一種多功能生物有機肥的生產方法

2023-10-22 13:59:22 2

專利名稱：一種多功能生物有機肥的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種生物有機肥的生產方法，具體地說，涉及一種利用味精生產中產生的水解渣生產多功能生物有機肥的生產方法。

背景技術：
土壤是由礦物質、有機質和土壤微生物組成。礦物質中礦質營養和有機質中有機營養的轉化，主要由土壤中的微生物來完成。微生物是土壤發生發育的活躍因素。微生物在土壤中的生命活動，以土壤有機質為基礎，轉化土壤養分、提高土壤肥力、提供植物生長發育的有效成分。反過來隨著土壤的不斷熟化和肥力的提高，又促進了微生物的繁衍和增長，從而形成了土壤的良性生態平衡。但由於多年來化肥的大量施用，土壤中富集的無機元素增加，造成土壤有機質和有益微生物急聚減少，帶來土壤板結、保水保肥能力降低，物質和能量的轉化受阻，肥料利用率不斷降低，大量化肥在土壤中累積和流失，造成環境的嚴重汙染，水質下降，農產品嚴重汙染，整個農田生態環境和人們的生存環境受到影響， 生物有機肥指特定功能微生物與主要以動植物殘體為來源並經無害化處理、腐熟的有機物料複合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。它應用於農業生產，通過其所含微生物的生命活動和豐富的有機質，能提高肥料的利用率，增加植物養分的供應量，促進植物生長，增強作物的抗病能力，改良土壤結構，提高產量，改善農產品品質。生物有機肥作為既能提高土壤有機質、又能增加土壤微生物數量的肥料產品，得到農業各級主管部門的大力推廣。但由於生物有機肥要求在保證有機質含量的同時，須含有大量的土壤有益微生物，這樣的標準增加了生物有機肥產品的技術含量和生產難度。在我國，市場上真正高質量的產品不多，而以有機肥假冒生物有機肥的情況比較嚴重。近年來，隨著人們環境保護意識的增強，發展有機農業、建立綠色食品安全工程體系已經成為我們農業發展的趨勢。對我國經濟作物而言，種植面積逐年增加，隨著人們對農產品安全問題的重視，蔬菜、果樹等作物對生物有機肥的需求量也不斷增加。以果樹為例，按每棵果樹用量2-4公斤計算，全國在果樹上的使用量就非常巨大。
目前市場上的生物有機肥主要以畜禽糞便和植物秸稈為原料，通過發酵腐熟而成，用這些原料生產的生物有機肥發酵腐熟慢、空氣汙染重、佔用場地大，費工費時，很難進行大規模的批量生產，施用於土壤後，如果腐熟不完全就會造成燒苗，而且由於畜禽糞便中含有大量的大腸桿菌和蛔蟲卵等有害病菌，長期施用畜禽糞便生產的有機肥會帶來土壤病害的增加。
味精生產過程中的發酵產物水解渣(水解濾餅)由於其酸性強而無法有效利用，造成大量積壓，如隨水流失或棄於土壤會造成水質土壤酸化而造成汙染，國家嚴禁排放，一個年產8萬噸的味精車間一個月的水解渣的產量可達到1000噸，河南省蓮花味精股份有限公司年產味精30萬噸，年產水解渣近4萬噸，全國有100多家味精生產企業，所以水解渣的產出量很大，堆放和處理是長期困擾生產企業的難題。但經過檢測，水解渣除了酸性強外，還含有大量的有機質、胺基酸、腐植酸和中微量元素，是生產有機肥料非常好的原料。
基於此，本發明的目的在於彌補現有技術中的不足，提供一種廉價的、質量符合《生物有機肥》農業標準(NY 884-2004)的生物有機肥的生產方法，同時使味精廠的水解渣實現資源化處置和有效利用。


發明內容
本發明目的通過以下技術方案實現 本發明提供一種多功能生物有機肥的生產方法，包括複合微生物菌劑的製備及菌劑與原料的混合，該方法按以下步驟進行 1、水解渣的處理將大塊水解渣敲碎成粉末或小顆粒，與粉狀石灰按照水解渣∶石灰＝4-5∶1的比例混合，粉碎，將粉細的料堆放8-12小時，然後翻倒讓反應溫度降低到常溫，使其pH達到5.5-8.0。
2、複合微生物菌劑製備將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)利用發酵設備單獨發酵生產，發酵後的菌液用稻殼粉吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶0.8-1.2∶1.5-2.5的比例混合粉碎； 3、在pH為5.5-8.0的粉狀水解渣中，以佔水解渣、微量元素原材料和複合微生物菌劑總重量的4％-7％比例加入複合微生物菌劑，並以佔水解渣、微量元素原材料和複合微生物菌劑總重量的5％-8％比例加入微量元素原材料，混勻後即得生物有機肥料。
經過處理後的水解渣的基本性狀如下 表1處理後水解渣(粉狀)的基本性狀 所述的水解渣來源於味精的生產過程。發酵液經過板框過濾後得到水解渣。
步驟1和2中粉碎要求為細度達到60-80目。採用的粉碎設備為鏈條粉碎機。
所述發酵後的菌液用稻殼粉吸附的比例是菌液∶稻殼粉＝1∶3-4。
菌液與稻殼的吸附比例為體積(L)/質量(kg)。
稻殼粉的細度為80-120目。
步驟2中混合後三菌種的活菌總數達到6×108個/克以上，水分保持在25％-30％。
步驟3中生物有機肥料的有效活菌數≥2×107個/克，有機質≥25％。
所述微量元素原材料為硫酸鋅，硼砂，硫酸鎂，硫酸亞鐵中的一種或幾種。
根據《生物有機肥》行業標準(NY 884-2004)的要求和檢測方法對產品進行檢驗，標準要求合格產品中有效活菌數≥2×107個/克，有機質≥25％，水分≤30％，pH值為5.5-8.5，經過大量的不同試驗證明，利用水解渣生產生物有機肥可以達到以下的技術指標，重金屬含量沒有超過農業部生物有機肥行業標準無害化指標。
表2用水解渣生產生物有機肥的含量範圍 上述的個/克是指每克固體中含有微生物的個數；％是指每百份質量的固體中加入或含有目標物的質量份數。
本發明的技術原理是生產味精時產生的水解渣含有大量的有機質、胺基酸、腐植酸、蛋白質以及中微量元素，這些物質中大部分營養物質是微生物生長所需養分，可促進肥料中有益微生物在土壤中的快速繁殖，而且水解渣中的小分子有機質可溶解於水，在為作物提供營養、促進作物生長的同時，並能快速與土壤顆粒結合形成土壤團粒，改良土壤結構，使土壤變得鬆軟、透氣、保水、保肥，有效提高作物產量。所以用水解渣作為生產生物有機肥的主要原料，可以增加肥效，也大大提高了生物有機肥的產品質量。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果 1、打破了用畜禽糞便生產生物有機肥的傳統模式，為生物有機肥的生產提供了一種新的原材料，在降低生物有機肥的生產成本的同時，產品質量得到了提高。
2、多功能性。由於水解渣的可溶性，使生物有機肥的功能比現有產品得到了提高，不僅可用於底肥、而且可當作衝施肥和葉面肥用於衝施和葉面噴施，使用範圍得到擴大，不受施肥季節的限制，隨時可補充作物所需要的有機養分。
3、養分全面。現有技術生產的生物有機肥只能提供有效活菌和有機質，而用水解渣生產的生物有機肥不僅含有效活菌和有機質，而且還含有胺基酸、腐植酸、蛋白質以及中微量元素，為作物提供更全面的營養物質。
4、廢物利用。不僅為味精生產過程中產生的水解渣提供了一條嶄新的資源化處置途徑，而且可獲得附加值較高的生物有機肥產品，從而降低了水解渣的處理處置成本。
5、肥效快而持久。用水解渣生產的生物有機肥由於其中的小分子有機質可溶解於水，能及時為作物和微生物提供營養、促進作物生長，同時表現出肥效快而持久；用畜禽糞便生產的生物有機肥其中的有機質含有大量的粗纖維和大分子物質，在土壤中進行轉化後才能被土壤和作物利用，所以肥效慢。
6安全、環保。用畜禽糞便生產的生物有機肥如果發酵不完全就會造成燒苗，由於雜菌和病菌含量高，長期施用會造成土壤病害；用水解渣生產的生物有機肥無臭、無味，雜菌含量低，長期使用安全、環保。
7、可規模化生產用畜禽糞便生產生物有機肥需要長時間堆放發酵和人工倒翻，一批產品加入生物發酵劑後完全發酵腐熟需要7-10天，而且要佔用大面積的場地，很難進行規模生產；用水解渣生產生物有機生產工藝簡單，且原料充足，可進行大批量生產，大大降低生產成本。



圖1是水解渣的產出工藝流程圖 圖2是本發明的製備流程圖
具體實施例方式 一、用水解渣生產生物有機肥 實施例1-1 1、取樣水解渣取自河南省蓮花味精股份有限公司。
2、pH調理將大塊水解渣敲碎成粉末或小顆粒，與粉狀石灰按水解渣∶石灰＝4∶1混合，用鏈條粉碎機粉碎至60目後堆放8小時，讓其充分反應。
3、倒翻用鏟車或人工翻堆，讓反應後的物料溫度冷卻達到常溫。
4、粉碎對冷卻到常溫的水解渣進行測定，基本性質見表3，重金屬含量遠遠低於生物有機肥的行業標準(見表1)，沒有進行測定。
表3處理後水解渣的基本性狀 5、複合微生物菌劑的製備將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液用80目稻殼粉按菌液∶稻殼粉＝1∶3(體積L/質量kg)的比例吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶1∶2的比例混合粉碎至60目，使混合後三菌種的活菌總數達到7.6×108個/克以上，水分保持在25％。
6、配料在容量為250公斤的攪拌機中加入pH＝6.3的粉狀水解渣220kg，複合微生物菌劑13kg，硫酸鎂8kg，硫酸鋅6kg，硼砂3kg。
7、混合攪拌機攪拌3-5分鐘，使料充分混合均勻。
8、包裝、計量、入庫。
實施例1-2 除了下述工藝外，其他如同實施例1-1。
水解渣與粉狀石灰的混合比例是水解渣∶石灰＝5∶1，混合後粉碎至70目後堆放10小時，冷卻至常溫後測定水解渣的pH為5.5。
將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液用100目稻殼粉按菌液∶稻殼粉＝1∶.3的比例吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶0.8∶2.5的比例混合粉碎至70目，使混合後三菌種的活菌總數達到7.2×108個/克以上，水分保持在28％。
配料粉狀水解渣220kg，複合微生物菌劑10kg，硫酸鎂8kg，硫酸鋅6kg，硫酸亞鐵6kg。
實施例1-3 除了下述工藝外，其他如同實施例1-1。
水解渣與粉狀石灰的混合比例是水解渣∶石灰＝4.5∶1，混合後粉碎至80目後堆放11小時，冷卻至常溫後測定水解渣的pH為7.1。
將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液用120目稻殼粉按菌液∶稻殼粉＝1∶3的比例吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶1.2∶1.5的比例混合粉碎至80目，使混合後三菌種的活菌總數達到7.5×108個/克以上，水分保持在29％。
配料粉狀水解渣217.5kg，複合微生物菌劑15kg，硫酸鎂6kg，硫酸鋅5.5kg，硼砂3kg，硫酸亞鐵3kg。
實施例1-4 除了下述工藝外，其他如同實施例1-1。
水解渣與石灰混合粉碎至60目後堆放12小時，冷卻至常溫後測定水解渣的pH為7.9。
將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液用100目稻殼粉按菌液∶稻殼粉＝1∶4的比例吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶1.2∶2.5的比例混合粉碎至80目，使混合後三菌種的活菌總數達到6.3×108個/克以上，水分保持在30％。
配料粉狀水解渣220kg，複合微生物菌劑17.5kg，硫酸鎂5kg，硼砂2kg，硫酸亞鐵5.5kg。
二、用畜禽糞便生產生物有機肥料 比較例 1、取樣鮮雞糞取自上海市南匯。
2、物料配比按鮮雞糞重量加入2％-5％的粉碎稻殼粉或秸稈粉(顆粒必須過0.5毫米篩)，使物料配好後水分含量達到60％左右。
3、堆制方法物料混合均勻後堆成梯形狀長堆，堆高70釐米左右，堆頂寬1米左右，堆底寬2米左右，堆長10米左右。
4、翻倒方法和時間每天中午1時左右測定物料中部的溫度，達到55度左右開始人工翻堆，進行通氣發酵，並將堆表層物料翻入堆的內部，總共翻動7-10次左右即可。
5、注意事項每天晚上用塑料布將物料蓋隹，以提高物料的溫度，早上揭開。同時如遇下雨應及時將物料蓋嚴，以防雨水滲入。
表4發酵後雞糞的基本性狀 6、複合微生物菌劑的製備將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液用80目稻殼粉按菌液∶稻殼粉＝1∶3(體積L/質量kg)的比例吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶1∶2的比例混合粉碎至60目，使混合後三菌種的活菌總數達到6×108個/克以上，水分保持在25％-30％。
7、配料在容量為250公斤的攪拌機中加入發酵好的雞糞220kg，複合微生物菌劑13kg，硫酸鎂8kg，硫酸鋅6kg，硼砂3kg。
8、混合攪拌機攪拌3-5分鐘，使料充分混合均勻。
9、包裝、計量、入庫。
三、產品質量檢驗 產品檢驗按照農業部行業標準(NY 884-2004)的方法進行，將實施例1-1中用水解渣作為原材料生產的生物有機肥產品與用雞糞作為原材料生產的產品同時保存15天後進行檢測，結果見表5 表5不同原料生產的生物有機肥質量檢測結果 從檢測結果可以看出用水解渣和雞糞生產的生物有機肥都達到了農業部行業標準(NY 884-2004)有效活菌數≥2×107個/克，有機質≥25％的質量標準，但使用水解渣生產的生物有機肥有效活菌數明顯高於雞糞生產的生物有機肥的23.5％，有機質也高出11.2％，產品質量顯著提高。
試驗例 西紅柿田間試驗效果 試驗處理 A畝施用水解渣生產的生物有機肥100kg B畝施用雞糞生產的生物有機肥100kg 小區面積20m2，設3次重複，隨機區組排列。所有試驗處理均施作基肥，後期追肥及管理與習慣施肥相同。數據統計方法產量數據用新復極差法檢驗顯著性。
表6不同處理對西紅柿農藝形狀的影響 表6看出處理A比處理B西紅柿的株高增加2.4cm，莖粗增加0.21cm，株果樹增加1.1個，單果重增加14克，說明用水解渣生產的生物有機肥比用雞糞生產的生物有機肥能更有效促進西紅柿的生長。
表7不同處理對西紅柿產量的影響 以上數據可以看出用水解渣生產的生物有機肥種植的西紅柿產量比用雞糞生產的生物有機肥增產13.1％，增產效果達到極顯著水平。
從以上試驗結果可以看出用水解渣生產的生物有機肥能明顯提高產品的肥效，在促進作物生長，增產增收的同時，可起到廢物利用、減少資源浪費、保護環境、減少化肥用量、降低農民負擔、提高農產品品質的作用。
權利要求
1.一種多功能生物有機肥的生產方法，包括複合微生物菌劑的製備及菌劑與原料的混合，其特徵在於該方法按以下步驟進行
(1)水解渣的處理將大塊水解渣敲碎成粉末或小顆粒，與粉狀石灰按照水解渣∶石灰＝4-5∶1的比例混合，粉碎，將粉細的料堆放8-12小時，然後翻倒讓反應溫度降低到常溫，使其pH達到5.5-8.0；
(2)複合微生物菌劑製備將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)利用發酵設備單獨發酵生產，發酵後的菌液分別用稻殼粉吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶0.8-1.2∶1.5-2.5的比例混合、粉碎；
(3)在pH為5.5-8.0的粉狀水解渣中，以佔水解渣、微量元素原材料和複合微生物菌劑總重量的4％-7％比例加入複合微生物菌劑，並以佔水解渣、微量元素原材料和複合微生物菌劑總重量的5％-8％比例加入微量元素原材料，混勻後即得生物有機肥料。
2.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，所述的水解渣來源於味精的生產過程。
3.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，步驟(1)和(2)中所述粉碎要求為細度達到60-80目。
4.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，步驟(2)所述發酵後的菌液用稻殼粉吸附的比例是菌液∶稻殼粉＝1∶3-4。
5.根據權利要求4所述的生產方法，其特徵在於，菌液與稻殼的吸附比例為體積L/質量kg。
6.根據權利要求1、4或5所述的生產方法，其特徵在於，稻殼粉的細度為80-120目。
7.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，步驟(2)中混合後三菌種的活菌總數達到6×108個/克以上，水分保持在25-30％。
8.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，步驟(3)中生物有機肥料的有效活菌數≥2×107個/克，有機質≥25％。
9.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於，步驟(3)所述微量元素原材料為硫酸鋅，硼砂，硫酸鎂，硫酸亞鐵中的一種或幾種。
全文摘要
本發明提供了一種多功能生物有機肥的生產方法。本發明的技術方案是將枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)和膠腖樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨發酵生產，發酵後的菌液分別用稻殼粉吸附，將三種吸附後的單一菌劑按照1∶0.8-1.2∶1.5-2.5的比例混合、粉碎，得到複合微生物菌劑。將味精生產過程中得到的水解渣處理後，加入微量元素原材料，再加入佔總重量4％-7％的複合微生物菌劑，即得到所需的生物有機肥料。該方法生產工藝簡單，有利於規模化生產。
文檔編號C05G1/00GK101195549SQ20071009433
公開日2008年6月11日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者閆龍翔, 賈小紅, 李芳柏, 黃元仿 申請人:上海綠樂生物科技有限公司