一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法

1.本发明涉及农业技术领域，具体讲是一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法。


背景技术：

2.秸秆是主要的农业废弃物，处理措施不当往往会造成大量环境问题。通过秸秆还田进行处理，具有调节地温、增加土壤有机质、提升土壤肥力、改良土壤结构和保水保肥等优点。而在自然条件下作物秸秆腐解速度缓慢，大量未充分腐解秸秆会造成农作物产量和品质下降，采取有效的还田措施提高秸秆还田效率是解决上述问题的关键。微生物作为驱动秸杆等生物质转化的内在动力，利用自然界中的微生物对秸秆进行生物转化，具有降解效率高、能耗低、安全无污染等特点。gaind通过在秸秆还田中添加真菌t.reesei菌，土壤具有最大的脱氢酶、碱性磷酸酶活性和最高的土壤腐殖质含量，而通过混合接种真菌菌剂a.awamori and t.reesei并不能更有效改善土壤生化特性
9.。li发现将两种纤维素降解复合微生物ads3和wsd5接种到麦秸的土壤中，土壤纤维素酶活性及有机质矿化速率显著高于未接种的对照组，然而强化降解作用并不能长时间持续。这是由于底物的消耗与次生代谢产物的积累变化，导致微生物群落组成和功能变化，其优势功能菌也会发生动态变化。因此，获取稳定而高效的菌剂以满足秸秆降解过程对微生物多样性更丰富、酶活性更高的需求，具有重要的研究价值。
3.反刍动物的瘤胃是自然界中高度演化且降解木质纤维能力最强的系统之一，其发酵终产物为动物可利用的主要营养物质
[13,14]
。而瘤胃微生物是瘤胃内微生物的总称，这些不同种类的微生物种群在瘤胃内长期降解生物质的过程中建立平衡的微生物关系，并且具有降解木质纤维素物质所需的高活性的酶组分，保证底物的迅速降解。当前，基于瘤胃微生物的发酵处理技术是一种被广泛研究的木质纤维素生物降解方法，并成功应用于消化各种木质纤维素生物质，如农业残渣、城市固体废物的有机部分和水生植物等。与传统厌氧消化系统相比，接种瘤胃微生物或经过瘤胃微生物预处理的发酵系统，均能够有效降解或转化木质纤维素。xing等人研究结果显示，三个月内，接种瘤胃微生物导致96-97％的纤维素和半纤维素分解，42％的木质素分解。然而，前人研究集中在利用瘤胃微生物对木质纤维素进行能源化，缺乏在田间条件下资源化的相关研究。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法。
[0005]
本发明的技术解决方案如下：
[0006]
一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法，往秸秆中施加瘤胃液，然后埋入土壤中处理。
[0007]
作为本发明的优选方案，所述瘤胃液的制备方法为：采自动物体内的瘤胃液，过滤，遮光充入氮气。
[0008]
作为本发明的优选方案，所述秸秆破碎至50-100目，烘干。
[0009]
作为本发明的优选方案，所述处理温度在35-45℃。
[0010]
作为本发明的优选方案，所述施加瘤胃液的同时加入含有玉米须提取液的牡蛎壳粉。
[0011]
作为本发明的优选方案，所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的制备方法如下：制备玉米须提取液，然后将牡蛎壳粉在玉米须提取液中进行浸渍。
[0012]
作为本发明的优选方案，所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的添加量占秸秆的1-6wt％。
[0013]
作为本发明的优选方案，所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0014]
本发明的有益效果是：
[0015]
(1)本发明的一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法，利用瘤胃液中的微生物结合土壤中的厌氧硝化细菌，协同处理秸秆，使其发酵分解，实现田间秸秆的无害资源化。
[0016]
(2)本发明的一种利用瘤胃液处理田间秸秆的方法，通过添加玉米须提取液和牡蛎壳粉，由于玉米须提取液的有机质和具有多孔性质的牡蛎壳粉，在土壤中逐步缓释为微生物提供营养的有机质，大大提高其瘤胃液对秸秆的分解率。
附图说明
[0017]
图1为秸秆失重率变化；(图a为不同瘤胃液添加量，图b为不同腐解周期)。
具体实施方式
[0018]
以下以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0019]
实施例1
[0020]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g放入300目网袋中备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0021]
2、实验步骤：室温在30℃。设置处理组(rm)和对照组(ck)。处理组分别在秸秆中配施5、10、15、20、40ml的瘤胃液，对照组秸秆加入等体积水。随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0022]
对其测试秸秆的失重率，结果见图1，结果中显示，在反应到30天时，配施40ml瘤胃液时秸秆失重率达到最大值为39.52％，较ck相比秸秆失重率提升高达41.37％。针对rm40和ck，在腐解的90天内分六个时期采集样本，测定秸秆的失重率，如图1(b)所示，rm40及ck都呈现先快速后缓慢的腐解变化趋势，这是由于快速分解主要是易矿化有机物，缓慢分解期是秸秆中难分解物质(木质纤维素、蜡质等)。rm40在腐解前三十天的秸秆失重率分别为7.33％、22.34％、39.52％；ck为4.37％、15.27％、27.96％，在10至30天，相对提升速率分别为67.94％、46.31％、41.38％。在腐解40-90天，rm40秸秆失重率由43.56％升高至59.10％，ck在腐解40天时的秸秆失重率为35.78％，90天时为51.33％。rm40相比ck在40天至90天的秸秆失重率平均提升17.56％。
[0023]
实施例2
[0024]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g破碎至50目，备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0025]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，同时加入含有玉米须提取液的牡蛎壳粉，其制备方法如下：制备玉米须提取液，然后将牡蛎壳粉在玉米须提取液中进行浸渍20min。所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的添加量占秸秆的1wt％。
[0026]
所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0027]
随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0028]
实施例3
[0029]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g破碎至60目，备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0030]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，同时加入含有玉米须提取液的牡蛎壳粉，其制备方法如下：制备玉米须提取液，然后将牡蛎壳粉在玉米须提取液中进行浸渍20min。所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的添加量占秸秆的3wt％。
[0031]
所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0032]
随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0033]
实施例4
[0034]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g破碎至50目，备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0035]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，同时加入含有玉米须提取液的牡蛎壳粉，其制备方法如下：制备玉米须提取液，然后将牡蛎壳粉在玉米须提取液中进行浸渍20min。所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的添加量占秸秆的5wt％。
[0036]
所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0037]
随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0038]
实施例5
[0039]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g破碎至50目，备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0040]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，同时加入含有玉米须提取液的牡蛎壳粉，其制备方法如下：制备玉米须提取液，然后将牡蛎壳粉在玉米须提取液中进行浸渍20min。所述含有玉米须提取液的牡蛎壳粉的添加量占秸秆的6wt％。
[0041]
所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0042]
随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0043]
对比例1
[0044]
秸秆加入等体积水。随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆，其余同实施例2。
[0045]
对比例2(无玉米须提取液和牡蛎壳粉)
[0046]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g放入300目网袋中备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0047]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0048]
对比例3(无牡蛎壳粉)
[0049]
1、材料：选用当年早稻秸秆，剪碎成2-3cm左右的片段，于烘箱中80℃烘干至恒重，称量10.00g破碎至50目，备用。瘤胃液取自江西农业大学肉牛实验室的锦江黄牛体内，用已高温灭菌的纱布过滤，滤液即为所需的瘤胃液，盛液容器已遮光处理、且充入氮气。
[0050]
2、实验步骤：室温在30℃。在秸秆中配施40ml的瘤胃液，同时加入玉米须提取液，所述含有玉米须提取液添加量占秸秆的6wt％。
[0051]
所述玉米须提取液的制备方法如下：将玉米须加水，煮沸，过滤，收集滤液，对滤液高速离心，取上清液，制得。
[0052]
随后埋入土壤中，深度约为5cm，定期加入水，采集还田90天的秸秆。
[0053]
对上述实施例和对比例90天后进行秸秆的失重率性能测试，测试结果见表1。
[0054]
失重率(％)＝(秸秆处理前的质量-秸秆处理90天后的质量)/秸秆处理前的质量
[0055]
表1实施例2-5以及对比例的秸秆失重率测试结果
[0056][0057][0058]
从上表可以看出，实施例的失重率大于对比例，主要的原因可能如下：对比例1的分析可知，利用瘤胃液中的微生物结合土壤中的厌氧硝化细菌，协同处理秸秆，使其加速发酵分解，从而实现田间秸秆的无害资源化。对比例2的分析可知，实施例中通过添加玉米须提取液和牡蛎壳粉，由于玉米须提取液的有机质和具有多孔性质的牡蛎壳粉，在土壤中逐
步缓释为微生物提供营养的有机质，大大提高其瘤胃液后期对秸秆的分解率；对比例3的分析可知，实施例中加入的牡蛎壳粉具有多孔性，具有一定的缓释作用，为微生物后期提供足够的营养物质，从而提高其对秸秆的分解率。
[0059]
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
[0060]
以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。