180rpm。
2)發(fā)酵組合菌制備：上述各單菌株發(fā)酵結(jié)束后，將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株新鮮發(fā)酵液按照3:5:2:4的體積比混合，制得益生菌復(fù)合菌液，其中有效活菌數(shù)為1.4×1010cfu/ml。
3)新鮮培養(yǎng)基添加：按質(zhì)量濃度5％向復(fù)合菌液中加入新鮮培養(yǎng)基質(zhì)-甘蔗糖蜜(含糖分50％以上，錘度(Bx)85％以上)。
4)保護(hù)劑添加：按質(zhì)量濃度1‰向3)中得到的液體中加入山梨酸鉀(純度98％以上)，攪拌均勻(120rpm，1h)。
5)土壤改良液制備：將禽畜尿液排入化糞池中，按照3公斤/噸的用量，加入4)中制得的發(fā)酵組合菌劑。同時采用移動式污水處理鼓風(fēng)機(jī)(功率4kw，風(fēng)量3m3/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑20公分)，每天向化糞池中供氧2h，提供微生物所需的氧氣。4d后，化糞池中布滿氣泡，同時臭味消失，表明糞便分解處理完成。隨后，按照25公斤/噸的用量，添加動物骨粉，即可制得養(yǎng)分豐富的土壤改良液，可按照常規(guī)有機(jī)肥施用方式運用(200公斤/畝)于坡地改造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
實施例1制備的土壤改良液試驗效果研究：
試驗地點：浙江省衢州市衢江區(qū)蓮花鎮(zhèn)。
試驗對象：坡改地。
試驗材料：實施例1制備的土壤改良液。
試驗設(shè)計：設(shè)置二個處理，每個處理3個重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積為200m2。
處理：施用實施例1制備的土壤改良液，每畝200kg，不追施任何其他肥料。
對照：不施用任何肥料。
試驗方法：在處理30天后，采集0-20cm表層土樣測定土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量。
試驗結(jié)果：與對照(不施用任何肥料)相比，施用實施例1制備的土壤改良液可以大幅提高土壤有機(jī)質(zhì)，全氮量、速效磷、速效鉀的含量。表明制備的土壤改良液對土壤理化性質(zhì)有明顯改善作用。
表一土壤改良液處理對土壤理化性質(zhì)的改善
實施例2、發(fā)酵組合菌的菌株構(gòu)成
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、4.0×109cfu/ml
短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、7.0×109cfu/ml
酵母菌S.roseus cas7、2.5×109cfu/ml
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5、5.0×109cfu/ml
構(gòu)成方式如上的菌劑由以下步驟制得
1)發(fā)酵菌制備：將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株分別單獨進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵菌液。具體如下：
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11和短小芽孢桿菌B.pumilus cas105采用LBG培養(yǎng)基(葡萄糖50g，蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化鈉10g，純水1000ml)培養(yǎng)30h；接種量為1.5％，搖床轉(zhuǎn)速為190rpm。
酵母菌S.roseus cas7采用YPD培養(yǎng)基(酵母提取物10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，純水1000ml)培養(yǎng)30h；接種量為1.5％，搖床轉(zhuǎn)速為190rpm。
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5采用MRS培養(yǎng)基(蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，吐溫80 1.0mL，磷酸氫二鉀2.0g，乙酸鈉5.0g，檸檬酸三銨2.0g，硫酸鎂0.2g，硫酸錳0.05g，純水1000mL)培養(yǎng)30h；接種量為1.5％，搖床轉(zhuǎn)速為190rpm。
2)發(fā)酵組合菌制備：上述各單菌株發(fā)酵結(jié)束后，將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株新鮮發(fā)酵液按照4:7:2.5:5的體積比混合，制得益生菌復(fù)合菌液，其中有效活菌數(shù)為1.85×1010cfu/ml。
3)新鮮培養(yǎng)基添加：按質(zhì)量濃度7％向復(fù)合菌液中加入新鮮培養(yǎng)基質(zhì)-甘蔗糖蜜(含糖分50％以上，錘度(Bx)85％以上)。
4)保護(hù)劑添加：按質(zhì)量濃度1.5‰向3)中得到的液體中加入山梨酸鉀(純度98％以上)，攪拌均勻(120rpm，1.5h)。
5)土壤改良液制備：將禽畜尿液排入化糞池中，按照3公斤/噸的用量，加入4)中制得的發(fā)酵組合菌劑。同時采用移動式污水處理鼓風(fēng)機(jī)(功率4kw，風(fēng)量4m3/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑30公分)，每天向化糞池中供氧3h，提供微生物所需的氧氣。4d后，化糞池中布滿氣泡，同時臭味消失，表明糞便分解處理完成。隨后，按照30公斤/噸的用量，添加動物骨粉，即可制得養(yǎng)分豐富的土壤改良液，可按照常規(guī)有機(jī)肥施用方式運用(250公斤/畝)于坡地改造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
實施例2制備的土壤改良液試驗效果研究：
試驗地點：浙江省衢州市衢江區(qū)蓮花鎮(zhèn)。
試驗對象：坡改地。
試驗材料：實施例2制備的土壤改良液。
試驗設(shè)計：設(shè)置二個處理，每個處理3個重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積為200m2。
處理：施用實施例2制備的土壤改良液，每畝250kg，不追施任何其他肥料。
對照：不施用任何肥料。
試驗方法：在處理30天后，采集0-20cm表層土樣測定土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量。
試驗結(jié)果：與對照(不施用任何肥料)相比，施用實施例2制備的土壤改良液可以大幅提高土壤有機(jī)質(zhì)，全氮量、速效磷、速效鉀的含量。表明制備的土壤改良液對土壤理化性質(zhì)有明顯改善作用。
表二復(fù)合微生物生態(tài)菌肥處理對土壤理化性質(zhì)的改善
實施例3、發(fā)酵組合菌的菌株構(gòu)成
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、5.0×109cfu/ml
短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、8.0×109cfu/ml
酵母菌S.roseus cas7、3.0×109cfu/ml
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5、6.0×109cfu/ml
構(gòu)成方式如上的菌劑由以下步驟制得
1)發(fā)酵菌制備：將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株分別單獨進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵菌液。具體如下：
枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11和短小芽孢桿菌B.pumilus cas105采用LBG培養(yǎng)基(葡萄糖50g，蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化鈉10g，純水1000ml)培養(yǎng)36h；接種量為2.0％，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。
酵母菌S.roseus cas7采用YPD培養(yǎng)基(酵母提取物10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，純水1000ml)培養(yǎng)36h；接種量為2.0％，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。
嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5采用MRS培養(yǎng)基(蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，吐溫80 1.0mL，磷酸氫二鉀2.0g，乙酸鈉5.0g，檸檬酸三銨2.0g，硫酸鎂0.2g，硫酸錳0.05g，純水1000mL)培養(yǎng)36h；接種量為2.0％，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。
2)發(fā)酵組合菌制備：上述各單菌株發(fā)酵結(jié)束后，將枯草芽孢桿菌B.subtilis cas11、短小芽孢桿菌B.pumilus cas105、酵母菌S.roseus cas7、嗜酸乳酸桿菌L.acidophilus cas5四株菌株新鮮發(fā)酵液按照5:8:3:6的體積比混合，制得益生菌復(fù)合菌液，其中有效活菌數(shù)為2.2×1010cfu/ml。
3)新鮮培養(yǎng)基添加：按質(zhì)量濃度8％向復(fù)合菌液中加入新鮮培養(yǎng)基質(zhì)-甘蔗糖蜜(含糖分50％以上，錘度(Bx)85％以上)。
4)保護(hù)劑添加：按質(zhì)量濃度2.0‰向3)中得到的液體中加入山梨酸鉀(純度98％以上)，攪拌均勻(120rpm，1h)。
5)土壤改良液制備：將禽畜尿液排入化糞池中，按照3公斤/噸的用量，加入4)中制得的發(fā)酵組合菌劑。同時采用移動式污水處理鼓風(fēng)機(jī)(功率4kw，風(fēng)量3m3/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑20公分)，每天向化糞池中供氧3h，提供微生物所需的氧氣。4d后，化糞池中布滿氣泡，同時臭味消失，表明糞便分解處理完成。隨后，按照30公斤/噸的用量，添加動物骨粉，即可制得養(yǎng)分豐富的土壤改良液，可按照常規(guī)有機(jī)肥施用方式運用(300公斤/畝)于坡地改造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
實施例3制備的土壤改良液試驗效果研究：
試驗地點：浙江省衢州市衢江區(qū)蓮花鎮(zhèn)。
試驗對象：坡改地。
試驗材料：實施例3制備的土壤改良液。
試驗設(shè)計：設(shè)置二個處理，每個處理3個重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積為200m2。
處理：施用實施例3制備的土壤改良液，每畝300kg，不追施任何其他肥料。
對照：不施用任何肥料。
試驗方法：在處理30天后，采集0-20cm表層土樣測定土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量。
試驗結(jié)果：與對照(不施用任何肥料)相比，施用實施例3制備的土壤改良液可以大幅提高土壤有機(jī)質(zhì)，全氮量、速效磷、速效鉀的含量。表明制備的土壤改良液對土壤理化性質(zhì)有明顯改善作用。
表三復(fù)合微生物生態(tài)菌肥處理對土壤理化性質(zhì)的改善
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。