一种秸秆腐解菌剂及其制备方法和应用

本发明属于生物农业及相关产业，具体涉及一种秸秆腐解菌剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、秸秆直接还田是提升土壤有机质、培肥地力的重要农艺措施，但由于秸秆富含纤维素、半纤维素和木质素，自然腐解缓慢，施用促腐菌剂已成为加速其还田转化的关键技术。目前，秸秆促腐菌剂主要由枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、黑曲霉等功能微生物复配载体制成。为克服单一菌种功能有限的瓶颈，现有技术普遍采用多菌种复合策略以实现协同增效。例如，有专利开发出由筛选嗜热篮状菌、广西高温放线菌、居土节杆菌复配而成的复合菌剂（cn202510404791.2）以及由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌杆菌、康氏木霉、黄孢原毛平革菌和嗜热侧孢霉复配而成的有机物料腐熟剂（cn201310228171.5）等，通过多菌协同作用显著强化了对木质素-纤维素复合体的降解能力。

2、尽管复合菌剂的构建思路已较为普遍，但在田间直接还田场景下，现有技术仍存部分问题：现有多数菌系主要面对堆腐场景，虽腐解酶活性高，但在直接还田操作中，菌剂面临土壤温度、水分等多重非生物因子胁迫，导致腐解效果不稳，菌系腐解效率受限。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于公开了一种秸秆腐解菌剂。

2、本发明的第二个目的在于公开了上述秸秆腐解菌剂的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于公开了上述秸秆腐解菌剂的应用。

4、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

5、一种秸秆腐解菌剂，其中：所述秸秆腐解菌剂由有效成分和菌剂可接受的保护剂组成；所述有效成分由含石墨烯的ba-1菌体、含石墨烯的sd-4菌体和含石墨烯的lt1菌体组成；

6、所述含石墨烯的ba-1菌体由以下方法制备：取解淀粉芽孢杆菌（bacillusamyloliquefaciens）ba-1 cgmcc no.36117菌株接种至lb培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的lb培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的lb培养基中进行扩大培养，37℃，180 rpm培养24-48小时，收集菌体后加入脱脂奶粉冷冻干燥，得到含有石墨烯的ba-1菌体；

7、所述含石墨烯的sd-4菌体由以下方法制备：取唐德链霉菌（streptomycestendae）sd-4 cgmcc no.36120菌株接种至高氏一号培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的高氏一号培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的高氏一号培养基中，28℃，150 rpm培养48-72小时，收集菌体后冷冻干燥，得到含有石墨烯的sd-4菌体；

8、所述含石墨烯的lt1菌体由以下方法制备：取哈茨木霉（trichoderma harzianum）lt1 cgmcc no.42845菌株接种至pda培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的pda培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的pda培养基中，于28℃避光条件下培养3天；待菌丝基本长满培养皿后，转移至光照条件下继续培养2天，以促进产孢；待平板表面形成大量绿色分生孢子后，加入无菌去离子水反复冲洗培养物表面，收集孢子悬液，得到含有石墨烯的lt1菌体。

9、上述技术方案所述的秸秆腐解菌剂，其中：有效成分中含石墨烯的ba-1菌体、含石墨烯的sd-4菌体和含石墨烯的lt1菌体之间的质量比为（1-4）：（1-4）：（1-4）。

10、上述技术方案所述的秸秆腐解菌剂，其中，有效成分中含石墨烯的ba-1菌体、含石墨烯的sd-4菌体和含石墨烯的lt1菌体之间的比例选自以下比例中的一种：

11、（1）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=1:1:1；或

12、（2）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=1:1:2；或

13、（3）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=1:2:1；或

14、（4）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=2:1:1；或

15、（5）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=4:1:2；或

16、（6）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=4:2:1；或

17、（7）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=1:4:2；或

18、（8）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=2:1:4；或

19、（9）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=2:4:1；或

20、（10）ba-1菌体：sd-4菌体：lt1菌体=1:2:4。

21、上述技术方案所述的秸秆腐解菌剂，其中：所述菌剂可接受的保护剂由海藻酸钠、蔗糖和甘油组成，其中海藻酸钠为秸秆腐解菌剂总重量的2%、蔗糖为秸秆腐解菌剂总重量的3%和甘油为秸秆腐解菌剂总重量的2%。

22、上述技术方案所述的秸秆腐解菌剂的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

23、（1）、制备含石墨烯的ba-1菌体、含石墨烯的sd-4菌体和含石墨烯的lt1菌体组成；

24、所述含石墨烯的ba-1菌体由以下方法制备：取解淀粉芽孢杆菌ba-1菌株接种至lb培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的lb培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的lb培养基中进行扩大培养，37℃，180 rpm培养24-48小时，收集菌体后加入脱脂奶粉冷冻干燥，得到含有石墨烯的ba-1菌体；

25、所述含石墨烯的sd-4菌体由以下方法制备：取唐德链霉菌sd-4菌株接种至高氏一号培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的高氏一号培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的高氏一号培养基中，28℃，150 rpm培养48-72小时，收集菌体后冷冻干燥，得到含有石墨烯的sd-4菌体；

26、所述含石墨烯的lt1菌体由以下方法制备：取哈茨木霉lt1菌株接种至pda培养基中，30℃培养过夜取得种子液；在新的pda培养基中按照20 mg/l的量添加石墨烯，将取得的种子液接种到含石墨烯的pda培养基中，于28℃避光条件下培养3天；待菌丝基本长满培养皿后，转移至光照条件下继续培养2天，以促进产孢；待平板表面形成大量绿色分生孢子后，加入无菌去离子水反复冲洗培养物表面，收集孢子悬液，得到含有石墨烯的lt1菌体；

27、（2）、将步骤（1）得到的含石墨烯的ba-1菌体、含石墨烯的sd-4菌体和含石墨烯的lt1菌体按上述技术方案中的质量比进行混合后，再加入秸秆腐解菌剂总重量2%的海藻酸钠、秸秆腐解菌剂总重量3%的蔗糖和秸秆腐解菌剂总重量2%的甘油，混合后即得秸秆腐解菌剂。

28、上述技术方案所述的秸秆腐解菌剂在腐解秸秆中的应用。

29、本发明具有以下有益效果：

30、1、本发明的秸秆腐解菌剂能提高秸秆直接还田条件下秸秆的当季腐解效率，避免秸秆腐解缓慢造成的影响接茬作物生长、在土壤内部形成架空层影响水分养分利用等问题；也可缩短堆腐条件下秸秆腐熟周期；促进作物生长、减轻病害、提高产量。

31、2、本发明的三种菌株复配后腐解效果均高于单菌，说明三株菌之间有协同作用；解淀粉芽孢杆菌比例较高的组合能相对快速启动腐解进程，而适当提高哈茨木霉比例可得到更高的综合腐解效率。

32、3、本发明中石墨烯浓度为20 mg/l时，可取得较高的活菌数和纤维素酶活性。

33、4、本发明菌剂中三种菌株复配使菌剂具有较高的田间适应性，以应对季节性和昼夜温差，以及干旱、淹水等多种田间条件。

34、菌株保藏信息：

35、1、本发明bacillus amyloliquefaciens ba-1，分类命名为解淀粉芽孢杆菌bacillus amyloliquefaciens，已经在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（cgmcc）进行保藏，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmccno.36117，保藏日期为2025年9月29日。

36、2、本发明streptomyces tendae sd-4，分类命名为唐德链霉菌streptomycestendae，已经在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（cgmcc）进行保藏，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.36120，保藏日期为2025年9月29日。

37、3、本发明trichoderma harzianum lt1，分类命名为哈茨木霉trichodermaharzianum，已经在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（cgmcc）进行保藏，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.42845，保藏日期为2026年7月17日。