一種利用有機廢棄物生產的腈酯磷鉀胺活性肥料的製作方法

2023-06-02 17:14:01 1

專利名稱：一種利用有機廢棄物生產的腈酯磷鉀胺活性肥料的製作方法
技術領域：
本發明屬於肥料技術領域，具體涉及一種含多種營養元素和酶原體的腈酯磷鉀胺活性肥料及其生產工藝與方法。
背景技術：
眾所周知，我國廣大的農村，大量農業用肥都是工業化生產的無機化肥，雖然對農業增產效果顯著，但由於長期單施或偏施化肥，抑制了土壤中微生物群體及其生物酶群體的生繁與積極作用，導致土壤中有機質嚴重減少，土壤嚴重板結，綜合肥力下降，生態環境破壞，農作物營養失調，自身抗體減弱，產品品質低劣，食物積聚毒素，危及人畜健康。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，我國有機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%的農作物秸杆被焚燒，約10%的秸杆長期堆放於溝渠、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。微生物技術在有機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有機廢棄物的發酵進程，實現有機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。微生物處理技術是有機廢棄物肥料化利用的重要手段。利用有機廢棄物生產功能性活性肥料，實現自 然資源的可循環利用是無土栽培有機基質選材的方向。採用各種雜草、秸杆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活性肥料原料，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。而叢枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,簡稱AM)是叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,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、裸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。

發明內容
本發明的目的是根據上述不足之處而研製一種腈酯磷鉀胺活性肥料，它具有生物活性、生態性、全價營養性、保健性、環保性等特徵。能減少農藥、化肥施用量，提高肥料利用率，降低生產成本，改善生態環境，生產安全優質產品，保障人類健康，從而實現了投資少、產出大、品質優、無汙染的農業生產目標。本發明的技術方案是這樣實現的:一種利用有機廢棄物生產的含有腈酯磷鉀胺等多種植物養分的活性肥料，將發酵菌劑添加到有機廢棄物中，依據發酵菌劑繁殖酶的需要選擇適當的無機和有機誘導物按配比進行計量、調製、粉碎、勻質程序配製後誘導發酵菌劑發酵腐熟農業廢棄物，發酵腐熟後，經物料配伍和調製而成，其特徵在於，所述的有機廢棄物包括動物和/或植物的殘皮、殘毛、殘骨、殘脂、殘核、貝殼、蛋殼、莖葉、秸杆、糠麩、稻殼、枯餅、豆柏、木粉、果皮、雜草枯技落葉，誘導物包括碳醯胺、磷酸酐、硫酸鉀、硫酸鎂、三聚磷酸鈉、二乙醇胺、對苯二酚、磷酸銨，發酵菌劑包括存活的產黃纖維單胞菌(Cellulomonas f Iavigena)、乾酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、約氏黃桿菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)、黑麴黴(Aspergillus niger)、米麴黴(Aspergillus oryzae)、特異腐質黴(Humicola insolens)、洋蔥伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及塊狀寡抱根黴(Rhizopus oligosporus var.tuberosus);將有機廢棄物分別粉碎、滅菌控制其含水量為60-65%，按1500g-2000g/T添加誘導物，然後按照80g-120g/T添加活化培養後的發酵菌劑，控制pH5.6-6.2之間，發酵腐熟15d，期間翻動2-3次，發酵後按照質量百分比添加5% -10%的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T叢枝菌根菌劑,其中叢枝菌根菌劑由摩西球囊黴(Glomus mosseae)、幼套球囊黴(Glomusetunicatum)和地表球囊黴(Glomus versiforme)三種叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以質量比(W/W)計按 3:3:2 組配。(2)單體菌種活化培養:
a斜面培養基製備:稱取麩皮30%，草粉20%，玉米面20%，皮膏15%，骨粉10%，月旨肪酸5%，加水適量，煮沸30min，用高速剪切磨漿機磨漿，定容至100ml，分裝試管，滅菌，冷卻，傾斜放置於培養箱中；
b孢子懸液製備:從活化的斜面刮幾環孢子接入裝有玻璃珠和無菌水的杯中，振蕩，分散孢子；
c菌種培養:在無菌室將5%的孢子懸液接種於已備斜面培養基上，在30°C恆溫室中培養6 7天即成；
d單體菌種固態擴大培養 :稱取混合植物草粉30%、麩皮15%、枯餅5%、脂肪酸5%，骨粉5 %、硫酸鉀12 %、磷酸銨4 %、磷酸酐5 %、硫酸鎂2 %、三聚磷酸鈉2 %、二乙醇胺3 %、碳醯胺12%等，用適量淨水調和均勻，滅菌。然後將斜面菌種按擴大培養基料總量4%的比例接種調溼至45%左右後，置於30 35°C溫室內培養4 5天即成；
(3)類聚擴大培養:將單體菌種固態擴大培養劑按固氮類、解磷類、解矽鉀類、解纖維素及木質素類等分別等量聚合按擴大培養基料總量10%的比例接種調溼至45%左右後，置於35 38°C的溫庫中進行第一次擴大培養3 4天即成；
(4)融合擴大培養:將所有類聚擴大培養的菌種分別按等量稱取混合，再按擴大培養基料15% 20%的比例接種調溼至30 35%後，置於35 40°C溫室中進行第二次擴大培養I 2天即成；
(5)產酶發酵:根據肥料各養分含量要求選擇加工好的基質(底物)料按坯料總量50 70%，加入誘導劑25 40%混合均勻，再按坯料總量5 10%的比例接種融合子菌齊U，用水調至成45 50%左右溼度的坯料，置於穩壓密封的發酵罐內，在35 40°C條件下緩慢抄動，發酵I 2天即成。通過實·施本發明具體的技術指標，可以達到以下有益效果:
本發明通過添加微生物菌劑的方法,將有機廢棄物發酵腐熟後,經科學復配並添加叢枝菌根菌劑製作成功能性腈酯磷鉀胺活性肥料，並富含有多種有機營養物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。
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。實施例一:
以質量份計，將粉碎的有機廢棄物稻殼、枯餅、豆柏的混合物8(Γ100份、誘導物5 10份調整混合料的水分為55 65% (wt), C / N質量比為23 28，pH值為7 7.5 ;將上述混合料堆成梯形堆，自頂部往下打孔，每平方米孔數10 15個，物料表面用麻袋或草簾覆蓋，開始進行有氧發酵，待堆溫升至50°C開始計時，發酵5 7天；當料堆溫度開始下降時進行翻堆，再發酵5 7天，以後每5 7天翻堆一次，共發酵15 20天，發酵過程完成；將上述發酵好的肥料坯水分含量烘或晾至25 35% (wt)；
發酵菌劑的製備的具體步驟如下:
a.一級培養:稱取麩皮30%，草粉20%，玉米面20%，皮膏15%，骨粉10%，脂肪酸5%，加水適量，煮沸30min，用高速剪切磨漿機磨漿，定容至100ml，分裝試管滅菌，冷卻傾斜放置於培養箱中，在無菌室將5%的產黃纖維單胞菌(Cellulomonas flavigena)、乾酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、約氏黃桿菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)、黑麴黴(Aspergillus niger)、米麴黴(Aspergillusoryzae)、特異腐質黴(Humicola insolens)、洋蔥伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及塊狀寡孢根黴(Rhizopus oligosporus var.tuberosus)孢子懸液接種於已備斜面培養基上，25-27 °C 培養 24-48h ；b.菌種培養:固態擴大培養:稱取混合植物草粉30%、麩皮15%、枯餅5%、脂肪酸5 %、骨粉5 %、硫酸鉀12 %、磷酸銨4%、磷酸酐5 %、硫酸鎂2 %、三聚磷酸鈉2 %、二乙醇胺3%、碳醯胺12%等，用適量淨水調和均勻，滅菌，然後將斜面菌種按擴大培養基料總量4%的比例接種調溼至45%後，置於30°C溫室內培養4 5天即成；
c.類聚擴大培養:將單體菌種固態擴大培養劑按固氮類、解磷類、解矽鉀類、解纖維素及木質素類等分別等量聚合，按擴大培養基料總量10%的比例接種調溼至45%左右後，置於35 38°C的溫室中進行第一次擴大培養3天即成；
d.融合擴大培養:將所有類聚擴大培養的菌種分別按等量稱取混合，再按擴大培養基料20%的比例接種調溼至45%後，置於35°C溫室中進行第二次擴大培養2天即成；
e.產酶發酵:根據肥料各養分含量要求，選擇加工好的基質(底物)料按坯料總量70%，加入誘導劑25%混合均勻，再按坯料總量10%的比例接種融合菌體劑，用水調至成30%左右溼度的坯料，置於穩壓密封的發酵罐內，在55°C條件下緩慢抄動，發酵2天即成。各菌種按照發 酵液的體積份數為:
存活的產黃纖維單胞菌(Cellulomonas flavigena) 10 幹釀乳桿菌(Lactobacillus casei)5
約氏黃桿菌(Flavobacterium johnsoniae)2
豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)10
黑麴黴(Aspergillus niger)5
米麴黴(Aspergillus oryzae)I
特異腐質黴(Humicola insolens)0.5
洋蔥伯克氏菌(Burkholderia cepacia)I
塊狀寡抱根黴(Rhizopus oligosporus var.tuberosus) 0.5將發酵菌劑發酵液I 5份加入到95 99份腐熟有機物中，調節水分含量60 70 %(wt), pH 6.5 7.5，充分混勻，堆成高0.4—0.6米的長條形料堆，覆蓋麻袋或草簾，控制料堆的溫度25 30°C，每天翻堆一次，共發酵培養5 8天，待其長滿孢子後停止，晾至水分含量20 22% (wt),然後按照質量百分比添加5% -10%的蘑燕洛、6% -10%稻杆灰和600-1000g/T叢枝菌根菌劑得到腈酯磷鉀胺活性肥料。其中叢枝菌根菌劑由摩西球囊黴(Glomus mosseae)、幼套球囊黴(Glomusetunicatum)和地表球囊黴(Glomus versiforme)三種叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以質量比(W/W)計按3: 3: 2組配。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種利用動、植物殘體等廢棄物生產的含有腈酯磷鉀胺等主要物質的活性肥料，將發酵菌劑添加到有機廢棄物中，依據發酵菌劑繁殖酶的需要選擇適當的無機和有機誘導物按配比進行計量、調製、粉碎、勻質程序配製後誘導發酵菌劑發酵腐熟有機廢棄物，發酵腐熟後，經物料配伍和調製而成，其特徵在於，所述的有機廢棄物包括動物和/或植物的殘皮、殘毛、殘骨、殘脂、殘核、貝殼、蛋殼、莖葉、秸杆、糠麩、稻殼、枯餅、豆柏、木粉、果皮、雜草，誘導物包括碳醯胺、磷酸酐、硫酸鉀、硫酸鎂、三聚磷酸鈉、二乙醇胺、對苯二酹、磷酸銨，發酵菌劑包括存活的產黃纖維單胞菌(Cellulomonas fIavigena)、乾酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、約氏黃桿菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)、黑麴黴(Aspergillus niger)、米麴黴(Aspergillusoryzae)、特異腐質黴(Humicola insolens)、洋蔥伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及塊狀寡孢根黴(Rhizopus oligosporus var.tuberosus);將有機廢棄物分別粉碎、滅菌控制其含水量為60-65%，按1500g-2000g/T添加誘導物，然後按照80g_120g/T添加活化培養後的發酵菌劑，控制PH5.6-6.2之間，發酵腐熟15d，期間翻動2-3次，發酵後按照質量百分比添加5% -10%的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T叢枝菌根菌劑，其中叢枝菌根菌劑由摩西球囊黴(Glomus mosseae)、幼套球囊黴(Glomusetunicatum)和地表球囊黴(Glomus versiforme)三種叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以質量比(W/W)計按3:3:2組配。
2.一種如權利要求1所述利用有機廢棄物生產腈酯磷鉀胺活性肥料的製備方法，其特徵在於，所述的發酵菌 劑的製備的具體步驟如下: a.一級培養:稱取麩皮30 %，草粉20 %，玉米面20 %，皮膏15 %，骨粉10 %，脂肪酸5 %，加水適量，煮沸30min，用高速剪切磨漿機磨漿，定容至100ml，分裝試管滅菌，冷卻傾斜放置於培養箱中，在無菌室將5%的孢子懸液接種於已備斜面培養基上,25-27°C培養24-48h ； b.菌種培養:固態擴大培養:稱取混合植物草粉30%、麩皮15%、枯餅5%、脂肪酸5 %、骨粉5 %、硫酸鉀12 %、磷酸銨4 %、磷酸酐5 %、硫酸鎂2 %、三聚磷酸鈉2 %、二乙醇胺3%、碳醯胺12%等，用適量淨水調和均勻，滅菌，然後將斜面菌種按擴大培養基料總量4%的比例接種調溼至45%左右後，置於30 35°C溫室內培養4 5天即成； c.類聚擴大培養:將單體菌種固態擴大培養劑按固氮類、解磷類、解矽鉀類、解纖維素及木質素類等分別等量聚合，按擴大培養基料總量10 %的比例接種調溼至45 %左右後，置於35 38°C的溫室中進行第一次擴大培養3 4天即成； d.融合擴大培養:將所有類聚擴大培養的菌種分別按等量稱取混合，再按擴大培養基料15% 20%的比例接種調溼至45 50%後，置於35 40°C溫室中進行第二次擴大培養I 2天即成； e.產酶發酵:根據肥料各養分含量要求，選擇加工好的基質(底物)料按坯料總量50 70%，加入誘導劑25 40%混合均勻，再按坯料總量5 10%的比例接種融合菌體齊U，用水調至成30%左右溼度的坯料，置於穩壓密封的發酵罐內，在40 55°C條件下緩慢抄動，發酵I 2天即成。
3.—種如權利要求1或2所述利用有機廢棄物生產腈酯磷鉀胺活性肥料的製備方法，其特徵在於:活化培養後的發酵菌劑各菌種按照發酵液的體積份數為:存活的產黃纖維單胞菌(Cellulomonas fIavigena)10-15 幹酷乳桿菌(Lactobacillus casei)5-8 約氏黃桿菌(Flavobacterium johnsoniae)2-6 豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)10-18 黑麴黴(Aspergillus niger)5-10 米麴黴(Aspergillus oryzae)1-5 特異腐質黴(Humicola insolens)0.5-1.2 洋蔥伯克氏菌(Burkholderia cepacia)1-5 塊狀寡抱根黴(Rhizopus oligosporus var.tuberosus) 0.5-1.5 O
4.一種如權利要求1或2所述利用有機廢棄物生產腈酯磷鉀胺活性肥料的製備方法，其特徵在於製備的步驟如下: (1)腐熟有機物的製備 以質量份計，將粉碎的有機廢棄物8(Γ100份、誘導物5 10份調配混合成含水分為55 65% (wt)，C / N質量比為23 28，pH值為7 7.5 ;將上述混合料堆成梯形堆，自頂部往下打孔，每平方米孔數10 15個，物料表面用麻袋或草簾覆蓋，開始進行有氧發酵，待堆溫升至50°C開始計時，發酵5 7天；當料堆溫度開始下降時進行翻堆，再發酵5 7天，以後每5 7天翻堆一次，共發酵15 20天，發酵過程完成；將上述發酵好的肥料坯水分含量烘或晾至25 35% (wt)； (2)將發酵菌劑發酵液I 5份加入到95 99份腐熟有機物中，調節水分含量60 70% (wt),pH 5.5 7.5，充分混勻，堆成高0.4 — 0.6米的長條形料堆，覆蓋麻袋或草簾，控制料堆的溫度25 30°C，每天翻堆一次，共發酵培養5 8天，待其長滿孢子後停止，晾乾或風乾至水分含量20 22% (wt)，然後按照質量百分比添加5% -10 %的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T叢枝菌根菌劑得到腈酯磷鉀胺活性肥料。
全文摘要
一種利用有機廢棄物生產的腈酯磷鉀胺活性肥料，將發酵菌劑添加到有機廢棄物中，依據發酵菌劑繁殖酶的需要選擇適當的無機和有機誘導物按配比進行計量、調製、粉碎、勻質程序配製後誘導發酵菌劑發酵腐熟有機廢棄物，發酵腐熟後，經物料配伍和調製而成。
文檔編號C05F17/00GK103172416SQ20131013760
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者彭輝照 申請人:彭輝照