一种微生物环境改良剂及微生物发酵垫料
技术领域
本发明属于微生物发酵
技术领域
，具体涉及一种微生物环境改良剂及养殖技术中的微生物发酵垫料。背景技术
微生物发酵垫料床养殖技术是利用全新的自然农业理念，结合现代微生物发酵处理技术而提出的一种环保、安全、有效的生态养殖方法。微生物发酵垫料床养殖集养殖学、微生物学、营养学、环境卫生学、土壤肥料学于一体，将微生物技术、发酵技术和养殖技术有机结合起来，利用微生物分解畜禽粪尿，消除臭味，在源头实现粪便的原位消纳，净化环境，并提高畜禽对饲料营养的吸收效率和机体的免疫能力，是一种遵循低成本、高产出、无污染原则建立起的一套良性循环的生态养殖体系，是养殖业可持续发展的新模式。
在微生物垫料养殖过程中，首先通过对选择的功能微生物进行培养、扩繁，形成有相当活力的微生物母种，再按一定配方将微生物母种、锯末、稻壳、秸秆粉等以及一定量的辅助材料和活性剂混合，形成有机垫料。将有机垫料铺入按一定设计要求建造的圈舍里，再将动物放入圈舍的微生物发酵垫料床上，动物从小到大一直生活在这种有机垫料上面。动物的排泄物被有机垫料里的微生物降解消化，不需要对动物的排泄物进行人工处理，更不需要粪便清扫、贮存、处理设施。同时，具有微生物发酵垫料床的养殖圈舍给畜禽的生长提供了一个最适宜的生态环境，畜禽在这种环境下生长快、产量高、品质好、生病少、省工、省水、省消毒药费、省煤碳等成本投入，在不造成环境污染的同时，又能显著提高畜禽养殖效益。
微生物发酵垫料床的核心成分是功能微生物和垫料的配比与组成。其中功能微生物是一个庞大的有益微生物复合体，人工制备的有益微生态活菌制剂通过垫料的吸附作用和自然发酵，菌体以尚未消化完全的畜禽粪尿为食饵，把畜禽排泄出来的粪尿进行发酵同化分解，同时形成含有丰富菌体蛋白和消化酶的营养菌丝，被牲畜食用。在这一过程中，有益的功能微生物通过对畜禽粪尿的原位消解，既能消除臭味，抑制害虫、病菌的滋生，增强牲畜的抗病能力，同时大量繁殖生长的微生物又能向家畜提供可供食用的糖类、蛋白质、有机酸、维生素等营养物质，在有益微生物和强大复合酶的共同作用下，使动物的肠道消化系统达到最佳状态，加上复合酶对饲料中粗纤维的降解和对饲料本身细胞壁的破坏，动物可以最大幅度地吸收营养物质，在实现饲料二次转化吸收利用的同时，达到周边环境友好、减少劳动投入、节约成本支出、提高经济效益的生产目的。
在微生物发酵垫料床养殖体系中，功能微生物的种类组成是核心因素，它决定着畜禽排出粪尿的分解速度和消解数量；而垫料也是发酵床体的重要组成部分，是微生物生长繁殖的培养基和赖以栖息的载体，垫料构成能在提供碳源、保证通气量、维持床体温度等方面直接影响着菌种对粪便的分解过程。目前常用的微生物种类有芽孢杆菌、酵母菌、丝状真菌、放线菌、光合细菌和乳酸菌等，不同种类的功能微生物组合，其粪便分解效果存在着较大的差别；而目前常用的垫料成分主要是玉米秸秆、花生壳、稻壳、锯末、麸皮等植物组织材料。在已报道的微生物发酵垫料床的组成成分中，普遍存在着功能微生物种类较少、垫料组分主要为单一的植物组织材料等现状，从而导致微生物发酵垫料床的灭菌、除臭、防霉效果较差、对牲畜粪尿的分解效率较低等现象。因此，亟需研制开发新型的功能微生物环境改良剂及用于畜禽养殖的微生物发酵垫料。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在已报道的微生物发酵垫料床的组成成分中，普遍存在着功能微生物种类较少、垫料组分主要为单一的植物组织材料等现状，从而导致微生物发酵垫料床的灭菌、除臭、防霉效果较差、对牲畜粪尿的分解效率较低等现象。
发明内容
针对现有技术存在的问题与不足，本发明提供了一种微生物环境改良剂及用于畜禽养殖的微生物垫料。
本发明是这样实现的，一种微生物环境改良剂的制备方法，所述微生物环境改良剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一，按照质量份数将葡萄糖5-6份，大豆蛋白胨8-12份，七水硫酸镁1-2份进行混合，得到混合物A；设定温度为20-22℃，将混合物A进行室温搅拌，得混合物B；
步骤二，将室温搅拌后的混合物B进行超声处理；超声结束后过筛，得混合物C；将过筛后的混合物C溶于蒸馏水中，常规灭菌，得到酵母菌培养基；
步骤三，将酵母菌接种于酵母菌培养基中，恒温30℃、160-200rpm振荡活化培养18-22h，立即将活化产物按2-4％的体积比接种于盛有酵母菌培养基的发酵罐中进行再次培养，培养温度为28-30℃，培养时间24-48h，得到酵母菌扩大培养菌液；
步骤四，进行LB液体培养基和枯草芽孢杆菌发酵培养基的配制，将枯草芽孢杆菌菌种接种于LB活化培养基中，恒温37℃、160-180rpm振荡培养22-24h，将活化菌液按2％-5％的体积比接种于枯草芽孢杆菌发酵培养基中，恒温37℃、130-160rpm振荡培养48h，得到扩大培养的枯草芽孢杆菌菌液。
步骤五，将葡萄糖6-7份、蛋白胨3-4份、酵母粉2份、柠檬酸三钠1份、磷酸二氢钾1份溶于22-25份蒸馏水中，调节pH至7.0-7.3，常规灭菌，得到植物乳杆菌培养基；
步骤六，将植物乳杆菌接种于植物乳杆菌培养基中首先进行活化培养，培养条件：恒温37℃、150rpm振荡培养24h；将活化菌液按2％-5％的体积比接种于植物乳杆菌培养基中，恒温35-37℃、120-150rpm振荡培养24-48h，得到扩大培养的植物乳杆菌菌液。
步骤七，使用糖度为8Be±0.5麦芽汁进行麦芽汁培养基的制备，调节麦芽汁培养基的pH为5.6-5.9；在麦芽汁培养基中加入体积比为1％的甘油，振荡均匀后，将含甘油的麦芽汁培养基置于三角瓶中，使用纱布进行封口，并用牛皮纸包扎；
步骤八，设定温度为80-96℃，压力为0.1Mpa，将封口后的三角瓶进行25-30min蒸汽灭菌；灭菌结束后保温20-25min；将灭菌后的三角瓶置于无菌室中，得到乳链球菌培养基；
步骤九，将乳链球菌接种于乳链球菌培养基中首先进行活化培养，培养条件：恒温35℃、120rpm振荡培养24h；将活化菌液按2％-5％的体积比接种于乳链球菌培养基中，恒温30-35℃、100-120rpm振荡培养24-48h，得到扩大培养的乳链球菌菌液。
步骤十，将步骤三得到的酵母菌扩大培养菌液、步骤四得到的枯草芽孢杆菌扩大培养菌液、步骤六得到的植物乳杆菌扩大培养菌液、步骤九得到的乳链球菌扩大培养菌液按照质量份数或体积比2-3：1-3：2-4：1-2的比例混合均匀，静置1-2h，得到所述的微生物环境改良剂。
进一步，步骤二中，所述超声处理的频率为20-23kHz，超声处理时间6-8min。
进一步，步骤三中，所述将酵母菌接种于酵母菌培养基中活化培养的条件为：设置所述培养温度为30℃，摇床转速160-200rpm，培养时间18-22h；发酵罐中酵母菌的扩大培养温度为28-30℃，培养时间24-48h。
进一步，步骤四中，所述枯草芽孢杆菌培养基的配制，包括：将淀粉6-8份、葡萄糖3-5份、酵母粉1-2份、磷酸二氢钾1份、氯化钠0.5-1份、抗坏血酸0.5份进行混合，溶于20-30份蒸馏水中，调节pH至7.0-7.2，常规灭菌。
本发明的一个目的在于提供一种应用所述的微生物环境改良剂的制备方法制备得到的微生物环境改良剂，所述微生物环境改良剂按照质量份数计，由扩大培养后的酵母菌2-3份、枯草芽孢杆菌1-3份、植物乳杆菌2-4份、乳链球菌1-2份组成。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的微生物环境改良剂制备而成的微生物垫料，所述微生物垫料按照质量份数计，由生物有机料15-20份、木炭1-2份、蒙脱石0.1-0.5份、保水剂0.5-1份、茶树油0.5-1份、微生物环境改良剂2-3份组成。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的微生物垫料的制备方法，所述微生物垫料的制备方法包括以下步骤：
(1)使用粉碎的小麦秸秆、锯末与硅藻土粉末，制备有机料；
(2)将木炭进行粉碎，得到粒径＜3mm的木炭碎屑；
(3)将蒙脱石(胶岭石)进行粉碎、研磨后置于球磨机中进行球磨，过60-80目筛，得到蒙脱石粉末；
(4)在搅拌机中加入有机料、木炭碎屑、蒙脱石粉末、保水剂，搅拌均匀后加入茶树油，再次进行搅拌，使茶树油均匀附着；
(5)在搅拌机中加入微生物环境改良剂，搅拌均匀即得到微生物垫料。
进一步，步骤(1)中，所述使用粉碎的小麦秸秆、锯末与硅藻土粉末制备有机料，包括：
1)将干燥的小麦秸秆用切割机切碎后，再用粉碎机打成粉末；
2)将硅藻土粉碎、研磨后置于球磨机中进行球磨，过80-100目筛，得到硅藻土粉末；
3)将小麦秸秆粉、锯末与硅藻土粉末充分混匀。
进一步，步骤(1)中，所述有机料由50％的小麦秸秆粉、30％的锯末和20％的硅藻土粉末混合而成。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的微生物环境改良剂及用于畜禽养殖的微生物垫料，通过对微生物环境改良剂中的菌种配伍进行选择，并对菌液组合比例进行优化，制备的微生物环境改良剂中菌群活性更好，对土壤改良的效果更佳；在微生物垫料制备中加入硅藻土粉末、木炭、蒙脱石和茶树油，对微生物的吸附效果更好，对畜禽粪尿的吸水、除臭效果更强，对养殖发酵垫料床的除霉效率以及动物的肠道疾病预防效率更高，对畜禽养殖区域的环境净化效果更佳；制备的微生物垫料能提高动物的免疫功能，保证动物的健康生长；且垫料使用后可作为农作物的优质有机肥，促进资源的高效循环利用，实现农业的绿色可持续发展。
本发明从功能微生物的有机组合着手，首先提出一种能提高土壤肥力的环境改良剂，并在垫料组成中增加非植物组织的有益成分，重点解决提高微生物发酵垫料床的灭菌除臭效果、动物肠道疾病的预防效果和对畜禽粪尿的分解效率等问题，同时扩大微生物发酵垫料床的畜禽养殖适用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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微生物环境改良剂的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的酵母菌培养基的配制方法流程图。
图3是本发明实施例提供的将植物乳杆菌接种于植物乳杆菌培养基中进行培养的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的乳链球菌培养基的灭菌处理方法流程图。
图5是本发明实施例提供的微生物垫料的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种微生物环境改良剂及微生物垫料，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的微生物环境改良剂按照质量份数或体积比计算，由酵母菌2-3份、枯草芽孢杆菌1-3份、植物乳杆菌2-4份、乳链球菌1-2份组成。
如图1所示，本发明实施例提供的微生物环境改良剂的制备方法包括以下步骤：
S101，进行酵母菌培养基的配制，将酵母菌菌种接种于酵母菌培养基中，恒温30℃、160-200rpm振荡活化培养18-22h，将活化产物按2-4％的体积比接种于盛有酵母菌培养基的发酵罐中进行24-48h的再次培养，培养温度28-30℃，得到扩大培养的酵母菌菌液。
S102，进行LB液体培养基和枯草芽孢杆菌发酵培养基的配制，将枯草芽孢杆菌菌种接种于LB活化培养基中，恒温37℃、160-180rpm振荡培养22-24h，将活化菌液按2％-5％的体积比接种于枯草芽孢杆菌发酵培养基中，恒温37℃、130-160rpm振荡培养48h，得到扩大培养的枯草芽孢杆菌菌液。
S103，将葡萄糖6-7份、蛋白胨3-4份、酵母粉2份、柠檬酸三钠1份、磷酸二氢钾1份溶于22-25份蒸馏水中，调节pH至7.0-7.3，常规灭菌，得到植物乳杆菌培养基；将植物乳杆菌经活化培养的菌液按2％-5％的体积比接种于植物乳杆菌培养基中，恒温35-37℃、120-150rpm振荡培养24-48h，得到扩大培养的植物乳杆菌菌液。
S104，使用糖度为8Be±0.5麦芽汁进行麦芽汁培养基的制备，调节麦芽汁培养基的pH为5.6-5.9；在麦芽汁培养基中加入体积比为1％的甘油，振荡均匀，灭菌，得到乳链球菌培养基。
S105，将乳链球菌接种于乳链球菌培养基中首先进行活化培养，培养条件：恒温35℃、120rpm振荡培养24h；将活化菌液按2％-5％的体积比接种于乳链球菌培养基中，恒温30-35℃、100-120rpm振荡培养24-48h，得到扩大培养的乳链球菌菌液。
S106，将扩大培养的酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌菌液、植物乳杆菌菌液、乳链球菌菌液按照质量份数或体积比2-3：1-3：2-4：1-2的比例混合均匀，静置1-2h，得到微生物环境改良剂。
如图2所示，本发明实施例提供的步骤S101中，所述酵母菌培养基的配制，包括：
S201，按照质量份数将葡萄糖5-6份，大豆蛋白胨8-12份，七水硫酸镁1-2份进行混合，得到混合物；
S202，设定温度为20-22℃，将混合物进行室温搅拌；
S203，将室温搅拌后的混合物进行超声处理，所述超声处理的频率为20-23kHz，超声处理时间为6-8min；
S204，超声处理结束后过筛，将过筛后的混合物溶于蒸馏水中，常规灭菌，得到酵母菌培养基。
本发明实施例提供的步骤S102中，所述枯草芽孢杆菌发酵培养基的配制，包括：将淀粉6-8份、葡萄糖3-5份、酵母粉1-2份、磷酸二氢钾1份、氯化钠0.5-1份、抗坏血酸0.5份进行混合，溶于20-30份蒸馏水中，调节pH至7.0-7.2，常规灭菌。
如图3所示，本发明实施例提供的步骤S103中，将植物乳杆菌接种于植物乳杆菌培养基中进行培养，包括：
S301，将葡萄糖6-7份、蛋白胨3-4份、酵母粉2份、柠檬酸三钠1份、磷酸二氢钾1份溶于22-25份蒸馏水中，调节pH至7.0-7.3，常规灭菌，得到植物乳杆菌培养基；
S302，将植物乳杆菌接种于植物乳杆菌培养基中首先进行活化培养，培养条件：恒温37℃、150rpm振荡培养24h；
S303，将活化培养的菌液按2％-5％的体积比接种于植物乳杆菌培养基中，恒温35-37℃、120-150rpm振荡培养24-48h，得到扩大培养的植物乳杆菌菌液。如图4所示，本发明实施例提供的步骤S104中，所述灭菌处理，包括：
S401，将含1％甘油的麦芽汁培养基置于三角瓶中，使用纱布进行封口，并用牛皮纸包扎；
S402，设定温度为80-96℃，压力为0.1Mpa，将封口后的三角瓶进行25-30min的蒸汽灭菌；
S403，灭菌结束后保温20-25min；
S404，将灭菌后的三角瓶置于无菌室中，得到乳链球菌培养基。
本发明实施例提供的微生物垫料按照质量份数计，由生物有机料15-20份、木炭1-2份、蒙脱石0.1-0.5份、保水剂0.5-1份、茶树油0.5-1份、微生物环境改良剂2-3份组成。
如图5所示，本发明实施例提供的微生物垫料的制备方法包括以下步骤：
S501，使用粉碎的小麦秸秆、锯末与硅藻土粉末制备有机料，小麦秸秆、锯末与硅藻土粉末的质量份数比例为5:3:2；
S502，将木炭进行粉碎，得到粒径﹤3mm的木炭碎屑；
S503，将蒙脱石(胶岭石)粉碎、研磨后置于球磨机中进行球磨，过60-80目筛，得到蒙脱石粉末；
S504，在搅拌机中按比例分别加入有机料、木炭碎屑、蒙脱石粉末、保水剂，搅拌均匀后按比例加入茶树油，再次进行搅拌，使茶树油均匀附着；
S505，在搅拌机中按比例加入微生物环境改良剂，搅拌均匀即得到微生物垫料。
本发明实施例提供的步骤S501中，使用粉碎的小麦秸秆、锯末与硅藻土粉末制备有机料，包括：将干燥的小麦秸秆用切割机切碎后，再用粉碎机打成粉末；将硅藻土粉碎、研磨后置于球磨机中进行球磨，过80-100目筛；将小麦秸秆粉、锯末与硅藻土粉末充分混匀。
以上所述，仅为本发明较优的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
