一種秸稈堆肥后熟酶促進劑及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及秸桿堆肥處理技術領域，具體說是一種秸桿堆肥后熟酶促進劑及其使 用方法。
【背景技術】
[0002] 我國秸桿資源豐富，直接焚燒，加速了土壤退化，造成土壤缺乏有機質的補償而地 力衰竭，土壤生態環境陷入惡性循環。化學肥料對環境的污染越來越嚴重，造成土壤板結、 生物量減少、土壤營養日趨單一化。農作物秸桿有機質含量高，并且含有作物和微生物所需 要的各種營養元素，開發利用秸桿資源可以保持土壤肥力。堆肥化是解決農業廢棄物循環 利用的重要途徑，但存在分解慢、時間長、堆肥質量較差等問題。
[0003] 堆肥生物化學過程的本質是各種生物酶通過發酵對較難降解的纖維素等大分子 物質進行分解轉化、合成腐殖質和產生植物生長生理活性物質的過程，整個過程屬于酶促 反應。國內外關于微生物降解劑的研宄較多，但酶制劑對秸桿降解的影響目前尚少見報道。 秸桿中含有豐富的纖維素，而纖維素致密的結構及不易降解的特性，阻礙了堆肥的腐熟。氮 元素用于合成細胞原生質，對于堆肥進程有重要的影響，C/N也是影響堆肥進程的主要因素 之一。雖然近年來，促進堆肥腐熟的微生物菌劑研宄較多，但是往往成分單一，效果不夠明 顯。另外現有研宄多是在堆肥初期接種微生物菌劑或其他促進劑，進入高溫階段后，菌群的 生長受到影響，難以成活，因此對于高溫階段之后的堆肥腐熟進程難以奏效，因此針對性的 堆肥后熟促進劑對于促進秸桿堆肥的腐熟具有重要意義。過去雖然也有秸桿堆肥后熟制劑 的少數研宄，但是往往用到多種材料和化學試劑，這些化學試劑往往可以通過吸入和皮膚 接觸危害人體健康，對土壤環境也具有潛在危害，具有一定的生物毒性和環境風險；而且用 到的材料較多，比較復雜。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，提供一種組分簡單、容易制得、整個 制作和使用過程安全，無毒無害，有利于保障食品安全和土壤環境的秸桿堆肥后熟酶促進 劑。
[0005] 本發明的另一目的是提供一種秸桿堆肥后熟酶促進劑的使用方法。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種秸桿堆肥后熟酶促進劑，由木霉產纖維素酶和ASL 398中性蛋白酶組成，其中木 霉產纖維素酶的質量份為40%_45%。
[0007] 進一步的設計方案中，上述木霉產纖維素酶的質量份為42. 5%。
[0008] 上述秸桿堆肥后熟酶促進劑的使用方法，包括以下步驟： (1)將秸桿切為長度小于5 cm的小段，常規堆肥。
[0009] (2)將上述秸桿堆肥后熟酶促進劑溶于水中配置酶液，秸桿堆肥后熟酶促進劑：水 的重量比為1:8-12。
[0010] (3)當秸桿堆肥的溫度降至50 °C以下時，將步驟2中配制的酶液噴灑在秸桿堆肥 上，并通過分層添加或翻堆的方式，使酶液與秸桿堆肥混合均勻，放置至秸桿堆肥腐熟。
[0011] 進一步的設計方案中，上述秸桿堆肥后熟酶促進劑的用量為秸桿堆肥原料秸桿重 量的1-2%。
[0012] 進一步的設計方案中，步驟2中所述秸桿堆肥后熟酶促進劑：水的重量比為1:10。
[0013] 進一步的設計方案中，步驟1中所述秸桿為水稻秸桿、小麥秸桿或玉米秸桿中的 一種或多種。
[0014] 本發明具有以下突出的有益效果： 1、促進堆肥秸桿中纖維素的降解，纖維素降解率可提高15%左右。有效緩解了堆肥中 由于秸桿纖維素物質難以分解而引起的堆肥腐熟緩慢現象。可使堆肥時間縮短15天左右。 堆肥中硝態氮含量可增加25%左右，堆肥C/N比降低了 20%以上；減少了堆肥的生物毒性， 種子發芽率提高了 10%以上，更有力于提高堆肥的質量。
[0015] 2、對比試驗發現，堆肥的使用提高了土壤中養分的含量，促進作物生長對比試驗 發現，秸桿添加外源酶促進劑堆肥比秸桿直接堆肥更能夠促進后季作物生長，提高作物產 量。
[0016] 3、秸桿堆肥是生態農業和循環農業的重要組成部分，本發明為秸桿資源的堆肥利 用提供了新的技術途徑。減少化肥污染，改善土壤生態環境。促進農業的可持續發展。
[0017] 4、本發明方法簡單，成本低。秸桿是固體廢棄物，纖維素酶和蛋白酶的用量很少， 按本發明中混合酶處理的酶制劑添加比例，處理每噸秸桿需纖維素酶4. 25-8. 50 kg，蛋白 酶5. 75-11. 5 kg。按照目前市價，活力在1000U/g的纖維素酶每噸價格約為21000元左右， 活力在50000U/g的蛋白酶制劑每噸價格約為13000元左右，因此每噸秸桿的酶處理費用 160-320元，目前精細有機肥每噸價格可達到2000-7000元不等，應用在高端生態有機肥的 生產上則比較適宜。如將加酶有機肥利用于高利潤的園藝作物等，有利于保障環境和農產 品安全。另外，隨著發酵工藝的發展，酶制劑生產系統的多樣化，酶制劑價格在今后很有可 能繼續降低，在堆肥上將有更廣闊的應用前景。
[0018] 5、本發明秸桿堆肥后熟酶促進劑只用到2種原料，配方簡單，所用的木霉產纖維 素酶和ASL 398中性蛋白酶無毒無害，環保安全，從種子發芽率的大幅度提高的情況可以 看出相比其他堆肥促進方法，本發明的秸桿堆肥后熟酶促進劑生物毒性要低得多，有利于 農業的可持續發展。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0020] 實施例1 所采用的纖維素酶為木霉產纖維素酶，產地：北京。羧甲基纖維素酶活性為1，034 U g'最適作用溫度為40-50 C。所采用的蛋白酶為ASL 398中性蛋白酶 neutral protease)。外源蛋白酶活力為58, 820 U g'外源蛋白酶的最適宜溫度是35-45 Co
[0021] 所采用的秸桿為稻草，來自上海市閔行區吳涇鎮稻田。
[0022] 堆肥處理： (I)設置2組秸桿堆肥，一組為擬添加后熟酶促進劑的加酶堆肥，另一組為不添加后熟 酶促進劑的對照堆肥。每組秸桿堆肥首先進行常規堆肥處理：將稻草剪碎成小于5 cm的小 段，按150 kg稻桿，300 kg水的比例混合，室外堆垛，用塑料膜覆蓋。每5天機械翻動一次 以補充氧氣。實驗進行時外界日平均溫度25-35 °C。日平均溫度為一天2時、8時、14時、 20時的平均氣溫。
[0023] (2)將13. 5kg木霉產纖維素酶和16. 5kgASl. 398中性蛋白酶進行混合配制得秸桿 堆肥后熟酶促進劑，木霉產纖維素酶和ASL 398中性蛋白酶都呈粉末狀。
[0024] (3)將步驟2配制得的秸桿堆肥后熟酶促進劑溶于清水，配制成酶液，其中，秸桿 堆肥后熟酶促進劑：水的質量比為1:8。
[0025] (4)測定步驟1中常規堆肥的堆肥溫度，由于外源纖維素酶和外源蛋白酶在高溫 下容易失活，為了避免酶制劑被堆肥初期的高溫滅活，在堆肥溫度降至50 °C以下時開始添 加步驟3配置的秸桿堆肥后熟酶促進劑酶液。
[0026] (5)將酶液噴灑在加酶堆肥上，分層添加或迅速翻堆混合均勻；對照組不噴灑混合 酶液進行相同操作。
[0027] (6)添加酶液的加酶堆肥與沒添加混合酶液的對照堆肥的腐熟條件控制在同一條 件下進行，在添加酶液10天后分別測定纖維素、半纖維素、硝態氮和碳氮比，結果如表1 : 表1
表明：和對照處理相比，添加秸桿堆肥后熟酶促進劑10天后，施酶處理纖維素降解率 提高了 21%，促進了堆肥腐熟。施酶處理各項堆肥腐熟指標與對照處理各項腐熟指標相比， 都有不同程度的提高：半纖維素降解率提高了 17%，硝態氮含量可提高20%，碳氮比降低了 18%，降低了堆肥的生物毒性，發芽指數提高了 8. 9-12. 9%。如果以發芽指數達到對照90%作 為堆肥腐熟指標，堆肥腐熟時間縮短了 15 d。這說明：施酶處理法促進的堆肥腐熟，縮短堆 肥時間并能提高堆肥品質。在第15、20、30、40天測定2組堆肥的發芽指數，結果如表2 : 表2 :加酶堆肥與不加酶的對照堆肥發芽指數的變化
可見使用秸桿堆肥后熟酶促進劑降低了堆肥的生物毒性，提高了發芽指數。如果以發 芽指數達到對照90%作為堆肥腐熟指標，堆肥腐熟時間縮短了 15 d。這說明：使用秸桿堆 肥后熟酶促進劑能夠明顯促進堆肥腐熟、縮短堆肥時間并能提高堆肥品質。
[0028] 肥效測試：堆肥50天后，將加酶處理堆肥和對照處理堆肥施入土壤（20 cm的耕層 深度內），堆肥與土壤的施用比例為1.5 mg P將堆肥與土壤充分混合。分別移栽培育15 天的水稻幼苗(秀水110)，保持水深5-6 cm，