一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品及其制備方法，該微生物制品是在玉米粉、菜園土混合物糞便中添加耐寒短桿菌、解淀粉芽孢桿菌拌勻后堆置4?6天得到的產品，其中，所述玉米菜園土混合物糞便中玉米粉與菜園土的重量比為1:1。本發明具有簡便、成本低、易操作的優點，為農業應對氣候變化和農業溫室氣體減排提供可行的操作方法和技術。在任意一塊農田，在作物播種或移栽前，在施肥的同時，每畝施用100千克本發明產品，可以減少甲烷排放35?56%，減少氧化亞氮排放48?69%，同時能提高作物產量3?6%。
【專利說明】
一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及溫室氣體防控環保技術領域，具體說是一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品及其制備方法。
【背景技術】
[0002]土壤是植物生長不可缺少的物質基礎，釋放養肥、蓄積空氣、保持水分、存儲能量等，是農業生產的重要資源。同時土壤也是微生物的大本營，生存著大量的微生物，這些微生物的活動，推動著地球上C，H、O、N、P、S等元素的生物地球化學循環，保持著大氣中元素的平衡和生態平衡。
[0003]農業土壤由于人為的耕種，大量使用化肥，每年有大量的植物殘體積累在土壤中，經過土壤中微生物的分解轉化，變成⑶2、CH4、N2O等溫室氣體二排放到空氣中去，產生溫室效應，導致全球氣候變化。
[0004]大氣中C02、CH4和N2O對溫室效應的貢獻率占了近80%，是溫室效應的主要貢獻者。其中CO2對增強溫室效應的貢獻率最大，約占56%，是最重要的溫室氣體。其次是CH4，其溫室效應潛能是CO2的23倍，對溫室效應的貢獻率約占15%。據估計，大氣中每年有5%-20%的⑶2、15%-30%的CH4、80%-90%的N2O來源于土壤。而農田又是土壤生態系統溫室氣體釋放的重要來源。
[0005]目前對于農田溫室氣體產生的研究很多，但是對于農田溫室氣體減排的報到不多。吳洪生2012年發明專利“201210584476”公開了一種稻田溫室氣體的減排方法，在稻田進行干濕交替，灌水與曬田相結合，減少稻田溫室其他的技術。吳洪生2 013年發明專利“201310750529.0”介紹一種麥田間作大蒜減少土壤溫室氣體的方法，一種大蔥減少農田溫室氣體排放方法，其特征在于步驟為:a.在旱作作物播種時或植株生長到一定階段，混合播種或移栽大蔥:秋播時，按距旱作作物播種處210cm混合播種大蔥種子，大蔥株距510cm，開溝將大蔥種子淺埋入土壤，上面覆蓋13cm 土壤，并壓實；或在旱作作物出苗后第二年春天3月初移栽大蔥種苗，移栽半徑距尚旱作作物植株210cm，株距510cm ;b.在播種旱作作物與大蔥混合種植時，除了正常施肥外，在第二年春天大蔥出苗25天后，或移栽大蔥苗前，對大蔥苗每畝施用10千克復混肥和100千克有機肥;清明后一周內對大蔥植株施用10千克復混肥和50千克有機肥;c.在第二年清明節前后對土壤每畝噴施濃度0.2%wt-5%wt的2-氯6-三氯甲基吡啶溶液50千克，一個半月后繼續噴施同樣濃度的2-氯6-三氯甲基吡啶溶液50千克；d.在旱作作物和大蔥收獲后，將大蔥植株的殘株和葉片粉碎，均勻撒入田間，并耕翻，灌水，使得田間水分飽和，維持一種，使得粉碎的大蔥植株殘體與農田土壤混合均勻，腐解，釋放出抑菌物質，然后繼續種植下茬作物。
[0006]至今尚未見采用微生物抑制農田土壤溫室氣體排放的報道。利用微生物進入土壤抑制土壤微生物的活性，從而達到抑制土壤溫室氣體的目的，對于農業減排，應對氣候變化具有重要的理論和實踐意義，有著重要的應用前景。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，提供一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品。
[0008]本發明的另一目的是提供一種簡便、成本低、易操作的有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品的制備方法。
[0009]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品，該微生物制品是在玉米菜園土混合物糞便中添加耐寒短桿菌、解淀粉芽孢桿菌拌勻后堆置4-6天得到的產品，其中，所述玉米菜園土混合物糞便中玉米與菜園土的重量比為I: I。
[0010]一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品的制備方法，包括以下步驟:
1)采用液體發酵生產耐寒短桿菌，得到耐寒短桿菌發酵離心沉淀物；
2)采用液體發酵生產解淀粉芽孢桿菌，得到解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物；
3)按重量比1:1將玉米粉和肥沃的菜園土混勻，得到玉米菜園土混合物糞便；
4)在每1000千克玉米粉、菜園土混合物中分別添加20-200千克耐寒短桿菌發酵離心沉淀物、解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物，再加入150-300千克水，拌勻后覆蓋塑料膜堆置發酵4-6天，即得到有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品產品。
[0011]本發明進一步的設計方案中，步驟2中液體發酵生產耐寒短桿菌的具體過程為: 在每1000千克水中添加:豆餅粉5-15千克，玉米粉5-30千克，硫酸鎂0.2_5千克，碳酸鈣
0.2-6千克，硫酸鋅0.2-5千克，調節pH4.5-7.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30 °C按重量比接種0.2-10%耐寒短桿菌，30°C保溫培養，發酵過程中每隔12-14小時攪動液體1-3分鐘，連續培養8-12天后，離心濃縮，得到耐寒短桿菌發酵沉淀物，要求顯微鏡檢活菌數大于50億活菌或孢子/克，備用。
[0012]本發明進一步的設計方案中，步驟3中液體發酵生產解淀粉芽孢桿菌的具體過程為:
每1000千克水中添加:豆餅粉1-10千克，玉米粉5-60千克，硫酸鎂0.2-4千克，碳酸鈣0.2-5千克，硫酸鋅0.2-5千克，pH調節至4.5-5.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30°C按重量比接種0.2-8%解淀粉芽胞桿菌，30 °C保溫培養，在90-130轉/分鐘的轉速下進行攪拌，連續培養36小時后，離心濃縮，得到解淀粉芽孢桿菌發酵沉淀物，要求顯微鏡大于50億活菌或孢子/克，備用。
[0013]上述有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品在減少農田土壤溫室氣體的產生和排放方面的應用，每畝水稻田施用該微生物制品50-200千克、旱作田施用該微生物制品80-400千克。
[0014]本發明中所用微生物菌種可以從中科院微生物所及有關高校、科研機構菌種保藏中心獲得。
[0015]本發明具有以下突出的有益效果:
本發明具有簡便、成本低、易操作的優點，為農業應對氣候變化和農業溫室氣體減排提供可行的操作方法和技術。在任意一塊農田，在作物播種或移栽前，在施肥的同時，每畝施用100千克本發明產品，可以減少甲烷排放35-56%，減少氧化亞氮排放48-69%，同時能提高作物產量3-6%。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步說明:
實施例1
在1000千克水中添加:豆餅粉8千克，玉米粉10千克，硫酸鎂0.5千克，碳酸鈣I千克，硫酸鋅I千克，PH自然，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30°C按重量比接種0.5%耐寒短桿菌，30°(:保溫培養，發酵過程中每隔12-14小時攪動液體I分鐘，連續培養8天后，濃縮離心，收集沉淀物顯微鏡檢活菌數備用；
在1000千克水中添加:豆餅粉2千克，玉米粉10千克，硫酸鎂I千克，碳酸鈣I千克，硫酸鋅I千克，pH調節至4.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30°C按重量比接種0.6%解淀粉芽胞桿菌，30°C保溫培養，開動攪拌軸，攪拌轉速100轉/分鐘，連續培養36小時后，濃縮離心，收集沉淀物顯微鏡檢活菌數備用；
按重量比1:1將玉米粉和肥沃的菜園土混勻，在1000千克這種玉米菜園土混合物糞便添加100千克上述耐寒短桿菌、解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物，添加150千克水分，拌勻，覆蓋塑料膜，堆置4天，即成產品；
在一塊水稻田中，在秧苗移栽前，每畝施用本技術產品120千克，對照田塊不施用，移栽秧苗后，采用靜態箱法每隔5天采集一次氣樣，用氣象色譜儀分析甲烷和氧化亞氮，連續15次測試溫室氣體，施用本技術產品的水稻田塊比對照田塊甲燒減少43%，氧化亞氮減少56%，水稻單株鮮重比對照田塊增加12%。
[0017]實施例2
在1000千克水中添加:豆餅粉15千克，玉米粉30千克，硫酸鎂5千克，碳酸鈣6千克，硫酸鋅5千克，pH自然，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30 °C按重量比接種5%耐寒短桿菌，30°C保溫培養，發酵過程中每隔12-14小時攪動液體3分鐘，連續培養8-12天后，濃縮離心，收集沉淀物顯微鏡檢活菌數備用；
在1000千克水中添加:豆餅粉10千克，玉米粉60千克，硫酸鎂4千克，碳酸鈣5千克，硫酸鋅5千克，pH調節至5.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30 °C按重量比接種4%解淀粉芽胞桿菌，30 °(:保溫培養，開動攪拌軸，攪拌轉速130轉/分鐘，連續培養36小時后，濃縮離心，收集沉淀物顯微鏡檢活菌數備用；
按重量比1:1將玉米粉和肥沃的菜園土混勻，在1000千克這種玉米菜園土混合物糞便添加200千克上述耐寒短桿菌、解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物，添加300千克水分，拌勻，覆蓋塑料膜，堆置4-6天，即成產品；
在一塊水稻田中，在秧苗移栽前，每畝施用本技術產品180千克，對照田塊不施用，移栽秧苗后，采用靜態箱法每隔5天采集一次氣樣，用氣象色譜儀分析甲烷和氧化亞氮，連續15次測試溫室氣體，施用本技術產品的水稻田塊比對照田塊甲烷減少54%，氧化亞氮減少63%，水稻單株鮮重比對照田塊增加14%。
[0018]以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發明技術方案的范圍時，均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品，其特征在于，該微生物制品是在玉米粉、菜園土混合物糞便中添加耐寒短桿菌、解淀粉芽孢桿菌拌勻后堆置4-6天得到的產品，其中，所述玉米粉、菜園土混合物糞便中玉米粉與菜園土的重量比為I: I。2.權利要求1所述的有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)采用液體發酵生產耐寒短桿菌，得到耐寒短桿菌發酵離心沉淀物； 2)采用液體發酵生產解淀粉芽孢桿菌，得到解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物； 3)按重量比1:1將玉米粉和肥沃的菜園土混勻，得到玉米粉菜園土混合物； 4)在每1000千克玉米粉、菜園土混合物中分別添加20-200千克耐寒短桿菌發酵離心沉淀物、解淀粉芽孢桿菌發酵離心沉淀物，再加入150-300千克水，拌勻后覆蓋塑料膜堆置發酵4-6天，即得到有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品產品。3.根據權利要求2所述的有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品的制備方法，其特征在于，步驟2中液體發酵生產耐寒短桿菌的具體過程為: 在每1000千克水中添加:豆餅粉5-15千克，玉米粉5-30千克，硫酸鎂0.2_5千克，碳酸鈣0.2-6千克，硫酸鋅0.2-5千克，pH調節至4.5-7.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30°C按重量比接種0.2-10%耐寒短桿菌，30°C保溫培養，發酵過程中每隔12-14小時攪動液體1-3分鐘，連續培養8-12天后，離心濃縮，得到耐寒短桿菌發酵沉淀物，要求顯微鏡檢活菌數達到50億活菌/克以上，備用。4.根據權利要求2所述的有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品的制備方法，其特征在于，步驟3中液體發酵生產解淀粉芽孢桿菌的具體過程為: 每1000千克水中添加:豆餅粉1-10千克，玉米粉5-60千克，硫酸鎂0.2-4千克，碳酸鈣0.2-5千克，硫酸鋅0.2-5千克，pH調節至4.5-7.5，攪勻121°C滅菌35分鐘，冷卻至30°C按重量比接種0.2-8%解淀粉芽胞桿菌，30 °C保溫培養，在90-130轉/分鐘的轉速下進行攪拌，連續培養36小時后，離心濃縮，得到解淀粉芽孢桿菌發酵沉淀物，要求顯微鏡檢活菌數達到50億活菌/克以上，備用。5.權利要求1所述的有效減少農田土壤溫室氣體排放的微生物制品在減少農田土壤溫室氣體的產生和排放方面的應用，其特征在于，每畝水稻田施用該微生物制品50-200千克、旱作田施用該微生物制品80-400千克。
【文檔編號】C05F17/00GK106045772SQ201610372666
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】吳洪生, 陳素云, 徐亞, 姚東良, 劉遠雯, 高孟寧, 劉廣禹, 陳宇航, 范立鑫
【申請人】南京信息工程大學