CN101906389B - 促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种促进底泥氮、磷循环及释放的微生态制剂，是采用固体原位混合发酵的方式培养能促进底泥氮磷循环(释放)的微生物，所用发酵基质的比例为：麸皮30-40份，菌糠60-70份，无机盐0.5-2份。再将该微生态制剂5-15份，高岭土40-80份，高锰酸钾5-10份，三氯化铁5-10份，过氧化钙10-20份混合制粒得到颗粒剂，用于促进底泥氮磷循环和底泥有机质降解，一方面创造水产动物生长的良好生态环境，达到水产健康养殖的目的；另一方面减少肥料的投入，达到养殖资源的充分利用，降低生产使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物制剂，尤其涉及一种可以促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂及其制备方法，还涉及该微生物制剂在水产养殖中的应用。
背景技术
当前水产养殖高密度放养，高投饵率，造成养殖水体超负荷，养殖底泥有机质过度堆积，含氮、磷物质大量沉积，有害物质大量积累，病原微生物和寄生虫大量滋生，给养殖对象的健康带来极大的隐患和威胁，致使养殖环境恶劣日益加剧，疾病频繁发生。其中含氮物质主要来源于饲料和粪便；含磷物质主要来源于饲料及肥料(如过磷酸钙等)，最高可达90％以上。相关研究结果表明，饲养过程中投放的饵料、肥料分别占氮总输入的49.7％～54.5％和47.5％～50.1％，占磷总输入的30.0％～34.7％和65.1％～69.9％。而底泥沉积是池塘养殖***中氮、磷输出的主要形式，其输出量在总输出量中的比例占到了50％以上，可见，底泥是大多数添加到水产养殖池塘中的氮、磷的最终接纳者，底泥中高负荷的氮、磷也成为水产养殖可利用的重要资源。底泥也是一个污染汇集地，高污染负荷必然滋生各种病原菌和寄生虫，成为爆发性鱼虾病的瘟床。底泥生态***的修复和如何加快底泥有效氮、磷的循环及释放已成为健康生态养殖中最热门、最关键的研究课题之一。
目前相关研究的热点都是集中在用化学的方式释放底泥中的沉积氮磷，然而化学方式的主要缺点是成本高，持续时间短，释放效率低，基本没有实际应用价值。通过补充土著高活性微生物群，以达到修复底泥表层微生态环境、释放氮磷、改善底泥微环境，从而提高养殖水体初级生产力、增加浮游生物量方面的研究未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种促进底泥氮、磷循环及释放的微生态制剂，以转化底泥中难利用氮为有效氮，难溶性磷为可溶性磷，以实现氮磷元素的有效循环利用(即转化与释放)，一方面创造水产动物生长的良好生态环境，达到水产健康养殖的目的；另一方面减少肥料的投入，达到养殖资源的充分利用，降低生产使用成本。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂，是由以下方法制备得到的：
采用固体原位混合发酵的方式培养能促进底泥氮磷循环利用的微生物，所用发酵基质的比例为：麸皮30-40份，菌糠60-70份，无机盐0.5-2份。采用麸皮和菌糠这两种发酵物是由于其成本低，且容易获取，且按此比例混合后碳氮源营养配比及基质疏松度适宜目标微生物的发酵，尤其优选的配比为麸皮30份，菌糠70份，无机盐1.5份。
其中，所述无机盐为氯化钠、氯化钙等。
通过筛选得到高效的能促进底泥氮磷高效循环利用的微生物菌种，促进氮释放的为地衣芽孢杆菌，促进磷循环的为巨大芽孢杆菌。
通过发酵工艺研究，得到促进底泥氮磷循环利用的微生物高密度混合发酵工艺，其发酵条件是将接种后的基质在伸缩封口细孔网袋中发酵，控制温度28-35℃。
优选的，本发明的微生态制剂通过制粒工艺，得到利用储存，施用方便且使用后更易于发挥功效的颗粒剂。所述颗粒剂包括如下重量组分的成分：
所述微生态制剂5-15份，高岭土40-80份，高锰酸钾5-10份，三氯化铁5-10份，过氧化钙10-20份。优选微生态制剂10份，高岭土50份，高锰酸钾10份，三氯化铁10份，过氧化钙20份。
所述颗粒剂的制备方法是：按照上述配比称取各原料后与所述发酵好的微生态制剂混合制粒，用于促进底泥氮磷循环和底泥有机质降解。其中所述混合制粒是采用现有技术，将含水18～20％的基质挤压粘合后切割成粒。
本发明还提供所述微生物制剂在水产养殖中的应用方法，是每亩每次投施本发明所述微生物制剂50克，全年施用30-40次，施用1.5-2.0公斤。
本发明针对目前水产养殖过程中肥水及水质问题，首次引入释放底泥氮磷以代替部分化肥以减少施肥次数和数量的观点，筛选得到促进底泥氮磷循环(释放)的微生态制剂，实现底泥无害化、资源化；本发明的微生态制剂生产采用现代原位固体混合发酵技术，有效活菌含量高达1000亿/克，体现出很高的创造性和开拓性，使生产成本大大降低。以下是本发明微生物制剂制备成颗粒剂产品后与现有技术产品的比较：
| 项目 | 同类技术和产品 | 本发明技术和产品 |
| 剂型 | 粉剂 | 颗粒剂 |
| 主要原材料 | 化工原料 | 农作物桔杆和少量无机盐 |
| 生产方式 | 化学合成 | 固体培养干燥后粉碎，添加辅料制成颗粒剂。 |
| 生产成本 | 高 | 低 |
| 产品功能 | 通过溶解底泥沉积氮、磷，补充水体营养或控制底泥细菌发酵，缓解水质恶化。 | 通过促进底泥氮磷循环的微生物分解释放底泥氮磷养分。从源头预防水质恶化。 |
| 质量 | 化工产品标准 | 有效活菌含量100亿/克；稳定，芽孢率90％以上 |
| 使用成本 | 10-15元/亩 | 4-6元/亩 |
| 效果 | 一般 | 好 |
使用该复合微生物制剂，可使有效氮释放量占底泥总氮的20-30％，有效磷释放量占底泥总磷30-50％。
附图说明
图1为本发明微生态制剂的制备流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
实施例1微生态制剂的制备
麸皮为直接购进的小麦加工面粉后剩下的皮，菌糠为培养食用菌后的基质粉碎而得，地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，地衣芽孢杆菌编号：CICC 20227，巨大芽孢杆菌编号：CICC 20611。
采用固体原位混合发酵的方式：
所用发酵基质的比例为：麸皮30份，菌糠70份，氯化钠1.5份；先将发酵基质与无机盐充分混合，115℃下湿热灭菌30分钟，冷却后按每千克基质10-20ml菌液接种地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，充分混合后的装入周长35cm，长40cm伸缩封口细孔网袋中发酵，控制温度28-35℃，发酵48小时。
实施例2
所用材料来源同实施例1。所用发酵基质的比例为：麸皮40份，菌糠70份，氯化钙2份；先将发酵基质与无机盐充分混合，115℃下湿热灭菌30分钟，冷却后按每千克基质10-20ml菌液接种地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，充分混合后的装入周长35cm，长40cm伸缩封口细孔网袋中发酵，控制温度28-35℃，发酵48小时。
实施例3
所用材料来源同实施例1。所用发酵基质的比例为：麸皮40份，菌糠60份，氯化钠0.5份；先将发酵基质与无机盐充分混合，115℃下湿热灭菌30分钟，冷却后按每千克基质10-20ml菌液接种地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，充分混合后的装入周长35cm，长40cm伸缩封口细孔网袋中发酵，控制温度28-35℃，发酵48小时。
实施例4颗粒剂的制备
将高岭土50份，高锰酸钾10份，三氯化铁10份，过氧化钙20份与实施例1中发酵好的微生态制剂10份，将含水19％的基质挤压粘合后切割成粒。
实施例5
将高岭土40份，高锰酸钾5份，三氯化铁5份，过氧化钙10份与实施例2中发酵好的微生态制剂5份，将含水18％的基质挤压粘合后切割成粒。
实施例6
将高岭土80份，高锰酸钾10份，三氯化铁10份，过氧化钙20份与实施例3中发酵好的微生态制剂15份，将含水20％的基质挤压粘合后切割成粒。
实验例1
本实验于2006年和2007年5-10月在武汉市江夏区保福乡多福科技农庄养殖场进行。选取2个平行排位的养殖塘，平均面积为10亩，底泥厚度为8.5cm，水深保持1.5m，养殖模式为池塘混养，放养模式如表1所示。每亩每天投喂5Kg饲料，每亩每月天投入磷酸一铵3公斤，尿素6公斤。
表1试验池塘亩放养模式
实验设置对照组和实验组。实验组测定初始值后开始使用实施例4的颗粒剂，每10天添加1次，持续到实验结束实验过程中不换水，只补充蒸发及渗漏水，保持水深1.5m。实验期间对照组和试验组均每天投饵2次，投饵量按饲料规定用量进行，施肥按7天1次，使用量参考肥料说明书。实验主要测定养殖水体底泥中总氮、总磷(见表2、表3所示)，方法参照水质监测规范。
表2底泥总氮指标单位：g/kg
表3底泥总磷指标单位：g/kg
实验结束时，对照组底泥总氮、总磷含量达到了1.080g/kg和0.484g/kg，而实验组明显低于对照组，差异显著。在实验组中，氮释放速率可达到0.0016g/kg/d，磷释放速率可达到0.0011g/kg/d，按每年施用时间4-6个月计，可使有效氮释放量占底泥总氮的20-30％，有效磷释放量占底泥总磷30-50％。
Claims (7)
1.一种促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂，是由以下方法制备得到的：
采用固体原位混合发酵的方式培养能促进底泥氮磷循环利用的微生物，所用发酵基质的比例为：麸皮30-40份，菌糠60-70份，无机盐0.5-2份，所述微生物中促进氮释放的为地衣芽孢杆菌CICC 20227，促进磷循环的为巨大芽孢杆菌CICC 20611，所述无机盐为氯化钠或氯化钙。
2.根据权利要求1所述的促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂，其中，所用发酵基质的比例为：麸皮30份，菌糠70份，无机盐1.5份。
3.根据权利要求1所述的促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂，其中，所述发酵的发酵条件是将接种后的基质在伸缩封口细孔网袋中发酵，控制温度28-35℃。
4.一种促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂颗粒剂，包括如下重量份的成分：
权利要求1所述的微生态制剂5-15份，高岭土40-80份，高锰酸钾5-10份，三氯化铁5-10份，过氧化钙10-20份。
5.根据权利要求4所述的促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂颗粒剂，包括如下重量份的成分：
权利要求1所述的微生态制剂10份，高岭土50份，高锰酸钾10份，三氯化铁10份，过氧化钙20份。
6.制备权利要求4或5所述的促进底泥氮磷循环利用的微生态制剂颗粒剂的方法，是按所述配比称取各组分后采用现有技术混合制粒。
7.权利要求1所述的微生态制剂在制备用于水产养殖制剂中的应用。
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