利用農業廢棄物生產功能性微生物肥料的製作方法

2024-04-06 06:53:05

專利名稱：：利用農業廢棄物生產功能性微生物肥料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及農業生物
技術領域：
，具體涉及功能性微生物肥料及其生產
技術領域：
。
背景技術：
：農業廢棄物既是一項巨大的可再生生物資源，又是農業環境的主要汙染源。處理農業廢棄物的根本途徑在於資源化利用，國內外研究表明，各種農業廢棄物，特別是畜禽糞便和作物秸稈，經適當處理後還田對作物生長具有極高的營養潛力，且有助於改善土壤持續生產能力。隨著工農業生產迅速發展和人口增加，我國有機廢棄物以年均5%-10%的速度遞增。傳統處理方法已不適應現代社會的要求。據統計，我國農業廢棄物的年產生量已達到近60億噸，但利用率僅為33%。目前，約30%的農作物秸稈被焚燒，約10%的秸稈長期堆放於溝渠、路邊，嚴重汙染大氣與水環境。養殖場的畜禽糞便進入水體達25-30%,直接對地下水造成汙染，造成環境汙染與自然生態惡化。微生物技術在農業廢棄物資源化利用過程中具有關鍵性的作用，接種微生物菌劑可以促進農業廢棄物的發酵進程，實現農業廢棄物的肥料化利用，製成微生物肥料、栽培育苗基質以及飼料等系列產品，可促進有機綠色農業的發展，控制並減少農村環境汙染，改善農村生態環境，增加農民收入，對實現生態經濟良性循環和農業的可持續發展有重要意義。反之，農業廢棄物的隨意丟棄或排放，必然導致嚴重的環境汙染，使農村生態環境惡化，制約小康社會的全面建設和農業的可持續發展。微生物處理技術是農業廢棄物肥料化利用的重要手段。利用農業廢棄物生產功能性微生物肥料，實現自然資源的可循環利用是無土栽培有機基質選材的4方向。採用各種秸稈及畜禽廢棄物配製有機栽培基質，首先要對其進行有機廢棄物降解和無害化的腐熟處理，再混合配製成栽培基質。而當前對畜禽廢棄物和工農業有機廢棄物直接混合堆制生產有機栽培基質的研究不多，對其腐熟周期、堆溫、溼度以及整個過程理化參數的變化，如pH值、全鹽(EC)、全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)等了解也不多，尤其是缺乏有機基質產品質量標準和生產規範，不利於其在設施農業無土栽培中的推廣應用。有機廢棄物是較好的微生物肥料原料，但有機廢棄物中含有的一些有害物質必須經過特定的工藝處理後，才能用於作物栽培。目前，有機廢棄物的處理方法以堆制發酵為主，堆制化的本質是固體廢棄物分解為相對穩定的腐殖質物質的過程，它是細菌、；故線菌和真菌等在好氣或厭氧條件下完成的。由於有機廢棄物來源不一，也沒有標準化的生產工藝，質量缺乏穩定性，各批次之間質量存在一定差異；基質的顆粒大小、形狀、容重、總孔隙度、大小孔隙比、pH值、EC值等是比較重要的理化性狀，但尚沒有提出主要作物栽培基質的標準化性狀參數。因此，基質的使用還存在經驗性甚至盲目性。為適應標準化、規模化、工廠化生產的需要，制定作物栽培基質的標準參數，並按標準參數要求生產基質，形成標準化成型技術是當前有待解決的問題。從目前的情況看，利用有機廢棄物生產栽培基質的成本尚高，因此，採用新技術、新工藝降低成本是有機基質推廣應用的關鍵。本發明將由地衣芽胞桿菌和叢枝菌根真菌等菌種組成的複合微生物菌劑應用到農業廢棄物處理中。叢枝菌根(」rZw化"/wm少cwT/^",簡稱AM)是叢枝菌根真菌(」Azcw/armycwr/w'za//w"g/,簡稱AMF或AM真菌)與植物根組成的共生體系。AMF分布極為廣泛，在極地、溫帶和熱帶地區都可以與絕大多數被子植物的根共生，也可以與苔蘚、蕨類、棵子植物共生形成菌根。除野生植物外，大多數的農作物、果樹、蔬菜、觀賞植物和花卉等都能形成叢枝菌根。在自然條件下，許多植物沒有菌根就很難正常生長。在許多植物上叢枝菌根都被證明能促進植物對礦質營養元素的吸收和利用，改善植物營養狀況，其最顯著的作用是在低磷土壤中，提高植物吸磷能力，特別是能促進植物吸收利用土壤有效性磷，提高磷肥的利用率；提高作物的產量和品質；增強植物的抗性，如抗旱性、抗病性、耐鹽性等。國外市場上已經有歐美等國生產的商品AMF接種劑，其產品已廣泛地應用於園藝栽培等領域。如PARR用氣霧培養法生產AM菌劑。REDECKER等用隔室培養法生產AM接種劑。德國INOQ公司採用溫室床栽法在多種載體基質上生產AM菌劑，年產量上百立升，是歐盟最大的菌劑生產企業。統計資料表明，從1999年到2003年，世界叢枝菌根菌劑的商品貿易量增長了17倍(2003年接近500000L)。歐洲的菌劑生產商於2003年成立了歐盟菌根菌生產者聯合會(FEMFiP)以規範產品生產和市場銷售。在我國，為了滿足實驗室研究的需要，叢枝菌根菌劑的生產都是採用傳統的溫室盆栽法，採用的基質都是滅菌的砂土，費工且不便於運輸，而叢枝菌根菌的應用研究目前尚處於實驗室研究階段，只有少量報導涉及田間大面積應用。2000年以來雖然有數項發明專利涉及叢枝菌根菌劑的生產方法，但至今仍無商品叢枝菌根菌接種劑面市。但隨著世界叢枝菌根菌商品菌劑貿易增長以及世界範圍內對叢枝菌根菌極其活躍的研究，可以預見，在我國叢枝菌根菌接種劑商品的面市指日可待，其應用技術也將逐漸會成為普通的商品化措施。
發明內容本發明提供了一種功能性微生物肥料及其生產方法。通過將具有優良特性的由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、哈茨木黴等菌種組成的複合微生物製劑，添加到菇渣、棉籽殼、農作物秸稈和畜禽糞便等有機廢棄物原料中，促進其發酵腐熟過程，將腐熟後的物料經科學配伍和調製，並添加促進作物根系發育生長生物叢枝菌根菌劑，製成具有適宜理化特性的功能性微生物肥料，為我國農業廢棄物資源化利用提供經濟有效的技術途徑，具有很好的社會、經濟和生態效益。本發明具體提供了一種功能性微生物肥料，按質量比計，含有60%-70%的菇渣、15%-25%的畜禽糞便混合，其含水量為60-65%,按50g-100g/T添加複合發酵劑發酵腐熟；複合發酵劑由枯草芽孢桿菌(勘c/7/m^/W/7/"、地衣芽胞4幹菌(》ac///〃51//c力e/7/屍or/w/51)、哈/茨木霍(7!r/c力c^ei7ss力arz/a/〃/i)和#錄色木黴(7Wc力oder鵬r/r/oO組成；發酵後添加6%-10%的腐植酸、6°/。-10%稻殼灰和IOO-500g/T叢枝菌根菌劑，其中叢枝菌根菌劑由庫西球嚢黴(67咖^、幼套球嚢黴(^7ozz^eto/'c"咖)和地表球嚢黴(C/cwiAfmr51//(9/7/7)三種叢枝菌根真菌(JAwjcw/";-，co/r//za/>，)組成。本發明中，複合發酵劑由枯草芽孢桿菌(Ac/7/m^;Z^27/s義地衣芽胞4幹菌("ae/7/i/51//c力e//屍oi7z;/51)、口合茨木霍(7!r/c力c^/er/ffa力srz2'3/2〃/ff)與糹錄色木黴(7Wc力ocfer鵬w>/fiO以質量比(W/W)計按l:1:2:2組成。本發明中，叢枝菌+艮菌劑由庫西J求囊黴(Glomusmosseae)、幼套J求嚢黴(Glomusetunicatum)和地表球嚢黴(Glomusversiform)以質量比(W/W)計按2:2:1組成。同時，本發明進一步提供了這種功能性微生物肥料的製備方法，具體步驟如下1、將60°/。-70%菇渣及15%-25%畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3隨，獲得主料，調節含水量達到60-65%;2、在上述混合好的物料中，按50g-100g/T添加由枯草芽孢桿菌(勘c/7/m卯6"7/s義地衣芽胞軒菌(jaci7/^y//c力ei3y/or歷/s)、哈茨木黴(7!r/c力ocfer鵬力紅z/a/7咖)與綠色木黴(7W'c力ofifer鵬r/r/W)組成的複合發酵劑，堆》文發酵腐熟15-30d,期間翻動5-10次；3、將輔料6°/。-10°/。的腐植酸、6°/-10%的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，再按50g-100g/T添加叢枝菌根菌劑，過3mm篩，即成。本發明採用庫西球囊黴(Glomusmosseae)、幼套球嚢黴(Glomusetunicatura)和地表球嚢黴(Glomusversiform)三種叢枝菌根真菌；枯草芽孢桿菌(勘"7/m5^6〃//"地衣芽胞桿菌(勘"7/m//'c力e/7/屍麵/.s)、哈茨木黴(7!rYc力c^ei"7z;a力a,z/a/7"/ff)與*錄色木黴(7V/c力ocfe/77ar/r/c0老卩可以通過市場購買獲得。通過實施本發明具體的技術指標，可以達到以下有益效果1、微生物技術在農業廢棄物資源化利用過程中具有關鍵性的作用，接種微生物菌劑可以促進農業廢棄物的發酵進程，實現農業廢棄物的肥料化利用，製成功能性微生物肥料、栽培育苗基質以及飼料等系列產品，可促進有機綠色農業的發展，控制並減少農村環境汙染，改善農村生態環境，增加農民收入，對實現生態經濟良性循環和農業的可持續發展有重要意義。2、本發明通過添加微生物菌劑的方法，將農業廢棄物發酵腐熟後，經科學復配並添加叢枝菌根菌劑製作成功能性微生物肥料，其有效活菌數可達106-1010cfu/g,並富含有機質和作物苗期生長所需的速效N、P、K及多種微量元素，不含重金屬等有毒有害物質，容重較小，持水量大，透氣性好；腐熟過程中溫度迅速升高並維持較長的時間，利於消滅某些病原體、蟲卵和雜草種子等。3、本發明選用的叢枝菌才艮真菌(JrZwirw/arwjco;r/^af/>"g/，簡稱AMF或AM真菌)與植物根組成的共生體系，能促進植物對礦質營養元素的吸收和利用，改善植物營養狀況，其最顯著的作用是在低磷土壤中，提高植物吸磷能力，特別是能促進植物吸收利用土壤有效性磷，提高磷肥的利用率；提高作物的產量和品質；增強植物的抗性，如抗旱性、抗病性、耐鹽性等。附圖l顯示為功能性微生物肥料的技術路線。具體實施例方式以下舉實施例說明本發明，但是，本發明並不限於下述的實施例。另外，在下述的說明中，參見附圖1。實施例一將200kg的羊糞與650kg菇渣混合，用粉碎機粉碎至3mm,作為主料，補充水分，使含水量達60%左右；之後，按已公開的50g/T的複合微生物發酵劑添加8到上述主料中，在自然條件下堆》文發酵30d,期間翻動基質57次；將80kg/T稻殼灰、70kg/T腐植酸添加於完成腐熟的主料中，再添加80g叢枝菌根菌劑，混合均勻，過篩，即製得功能性微生物肥料，其有效活菌數達10Scfu/g。其中複合發酵劑由枯草芽孢桿菌(勘c/7/"ss"6〃/"人地衣芽胞桿菌(^c///^7/(;力6/7//07歷/50、p合茨木黴(rWc/od/er/ra力a/^/a/"歷)與糹錄色木黴(7W'c力ode77^7/rA/)以質量比(W/W)計按l:1:2:2組成。叢枝菌根菌劑由庳西球嚢黴(Glomusmosseae)、幼套球嚢黴(Glomusetunicatum)和地表球囊黴(Glomusversiform)、以質量比(W/W)計4姿2:2:l組成。將獲得的功能性微生物肥料應用在番茄穴盤育苗中，成苗率>98%,壯苗率>95%，是一種可替代草炭的新型有機基質。實施例二將60%-70°/。菇渣及15%-25°/畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3咖，獲得主料，調節含水量達到60-65%;4姿70g/T添加由枯草芽孢桿菌_〃6〃//'5^、地衣芽月包桿菌(勘c/7/〃s//(7力e/2/屍o/vz7/50、哈茨木黴(7r/c力(^/e/7Z7a力ai^/a"M7)與綠色木黴(7Wc力ofifer鵬Wr/d)組成的複合發酵劑(以W/W計)，比例為2:2:1:1:1;堆放發酵腐熟20d，期間翻動5-10次；將6%-10%的腐植酸、6%-10%的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，添加50-100g/T叢枝菌根菌劑，過3mm篩，即製得功能性微生物肥料，其中有效活菌數達10Scfu/g-l(^cfu/g。實施例三將60y。菇渣及25y。畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3mm,獲得主料，調節含水量達到60-65%;按100g/T添加由枯草芽孢桿菌(勘"7細地衣芽胞桿菌(^3c///ws//c力e//屍or歷i51)、p合茨木零(r^'c力ocfer/7a力arz/a/2iM/)與糹錄色木黴(7Wc力^/e/7Z7sWWfiO組成的複合發酵劑(以W/W計)，比例為2:2:1:1:1;堆力文發酵腐熟15d,期間翻動5-IO次；將10%的腐植酸、10%的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，添加100g/T叢枝菌根菌劑，過Smm篩，即製得功能性微生物肥料，其中有效活菌數達10^cfu/g。9實施例四將70%菇渣及15%畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3mm,獲得主料，調節含水量達到60-65%;按50g/T添加由枯草芽孢桿菌(勘c/7/i^卯辦〃/^義地衣芽胞桿菌(Aac/yy〃s1//cAe/j/Z^/Tzz/s)、哈茨木零(7y/c力ocfer/zaA3rz/3/7w邁)與糹錄色木黴(7Wc力t^/er鵬〃Wd)組成的複合發酵劑(以W/W計)，比例為2:2:1:1:1;堆放發酵腐熟20d,期間翻動5-10次；將6%-10%的腐植酸、6%-10°/。的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，添加50g/T叢枝菌根菌劑，過3隨篩，即製得功能性微生物肥料，其中有效活菌數達108cfu/g-l01Qcfu/g。實施例五上述實施方式中獲得功能性微生物肥料與對照樣處理檢測的技術效果，見表l。表l:應用功能性微生物肥料的處理檢測結果tableseeoriginaldocumentpage10權利要求1、一種功能性微生物肥料，利用由枯草芽孢桿菌、地衣芽胞桿菌、哈茨木黴和綠色木黴組成的複合發酵劑對農業廢棄物腐熟處理後，再復配一定比例的腐植酸、稻殼灰和叢枝菌根菌劑而製得，其特徵在於，所述的微生物肥料按質量比計，含有60％-70％的菇渣、15％-25％的畜禽糞便混合，其含水量為60-65％，按50g-100g/T添加複合發酵劑發酵腐熟；複合發酵劑由枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)、地衣芽胞桿菌(Bacilluslicheniformis)、哈茨木黴(Trichodermaharzianum)和綠色木黴(Trichodermavirid)組成；發酵後添加6％-10％的腐植酸、6％-10％稻殼灰和100-500g/T叢枝菌根菌劑，其中叢枝菌根菌劑由犘西球囊黴(Glomusmosseae)、幼套球囊黴(Glomusetunicatum)和地表球囊黴(Glomusversiform)三種叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi)組成。2、一種如權利要求1所述的功能性微生物肥料，其特徵在於，所述的複合發酵劑由枯草芽孢桿菌(勘c/〃"swW//2、)、地衣芽胞桿菌(勘c/77mY/cAew/Z^iTs/i1)、哈茨木黴(7!r/c力c^eryz/a.力am.a/7wz7)與糹錄色木黴(7!r/c力o^/eryT7Sf/r/oO以質量比(W/W)計按l:1:2:2組成。3、一種如權利要求1所述的功能性微生物肥料，其特徵在於，所述的叢枝菌根菌劑由摩西球嚢黴(《/om/s/z70^eae)、幼套球嚢黴(67咖"se/^/7/c^"/t7)和地表球嚢黴(W咖"s「e"/屍or範)以質量比(W/W)計按2:2:1組成。4、一種如權利要求1所述功能性微生物肥料的製備方法，其特徵在於，所述功能性微生物肥料的製備步驟如下(1)將60%-70%菇渣及15%-25°/畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3mm,獲得主料，調節含水量達到60-65%;(2)在上述混合好的物料中，按50g-100g/T添加由枯草芽孢桿菌(Ac/〃ms由i7y^)、地衣芽胞桿菌(j^"7/:/5"7/c力e"/7"or歷/s)、哈茨木黴(7Wc力ocfer鵬力arzi犯咖)和綠色木黴(7y/c力oder鵬r/YA/)組成的複合發酵劑，堆i文發酵腐熟15-30d,期間翻動5-10次；(3)將輔料6%-10°/。的腐植酸、6%-10°/的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，再按50g-100g/T添加叢枝菌根菌劑，過3咖篩，即成。全文摘要本發明公開了一種功能性微生物肥料及其生產方法。通過將60％-70％菇渣及15％-25％畜禽糞便用粉碎機粉碎至2-3mm，獲得主料，調節含水量達到60-65％；按50g-100g/T添加由枯草芽孢桿菌、地衣芽胞桿菌、哈茨木黴和綠色木黴組成的複合發酵劑，堆放發酵腐熟15-30d，期間翻動5-10次；將輔料6％-10％的腐植酸、6％-10％的稻殼灰與上述發酵製備好的主料混合均勻，再按50g-100g/T添加叢枝菌根菌劑，過3mm篩，獲得。本發明為我國農業廢棄物資源化利用提供經濟有效的技術途徑，對促進有機綠色農業的發展，控制並減少農村環境汙染，改善農村生態環境等方面具有重要應用前景。文檔編號C05F11/08GK101665374SQ20091011346公開日2010年3月10日申請日期2009年9月23日優先權日2009年9月23日發明者侯新強,崔衛東,張慧濤,房世傑,蓉楊,楊文琦,林瑞峰,煒王,詹發強,龍宣杞申請人:新疆農業科學院微生物應用研究所