一種國蘭專用肥料的製備方法與流程
2023-07-18 05:38:31
本發明屬於生物肥料生產技術領域。
背景技術：
蛹蟲草（cordycepsmilitaris），又名北冬蟲夏草、是蟲草屬的模式種。《全國中草藥彙編》記載：「蛹蟲草的子實體及蟲體也可作為冬蟲夏草入藥」。衛生部發布09年3號公告批准蛹蟲草（蛹蟲草）為新資源食品。蛹蟲草有抗腫瘤、抗菌、抗炎、在抗氧化、抗疲勞、抗衰老等作用，能增強人體免疫功能、造血能力和抗輻射能力，醫藥保健功能越來越受到人們的重視，與之相關的產業也顯現了巨大的發展潛力。
蛹蟲草培養基一般以大米、小麥為基本培養基，輔以黃豆、蠶蛹粉、蛋白腖等營養物質，子實體採收後的培養基富含菌絲體和子實體殘留以及其他代謝物質，培養基丟棄不僅浪費而且容易汙染環境，蛹蟲草培養基的綜合利用能變廢為寶，為企業增加效益。
為了充分利用資源，以往研究有利用蛹蟲草培養基開發飼料、發酵醬油等。
中國傳統上的蘭花，主要是指蘭屬（cymbidium）植物，也稱為中國蘭或國蘭，其主要包括春蘭（cymbidiumgoeringii）、(rchb.f.)rchb.f.）、蕙蘭(c.faberirolfe)、建蘭(c.ensifolium(l.)sw.)、寒蘭(c.kanranmakino)、墨蘭(c.sinense(jacksonexandr.)willd.)等約48種。國蘭優良品種經濟價值高，蘭科植物種子的特殊性，在自然條件下必須與一定的真菌共生形成菌根，才能完成種子的萌發乃至生長為健康的成年植株，菌根對國蘭吸收營養物質，促進生長和開花十分重要，目前我國國蘭優良品種的產業化開發已進入快速發展階段，開發適宜國蘭生長繁育的肥料有很大的市場潛力。
技術實現要素：
本發明目的就是提供利用蛹蟲草培養基下腳料變廢為寶的生產國蘭專用肥料的方法。
本發明包括以下步驟：
1）將子實體採收後的蛹蟲草培養基烘乾後粉碎，得培養基粉料；糧食儲存國家標準含水量要求小於15%，以小麥為主要原料的基質粉碎至2mm左右，過24目篩網。經試驗發現基質顆粒過大不易發酵透徹，營養物質浸出性差，培養基粉料的粒徑為1mm～2mm，吸水後基質顆粒膨大4mm內，發酵時基間有孔隙，能比粉末狀基質發酵更徹底，發酵結束作為固體肥烘乾後，體積縮小至1mm左右，作為基肥吸水後膨大至2mm左右，與栽培蘭花的基質主料小號松鱗大小相似，基質團粒結構好，澆水前後顆粒大小變化，能增加基質的保水性和透氣性，發酵後肥分緩慢釋放，因此適宜作為國蘭基肥和基質原料。
2）將培養基粉料和超細粉碎純蒸骨牛骨粉混勻後浸漬於水中，經發酵，得發酵料；所述培養基粉料和超細粉碎純蒸骨牛骨粉的混合質量比為19∶1。由於培養基原料發酵有機肥鈣元素含量較低，國蘭人工栽培一般需要常年遮陽，鈣元素缺乏會加劇國蘭徒長現象。肉骨粉富含磷、鈣、蛋白質、粗脂肪、粗纖維、胺基酸等，超細粉碎的純蒸骨牛骨粉，表面積和孔隙度變大，溶解性、吸附性和流動性增強，能有效提高有機肥中鈣和磷元素的濃度，同時使肥料養分更均衡。
3）將38kg水升溫至100℃後降溫至40℃，溶入2kg白糖和10克em發酵菌種，密封發酵7-8天，得em菌種原液；em發酵菌種中每克活菌總數≥2000億，是優質em菌的標準。em菌採用日本菌種技術利用獨特發酵工藝把經過仔細篩選出來的好氣性和嫌氣性有益微生物混合培養，em菌為一種混合菌一般包括光合菌、酵母菌、乳酸菌等等有益菌類。接種em菌能有效的抑制蛹蟲草培養基中蟲草菌絲體和有害菌的的生長，比自然發酵速度更快，提高發酵效率，縮短發酵時間。
4）將先發酵料和em菌種原液混合，日平均溫度≥20℃,每3天攪拌1次，30天後加入25l自來水；再發酵6個月，得褐色發酵液；利用em菌有氧發酵，日平均溫度≥20℃時，em菌能被充分激活；每3天攪拌1次，能讓發酵料有氧發酵更充分，發酵料經過升溫到降溫到趨於常溫的過程說明有氧發酵基本完成，加入25l自來水發酵料進入無氧發酵，經過6個月的無氧發酵，發酵液呈均勻的褐色，無漂浮的雜質、無臭味，有微微的氨氣味，說明肥性趨於溫和穩定。
5）將所述褐色發酵液置於60co-γ輻照殺菌，得殺除蛔蟲卵的發酵液；60co-γ輻照最低吸收劑量為1000gy，輻射滅菌主要殺滅和減少對國蘭有害的殺滅肥料中糞大腸菌群和蛔蟲卵，為後期蘭根菌的生長優勢創造環境。
6）將國蘭菌根真菌幹菌絲誘導子粉末溶解於水中，誘導子和水的質量比為1∶40000，混勻後倒入殺除蛔蟲卵的發酵液；蛹蟲草培養基料發酵的養分十分適宜真菌的生長，該步驟主要利用有機肥的濃度控制國蘭根菌的生長狀態，高濃度的有機肥使蘭根菌處於休眠狀態，使用時經過稀釋根菌能正常生長。
其中，國蘭菌根真菌幹菌絲誘導子粉末的製備方法是：將健康國蘭根段表皮滅菌後，用不加瓊脂pda培養基培養蘭根橫切麵皮層細胞內真菌，篩選出加入培養基後促進組培材料生長的真菌樣品，繼續培養後過濾得到的菌絲體，自然風乾，用研缽進行粉碎，製成國蘭菌根真菌幹菌絲誘導子粉末。
7）經過濾，分別得到國蘭專用液態肥料和固態肥料；將固態肥料置於60℃條件下烘乾至水分含量≤30%。採用以上液態肥與水混合，液態肥中水不溶物≤5%，達到作為國蘭葉面肥噴施的標準。
本發明所具有的優點和效果：
1、本發明利用蛹蟲草培養基下腳料，結合國蘭生理生長的特點，通過一種生物發酵工藝，變廢為寶，開發了物美價廉的國蘭專用生物有機肥，拓寬了蛹蟲草培養基下腳料再利用途徑，實現了資源的循環利用，可為企業增加額外效益。
2、本發明選用發酵原料既有植物原料如大麥、黃豆，又有動物性原料如蠶蛹粉、蛋白腖、牛骨粉等，成分多，營養豐富而均衡；發酵後有機肥中ph=5.6～6.5呈弱酸性，適宜國蘭生長弱酸性的要求，肥效良好。液態肥中有效活菌數為0.32億/g、全k含量0.8734%、全p含量0.4633%、全n含量0.7356%，糞大腸菌群數0個/g、蛔蟲卵死亡率100%；固態肥中有效活菌數為0.47億/g、全k含量3.282%、全p含量1.163%、全n含量2.492%、糞大腸菌群數2個/g、蛔蟲卵死亡率100%。（全鉀含量採用火焰光度法測試得到，全磷含量採用鉬銻抗吸光光度法測試得到，全氮含量採用凱氏定氮法測試得到。）
3、本發明通過利用em菌發酵高效的釋放了原料的肥分，再利用60co-γ輻照殺菌、殺蟲，降低了有機肥潛在的病蟲害，有效的控制和保留了有益菌，同時為蘭根真菌的生長優勢創造了條件，菌根真菌成為有益的優勢菌群，釋放拮抗物質，可以有效地阻止其它病原菌侵入蘭根，大大減輕了蘭根遭受病害的危險，從而間接提高幼苗的成活率。
4、本發明固液分離後，獲得國蘭專用的液態肥和固態肥，液態肥稀釋後可作為國蘭葉面肥和灌根肥，固態肥可作為基肥與國蘭主要栽培基質小號松鱗以1∶5比例混合，固態肥顆粒大小與松鱗匹配，貼根性好；蛹蟲草培養基發酵的固態肥，主要為小麥顆粒，吸水性透氣性好，有利於國蘭根莖生長；固態肥經過有益菌發酵，是很好的緩釋基肥，固態肥中培育了大量的國蘭根菌，能有效的促進國蘭生長，提能使基質有機菌含量平衡，改善基質的肥分。
具體實施方式
一、蛹蟲草培養方法：
培養基配方：小麥、蠶蛹粉、20目碎黃豆和營養液（葡萄糖15g，蛋白腖10g，磷酸二氫鉀1g，硫酸鎂1g，vb11mg，加水定容至1000ml，ph值自然），按質量比（20:2：5：50）加入玻璃瓶中，封口，高溫高壓121℃滅菌60min，放涼後培養基無菌環境下接蛹蟲草菌種，培養子實體。
以上培養基的配方充分考慮了培養蛹蟲草各營養成分的均衡，子實體採收後剩餘營養物質及殘留蛹蟲草子實體和菌絲體十分豐富。
二、肥料的製備：
1、待正常生產的蛹蟲草子實體採收後，將培養基烘乾至含水量小於15%、粉碎，過24目篩網，取得粒徑1～2mm的培養基粉料，備用。
2、將培養基粉碎料和不超過100目的超細粉碎純蒸骨牛骨粉按質量比19:1混勻後，稱量5kg倒入50l容量塑料桶，再加入5kg自來水，浸泡發酵24小時，粉料吸水膨脹，直至手握有潮溼感而無多餘流水，得發酵料。
3、由正規途徑購買優質發酵專用em菌種，em菌種每克活菌總數≥2000億。配置em菌種原液：
取2kg白糖溶解於38kg燒開放涼至40℃左右的白開水中，再加入10gem菌種，混合均勻後，密封發酵7～8天，打開後有微微的甜味，即得em菌種原液。
4、在每桶發酵料中加入100gem菌種原液，混勻加蓋留氣孔，日平均溫度需保證在20℃以上，每3天攪拌1次。通過培養基料溫度的監測，培養料完成升溫到降溫至穩定的過程，2～3星期完成有氧發酵過程，1月後加入25升自來水。放置6個月，發酵料充分腐熟，至桶內液體呈均勻的褐色，有微微的氨味，無臭味，即完成無氧發酵，得發酵液。
5、將所述褐色發酵液置於60co-γ輻照殺菌，得殺除蛔蟲卵的發酵液。60co-γ輻照最低吸收劑量為1000gy，殺滅肥料中糞大腸菌群和蛔蟲卵。
6、選擇一年生生長健壯、顏色白亮、無任何病斑的國蘭新鮮根段，在自來水流水狀態下衝洗2小時，在超淨工作檯上用無菌水衝洗2次，無菌吸水紙吸乾水分後，用75％酒精表面消毒30s，然後浸於0.1％的升汞溶液中，消毒8min，無菌水衝洗4～5次。
然後橫切面切成1mm的薄片，接種於不含瓊脂的pda液體培養基中，25℃下，搖床(120r/min)黑暗培養1周後選擇培養液清亮、菌絲均勻的樣品，加入國蘭組培材料培養基，1月後觀察選擇與組培材料共生良好、促進組培材料生長的真菌樣品。培養低溫保存的有益根菌樣品，將過濾得到的菌絲體自然風乾，並用研缽進行粉碎，製成國蘭菌根真菌幹菌絲誘導子粉末，於4℃冰箱中保存。
蘭科植物種子在自然條件下必須與一定的真菌共生形成菌根，才能完成種子的萌發乃至生長為健康的成年植株。皮層細胞中分布著大量的菌絲團和已消解的菌絲，它們的不斷形成與消解為蘭花提供了生長所需的營養。蘭花植株，特別是無菌培養的蘭花組培苗缺少與相應的菌根真菌共生，不僅移栽成活率低，生長發育緩慢，而且開花晚，甚至不開花。國蘭根菌一般不均勻的分布在根部皮層細胞中，且較外側的幾層細胞中分布較多。因此分離出國蘭根菌十分重要，蘭根外表皮的滅菌不徹底容易分離雜菌，滅菌時間過程容易殺滅表皮中的根菌，本發明通過試驗掌握了根部表皮殺菌方法，通過橫切面薄切的方法，使獲得根菌的機率大大增加，利用液體培養的方法能快速培養根菌，及時篩除對蘭花危害極大的細菌病害，方法簡單，時間短，可以大規模的篩選。通過菌根真菌幹菌絲誘導子通過與組培材料共培養，篩選出促進組培材料生長的蘭菌根真菌幹菌絲誘導子，保障了根菌的質量。
7、取0.5g國蘭菌根真菌幹菌絲誘導子粉末溶解於20kg水中，然後倒入裝有殺除蛔蟲卵的發酵液的肥料桶內，攪勻發酵，取得肥料。
8、以30目不鏽鋼網對肥料進行初濾，然後再用8層紗布再復濾，分別得到國蘭專用液態肥料和固態肥料。
將固態肥料置於60℃條件下烘乾至水分含量≤30%，即得國蘭專用固態肥料，密封避光保存。
三、國蘭專用液態肥料和固態肥料的應用：
1、液態肥料的應用：
將液體肥料與水按質量比1:20混合，得到稀釋的液體肥料，正常灌根，春秋季每2星期施肥1次，夏冬季每月使用1次。使用1年後統計與對照使用化肥國蘭萌芽率提高了189.4%、成苗率提高了29.2%、葉長提高15.4%、葉寬增加了27.8%，國蘭植株生長健壯，病蟲害少，葉色鮮豔，花香濃鬱。
2、固體肥料的應用：
以1：5的質量比將固體肥料與市售小號松鱗混勻，栽培國蘭，不施任何其他肥料。使用1年後統計與對照使用化肥國蘭萌芽率提高了264.2%、成苗率提高了38.6%、葉長提高17.5%、葉寬增加了31.2%，國蘭植株生長健壯，病蟲害少，葉色鮮豔，花香濃鬱。