一种利用秸秆生产有机肥的方法与流程

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种利用秸秆生产有机肥的方法。

背景技术

秸秆通常指小麦、玉米、水稻、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。

我国是农业大国，每年秸秆的产量高达9亿吨，占生物质资源总量的50％。目前秸秆常用于制造堆肥，堆肥是利用农作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等为主要原料，混合人畜粪尿经堆制腐解制成有机肥料。

但是，现有的秸秆处理方式仅能利用我国秸秆总产量的30％，余下的大量秸秆被废弃或焚烧，造成资源浪费并空气污染。因此，亟需一种有效的方法能够提高秸秆的利用率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中亟需一种有效的方法能够提高秸秆的利用率的问题，本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法。所述技术方案如下：

在开放环境中，将制备好的糙皮侧耳的菌种whp1接种于秸秆中并在通透的环境下进行固体发酵，所述固体发酵的温度为25～36℃，所述固体发酵的湿度为50～90％，所述秸秆长度不大于10cm，得到有机肥，其中，所述糙皮侧耳的菌种whp1在2018年7月4日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国、武汉、武汉大学，保藏编号为cctccno:m2018447。

具体地，所述固体发酵的时间为15～20天。

具体地，所述秸秆经过粉碎、沸水浸润和沥水后用于接种，粉碎后的所述秸秆的粒径小于或等于10cm，所述沸水与所述秸秆的质量比为1:(3～9)，所述浸润时间为12～36h，沥水后的所述秸秆的含水量为60～90％。

具体地，所述固体发酵在敞口的发酵箱中进行，所述发酵箱内所述秸秆的高度为40～120cm，所述发酵箱上开设有多个第一通风散热孔。

具体地，在所述固体发酵时，在所述发酵箱的敞口处覆盖带有散热孔的盖帘。

具体地，从所述固体发酵开始至固体发酵第8～10天之间，在所述秸秆中插装多个通风管，所述通风管上开设有多个第二通风散热孔。

具体地，所述糙皮侧耳的菌种whp1的制备方法包括：将所述培养有糙皮侧耳的菌种whp1的平板接入一级种液体培养基中，并于25～36℃的温度下，50～250rpm振荡培养5～9天，得到一级液体菌种，将所述一级液体菌种按照2～10％的接种量接种至一级种液体培养基中，并于25～36℃的温度下，50～250rpm振荡培养3～6天，得到二级液体菌种，将秸秆粉碎后与水混合，经过灭菌处理后，得到浅盘固体基质培养基，将所述二级液体菌种接种于所述浅盘固体基质培养基上，并于25～36℃的温度下培养10～15天，得到所述糙皮侧耳的菌种whp1，所述糙皮侧耳的菌种whp1与所述秸秆的质量比为1:(5～20)。

具体地，所述一级种液体培养基和所述二级种液体培养基均为马铃薯液体培养基。

具体地，所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆或豆类秸秆。

具体地，将得到的所述有机肥经过干燥处理，使所述有机肥的含水量小于20％，将干燥后的所述有机肥经过粉碎、筛分和造粒后进行包装。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法，该方法利用糙皮侧耳的菌种whp1在开放的环境中通过固体发酵可将大量的秸秆作为固体发酵基质，在固体发酵过程中，该糙皮侧耳的菌种whp1能有效利用秸秆中木质纤维素的各类组分，尤其是难降解的木质素，使得秸秆中的有机成分更利于被作物吸收利用，经过糙皮侧耳对秸秆的固态发酵，使得固体发酵后的秸秆可作为有机肥，该有机肥中的总养分及总腐植酸的含量较高，可以改良土壤的理化性质，促进植物的生长，对于提升土壤的肥力具有巨大作用。同时，还能收获长势良好的糙皮侧耳。由此实现了对大量秸秆的高效充分地利用。

该糙皮侧耳的菌种whp1在2018年7月4日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国、武汉、武汉大学，拉丁文名称为pleurotusostreatuswhp1，保藏编号为cctccno:m2018447。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的在秸秆中生长的糙皮侧耳的照片；

图2是本发明实施例提供的发酵箱的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的发酵箱的侧视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种利用秸秆生产有机肥的方法，该方法包括：在开放环境中，将制备好的糙皮侧耳的菌种whp1接种于秸秆中并在通透的环境下进行固体发酵，固体发酵的温度为25～36℃，固体发酵的湿度为50～90％，秸秆经过固体发酵后得到有机肥。在实现时，可通过搅拌机将秸秆与菌种混合均匀。在本实施例中，开放环境是指非灭菌的环境，具体地，该开放环境是相对于实验室中的封闭且灭菌的环境而言的。通透的环境是指作为培养基的秸秆具有透气的功能，在实现时，可以在秸秆内设置透气孔方式，利用空气自然的流动达到通透的要求。

具体地，固体发酵的时间为15～20天。在上述条件下，糙皮侧耳的菌种whp1能够在15～20天即可长至单朵糙皮侧耳的重量在0.8～2公斤之间，具体糙皮侧耳生长情况见图1。

具体地，秸秆经过粉碎、沸水浸润和沥水后用于接种，粉碎后的秸秆的粒径小于或等于10cm，沸水与秸秆的质量比可以为1:(3～9)，浸润时间可以为12～36h，沥水后的秸秆的含水量可以为60～90％。经过沸水浸润能够为秸秆进行简单的杀毒灭菌。在实现时，也可以采用冷水浸润，沥水后再对秸秆进行蒸汽灭菌或热水喷淋灭菌。

具体地，固体发酵在敞口的发酵箱中进行，发酵箱内秸秆的高度为40～120cm，发酵箱上开设有多个第一通风散热孔8。发酵箱内秸秆的高度(该高度为发酵箱内物料层的高度，物料层指的是经过粉碎的秸秆)可以为45～125cm。在实现时，发酵箱上每10cm²可以分布4～5个第一通风散热孔8，每个第一通风散热孔8的孔径均为可以7～9mm。第一通风散热孔8用于为发酵箱内的秸秆通风散热，并为糙皮侧耳供氧。

图2和图3均为本发明实施例提供的发酵箱的结构示意图。如图2和图3所示，发酵箱包括主体，主体包括：第一侧板1、第二侧板2、第三侧板3、第四侧板4、底板5、第一通风散热管6和第二通风散热管7。第一侧板1、第二侧板2、第三侧板3和第四侧板4均垂直安装在底板5的一侧面且依次相连围成框架结构，第一侧板1和第三侧板3相互对正，第一侧板1、第二侧板2、第三侧板3、第四侧板4和底板5限定出一容纳空间。第一侧板1、第二侧板2、第三侧板3、第四侧板4和底板5上均开设有多个第一通风散热孔8。如图2所示，底板5上还开设有第一通风散热管安装通孔10，第一通风散热管6的底端插装在第一通风散热管安装通孔10内，第一通风散热管6的顶端伸出容纳空间，第一侧板1和第三侧板3上分别开设有第二通风散热管安装通孔11，第二通风散热管7的一端插装在第一侧板1的第二通风散热管安装通孔11内，第二通风散热管7的另一端插装在第三侧板3的第二通风散热管安装通孔11内。第一通风散热管6和第二通风散热管7上均开设有多个第二通风散热孔9。

进一步地，在固体发酵时，在发酵箱的敞口处覆盖带有散热孔14的盖帘13。在实现时，盖帘13与底板5正对设置。盖帘13可以采用塑料卷帘，盖帘13能够防止发酵箱内水分的过度蒸发，从而保证发酵箱内的固体发酵能够正常进行。

更进一步地，盖帘13上可以设置有多个散热孔14。每5cm²可以分布3～5个散热孔14，每个散热孔14的孔径均可以为2～4cm，多个散热孔14能够便于发酵箱内部的散热。

具体地，发酵箱还可以包括第一通风散热管固定件17和固定环17a，固定环17a套设在第一通风散热管固定件17上，第一通风散热管固定件17将固定环17a与第一侧板1和第三侧板3连接。

进一步地，第一侧板1和第三侧板3的顶部分别开设有卡槽18，第一通风散热管固定件17包括两根固定杆，两根固定杆的一端分别固定环连接，两根固定杆的另一端分别安装在第一侧板1的卡槽18和第三侧板3的卡槽18内。卡槽18加工方便，可以简单实现第一通风散热管固定件17的固定。

具体地，从固体发酵开始至固体发酵第8～10天之间，在秸秆中插装多个通风管，通风管可以包括第一通风散热管6和第二通风散热管7，第一通风散热管6和第二通风散热管7上均开设有多个第二通风散热孔9。在实现时，可以根据发酵箱的大小选择合适大小的通风管，多个通风管间隔布置。在本实施例中，每个通风管的直径均可以为7～9cm，每个第二通风散热孔9的孔径均可以为2～3mm。在固体发酵前期，糙皮侧耳在生长过程中会释放大量的热量，大量的热量会聚集在秸秆内部，通风管能够为秸秆内部通风供氧，防止秸秆内部温度过高，从而利于糙皮侧耳的生长，避免糙皮侧耳因温度过高而影响生长。

具体地，糙皮侧耳的菌种whp1的制备方法包括：将培养有势优良的糙皮侧耳的菌种whp1的平板利用打孔器转接至接入一级种液体培养基中，并于25～36℃的温度下，50～250rpm振荡培养5～9天，得到一级液体菌种，将一级液体菌种按照2～10％(v/v)的接种量接种至二级种液体培养基中，并于25～36℃的温度下，50～250rpm振荡培养3～6天，得到二级液体菌种，将秸秆粉碎至粒度为20～80目，将秸秆与水搅拌均匀，且秸秆与水的重量比为1:2.5～5，将每100g秸秆与水的混合物分装到浅盘中，将浅盘通过第一封口薄膜包裹，并用橡皮筋固定，将包裹好的浅盘通过第二封口薄膜覆盖，并用橡皮筋固定。将浅盘于121℃条件下灭菌1h，得到浅盘固体基质培养基。去掉第一封口薄膜和第二封口薄膜，使用接种管在浅盘培养基上打10～20个深度为1～2cm、直径为0.5～2cm的孔，每孔注入0.5～2ml二级液体菌种，将接种后的浅盘固体基质培养基通过第三封口薄膜包裹，并用橡皮筋固定，并置于25～36℃的培养箱中培养10～15天，获得糙皮侧耳的菌种whp1，该糙皮侧耳的菌种whp1与秸秆的质量比为1:(5～20)。在实现时，使用斜面活化长势优良的糙皮侧耳的菌种whp1的平板，利用打孔器转接至第一液体培养基中，打孔器的孔径可以为6～12mm，接种量可以为每100ml第一液体培养基中接入3～10孔，在25～36℃下，于50～250rpm振荡培养5～9天，挑选生物量较多、菌丝球直径较小且有明显芒刺的一级液体菌种用于接种。

具体地，一级种液体培养基和二级种液体培养基均可以为马铃薯液体培养基。

其中，马铃薯液体培养基的制备方法如下：将马铃薯除污、洗净并去皮，准确称取200g去皮马铃薯，并切片放入煮锅内，向锅中加入1.5l左右的蒸馏水与马铃薯一同加热并煮沸，煮沸后保持微沸30min，通过八层纱布过滤得到马铃薯浸出液，将马铃薯浸出液定容至1l，然后加入葡萄糖20g并进行分装，以每瓶100ml分装至250ml的三角瓶中，经过115℃灭菌20min后备用。

具体地，秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆或豆类秸秆。

具体地，将得到的有机肥经过干燥处理，使有机肥的含水量小于20％，将干燥后的有机肥经过粉碎筛分和造粒后包装入库。这样能够有利于有机肥的存储与运输。

实施例一

本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法，秸秆采用玉米秸秆，发酵箱内玉米秸秆的高度为40cm，粉碎后的玉米秸秆的粒径在3～8cm，向玉米秸秆中加入沸水浸润36h，其中，沸水与秸秆的质量比为1:3，浸润后滤除多余的水分，并使玉米秸秆的含水量为80％，将制备好的玉米秸秆堆放在发酵箱内，发酵箱的高度为60cm；将上述制备好的糙皮侧耳的菌种whp1的固体基质菌种与玉米秸秆经搅拌机混合均匀，其中，糙皮侧耳的菌种whp1按照质量比1:5(w/w)的接种量接入玉米秸秆中，并放入通风培养箱中进行固体发酵培养，固体发酵的温度为25℃，固体发酵的湿度70％，固态发酵的时间为15～20天，在固体发酵时，在发酵箱的敞口处可以覆盖带有散热孔14的盖帘13，从固体发酵开始至固体发酵第8～10天之间，在秸秆中可以插装多个第一通风散热管6，在发酵箱上插装多个第二通风散热管7，得到有机肥，将有机肥经干燥至水分小于20％后，再进行粉碎、经筛网进行筛分、检测和包装后入库。发酵结束后，可以得到长势良好的糙皮侧耳，其糙皮侧耳见图1所示，该糙皮侧耳色白个大，且口感鲜美，单朵糙皮侧耳的重量在0.8～2公斤之间。

实施例二

本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法，秸秆采用小麦秸秆，发酵箱内小麦秸秆的高度为60cm，粉碎后的小麦秸秆的粒径在3～8cm，向小麦秸秆中加入沸水浸润24h，其中，沸水与秸秆的质量比为1:9，浸润后滤除多余的水分，并使小麦秸秆的含水量为60％，将制备好的小麦秸秆堆放在发酵箱内，发酵箱的高度为90cm；将上述制备好的糙皮侧耳的菌种whp1与小麦秸秆经搅拌机混合均匀，其中，糙皮侧耳的菌种whp1按照质量比1:15(w/w)的接种量接入小麦秸秆中，并放入通风培养箱中进行固体发酵培养，固体发酵的温度为36℃，固体发酵的湿度50％，固态发酵的时间为15～20天，在固体发酵时，在发酵箱的敞口处可以覆盖带有散热孔14的盖帘13，从固体发酵开始至固体发酵第8～10天之间，在秸秆中可以插装多个第一通风散热管6，在发酵箱上插装多个第二通风散热管7，得到有机肥，将有机肥经干燥至水分小于20％后，再进行粉碎、经筛网进行筛分、检测和包装后入库。发酵结束后，可以得到长势良好的糙皮侧耳，该糙皮侧耳色白个大，且口感鲜美，单朵糙皮侧耳的重量在0.8～2公斤之间。

实施例三

本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法，秸秆采用小麦秸秆，发酵箱内小麦秸秆的高度为120cm，粉碎后的小麦秸秆的粒径在3～8cm，向小麦秸秆中加入沸水浸润12h，其中，沸水与秸秆的质量比为1:4，浸润后滤除多余的水分，并使小麦秸秆的含水量为90％，将制备好的小麦秸秆堆放在发酵箱内，发酵箱的高度为125cm；

将上述制备好的糙皮侧耳的菌种whp1的二级液体菌种与小麦秸秆经搅拌机混合均匀，其中，糙皮侧耳的菌种whp1按照体积质量比1:20(v/w)的接种量接入小麦秸秆中，并放入通风培养箱中进行固体发酵培养，固体发酵的温度为37℃，固体发酵的湿度90％，固态发酵的时间为15～20天，在固体发酵时，在发酵箱的敞口处可以覆盖带有散热孔14的盖帘13，从固体发酵开始至固体发酵第8～10天之间，在秸秆中可以插装多个第一通风散热管6，在发酵箱上插装多个第二通风散热管7，得到有机肥，将有机肥经干燥至水分小于20％后，再进行粉碎、经筛网进行筛分、检测和包装后入库。发酵结束后，同时可以得到长势良好的糙皮侧耳，该糙皮侧耳色白个大，且口感鲜美，单朵糙皮侧耳的重量在0.8～2公斤之间。

将实施例一至实施例三制备的有机肥分别进行成分鉴定，具体结果如下：

实施例一提供的有机肥相比于未经发酵的秸秆在固体发酵15天之后，总养分含量由3.78％上升到4.21％，总腐植酸由27.7％上升到29.4％。

实施例二和实施例三提供的有机肥相比于未经发酵的秸秆在固体发酵20天之后，总养分由3.15％上升到3.23％，总腐植酸由26.88％上升到29.82％，在固体发酵25天后，总养分进一步上升至3.85％，总腐植酸上升至31.77％。固体发酵20天和25天之后，秸秆基质中的木质素含量由21.26％下降到17.48％和16.12％，表明白腐菌在一定程度上有效破除了木质纤维素中的木质素屏障，有利于秸秆基质中营养物质的进一步释放。

本发明实施例提供了一种利用秸秆生产有机肥的方法。该方法利用糙皮侧耳的菌种whp1在开放的环境中通过固体发酵可将大量的秸秆作为固体发酵基质，在固体发酵过程中，该糙皮侧耳的菌种whp1能有效利用秸秆中木质纤维素的各类组分，尤其是难降解的木质素，使得秸秆中的有机成分更利于被作物吸收利用，经过该糙皮侧耳对秸秆的固态发酵，使得固体发酵后的秸秆可作为有机肥，该有机肥中的总养分及总腐植酸的含量较高，可以改良土壤的理化性质，促进植物的生长，对于提升土壤的肥力具有巨大作用。同时，还能收获长势良好的糙皮侧耳。由此实现了对大量秸秆的高效充分地利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。