CN103113170A - 一种包含糖厂酒精废液、滤泥或泥炭的生物土壤调理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含糖厂酒精废液、滤泥或泥炭的生物土壤调理剂，其特征在于该生物土壤调理剂由酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥制备得到，其中酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥的重量份数比为：2000-5000∶100-300∶500-800。本发明的生物土壤调理剂能够为作物提供均衡的影响，优化土壤的结构平衡，而且能够长期保持土壤营养的充足，提高作物产量。而且本发明的生物土壤调理剂还能够降低作物中的重金属含量。
Description
技术领域
本发明属于肥料领域，具体地，涉及一种包含糖厂酒精废液、滤泥或泥炭的生物土壤调理剂。
背景技术
现有技术中应用滤泥、甘蔗渣、污泥、酒精废液制备生物有机肥，利用微生物发酵制备有机复合肥。
例如专利CN1171384A，公开了应用糖蜜酒精废液生产活性有机复合肥料工艺，其应用甘蔗渣、酒精废液、滤泥和污泥进行发酵，所用微生物为腐生性微生物、腐植酸菌、固氮菌、解钾菌、解磷菌等菌类进行发酵，加入其他微量元素化合物制备有机复合肥。
CN1327965A公开了一种利用糖厂滤泥和废液废渣生产微生物肥料的方法，包括微生物的选取和用培养基扩大培养的过程，其特征在于采用糖厂滤泥或者滤泥加入酒精废液、载体作为微生物培养基，再加入固氮或解磷、解钾的微生物菌种，按常规方法发酵，再将发酵物晾干或烘干，或与其它肥料混合后得到微生物肥料。其中微生物菌种选用的固氮菌包括通用固氮菌、氮单胞菌、固氮根瘤菌、根际联合固氮菌，解磷解钾菌包括解磷巨大芽胞杆菌、解磷珊瑚红类氏杆菌、假单细胞菌、胶质芽胞杆菌，或者上述菌种的混合物。
CN1377958A公开了一种处理酒精废液的微生物菌群，其特征在于：该微生物菌群包含有：多粘芽胞杆菌；枯草芽胞杆菌；短芽胞杆菌；地衣芽胞杆菌；硫色短杆菌。
CN1872803A公开了一种生物有机肥及其制备方法，其特征是采用生物技术用酵素菌对按一定重量比混合的糖业废物，养殖业废物、油料加工废物、磷肥、微量元素肥料和硅肥进行好氧发酵和后发酵而制成的一种高效生物有机肥，该肥料的有效组份为：有机质，氮、磷、钾总和≥8％，有益微生物数量≥2亿个/克肥料，活性硅5％以上，磁性组分0.25％，Fe，Zn，Mo等微景元素含量0.5％以上，这种生物有机肥其资源可就地取材，废物利用，变废为宝，对发展“二高”农业、保护环境、保障食品安全有着深远的意义。接种生物为酵素菌，由酵母菌、放线菌和有益细菌三大类二十余种微生物组成，具有糖化酶、蛋白分解酶、纤维素分解酶、蔗糖分解酶、酒精分解酶、乳糖分解酶、氧化还原酶、麦芽糖分解酶、尿素分解酶等，对糖业废弃物和养殖业废弃物进行好氧发酵，产生葡萄糖、酒精、氨基酸等土壤中有机微生物的培养基，从而促进放线菌急剧增殖，加速纤维素、半纤维素等秸秆质废弃物的降解，显著增加土壤好气性微生物的总量和有机质含量。
CN101219912A公开了一种八角渣生物有机肥，其特征在于：由八角渣、甘蔗滤泥、桐鼓、有机物料发酵剂、微生物菌种组成，微生物菌种的菌液，有机物料发酵剂为内含芽胞杆菌、丝状真菌、放线菌和酵母菌的粉剂。
CN102153413A公开了一种有机无机复合肥料，其特征在于：原料成分及重量份数包括绿藻、腐殖酸、蔗渣灰浆、软木屑、硅石、滤泥、酵母有机废水浓缩液、甘蔗渣、甘蔗叶和微生物菌种液。其中微生物菌种液中的菌种及其有效活菌数依次为：枯草芽胞杆菌、放线菌、硅酸盐菌、酵母菌、木霉菌。
CN102826910A公开了一种复合微生物肥，其特征在于，它的主要原料成分和质量百分比含量如下：甘蔗滤泥，桔水，烟粉，麦饭石，腐熟菌，固氮解磷解钾菌，膨润土。
上述发明中，在制备肥料及其制备肥料的工艺中都用到了微生物菌种，但是其针对酒精废液与其他成分的混合需要通过发酵方式获得，滤泥也要与其他成分混合进行发酵，通过这样的发酵方式在某种程度是简化了工艺，但是效果并不理想，尤其是针对性不好，因为不加选择将所有的有益成分进行了二次降解，无论是针对何种作物，其所采用的工艺都是相同的，就是混合发酵。
而本发明是有针对性地发酵，也就是应该发酵的要发酵，而且用特定的微生物发酵剂发酵，对于不需要发酵的，保留发酵前的营养成分，通过未发酵和发酵的成分混合，以达到对作物生长的特定营养补给。通过组分的配合，实现不同组分之间营养的互补。
尤其是本发明的生物土壤调理剂，不仅能够补充作物的营养成分，而且对作物的肥效延长，并降低作物的重金属污染。。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物土壤调理剂，其特征在于该生物土壤调理剂由酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥制备得到，其中酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥的重量份数比为：2000-5000∶100-300∶500-800。
上述生物土壤调理剂中，酸碱处理的糖厂酒精废液的制备方法为：将糖厂酒精废液贮存在贮池中，加入37.5％wt的稀硫酸，当废液中pH小于1后停止加入稀硫酸，然后常温贮存5-10天，然后加入氨水调节pH为6-7，获得酸碱处理的糖厂酒精废液；
上述生物土壤调理剂中，微生物发酵的糖厂滤泥的制备方法为：将糖厂滤泥与微生物发酵剂混合发酵7-15天，即得微生物发酵的糖厂滤泥，其中微生物发酵剂包含枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microfla vus)。
优选的，微生物发酵剂中枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microfla vus)重量含量分别为20-40％，10-20％，15-35％，5-15％，20-30％。
优选的，微生物发酵剂中的每个菌种是单株菌粉，菌粉中活菌含量大于100-20亿个/克。上述规格的菌粉均能够从市场购买得到，利用的是上述菌种的通用发酵性能。
上述生物土壤调理剂中加入的泥炭，又称为草炭、泥炭土、黑土、泥煤，是煤化程度最低的煤，也是腐殖煤系列最原始的状态。泥炭是在泥炭沼泽中堆积形成的，以后在上覆沉积物的压力及进一步菌解条件下，经过压紧和脱水变得更加坚固，成为褐煤，再继续受到地下温度和压力作用时，经煤化作用形成烟煤或无烟煤。泥炭在自然状态下，呈块体，含水量一般为80～90％，泥炭的比重一般为1.20～1.60，组成物质横跨液相、气相和固相三种状态。其中固相物质的部分，以组成物质的角度来看，主要成分是有机物质(也是碳元素的主要来源)和矿物质两部分，而其中又以固相的有机物质比例最高。不同组成特性的泥炭，有不同的物理性质与化学性质。泥炭中的有机质主要是纤维素、半纤维素、木质素、腐殖酸、沥青物质等。泥炭中腐殖酸含量常为10～30％，高者可达70％以上。泥炭中的无机物主要是粘土、石英和其他矿物杂质。
本发明还提供了上述生物土壤调理剂的制备方法，其步骤如下：
A、制备2000-5000份酸碱处理的糖厂酒精废液，
B、制备500-800份微生物发酵的糖厂滤泥，
C、将步骤A和步骤B的产物混合，然后再加入100-300份泥炭；
其中酸碱处理的糖厂酒精废液的制备方法为：将糖厂酒精废液贮存在贮池中，加入37.5％wt的稀硫酸，当废液中pH小于1后停止加入稀硫酸，然后常温贮存5-10天，然后加入氨水调节pH为6-7，获得酸碱处理的糖厂酒精废液；微生物发酵的糖厂滤泥的制备方法为：将糖厂滤泥与微生物发酵剂混合发酵7-15天，即得微生物发酵的糖厂滤泥，其中微生物发酵剂包含枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)，微生物发酵剂中，枯草芽胞杆菌(Bacillussubtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillusnige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)重量含量分别为20-40％，10-20％，15-35％，5-15％，20-30％。
优选的，微生物发酵剂中的每个菌种是单株菌粉，菌粉中活菌含量为100-200亿个/克。上述规格的菌粉均能够从市场购买得到，利用的是上述菌种的通用发酵性能。每吨糖厂滤泥加入发酵剂的量1-2kg。
本发明还提供了上述生物土壤调理剂用于延长肥效并降低对作物的重金属污染的用途，其中生物土壤调理剂的用量为每亩100-1000kg，优选地，土壤调理剂的用量为每亩200-800kg，土壤调理剂的施用时间为作物播种前、生长期或作物开花前施用。其中所述作物优选为甘蔗。
本发明还提供了上述生物土壤调理剂的施用方法，其特征在于在作物播种前作为底肥施用，或者在作物生长期作为追肥施用，或者用水稀释2-3倍灌溉作物生长的地表。
糖厂酒精废液，一般称作酒精废液，糖蜜酒精非也、甘蔗酒精生产废液，或称甘蔗酒精废液等，是一种来自甘蔗糖厂或酒精厂的酸性有机废水。我国目前每年排放这种废水约3百万顿左右，已经引起了严重的环境污染问题。该类废液中含有大量的N，K，有机质，氯和少量的铜。巴西和我国在20世纪70-80年代早已将其直接用于蔗地灌溉。多年的试验结果表明，该类废液在蔗地上施用不仅有较好的节本增产效果，，还能改善土壤结构，提高土壤肥力。该类废液为需水季节或干旱地区的水源灌溉提供了有效的解决途径。但是直接灌溉会产生很多不良影响，例如作物中重金属超标，作物病害严重，而且由于废液中糖类有机化合物比较多，粘性大，施用后损伤作物，所以甘蔗酒精生产废液的利用目前还存在许多问题，如果直接对废液进行处理，例如浓缩、降解等还需要投入大量的成本，所以需要有一种更合理的利用方向和利用方法。
糖厂滤泥是甘蔗制糖过程中，蔗汁通过澄清、由压滤机或真空吸滤机过滤后的残渣。滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖，带有蔗蜡的凝结胶体，蛋白质、磷酸钙，还夹带随原料蔗茎带来的砂泥，这些成分多来自甘蔗本身，而钙质物多数是蔗汁澄清处理时加入的，除此以外，滤泥还含有少量的铁、锌等微量元素。滤泥一般占甘蔗压榨量的3～4％，日处理2000吨的糖厂，一个榨季就可产生滤泥1万吨左右。据分析，滤泥有机质丰富，肥效高，通过腐熟处理，是优良的有机肥源。
本发明的生物土壤调理剂充分利用了废弃的糖厂酒精废液和糖厂滤泥，糖厂酒精废液不采用发酵，而采用酸碱处理，目的是避免发酵后营养构成发生变化，也避免糖厂酒精废液中的重金属对发酵菌种的毒害，而对滤泥发酵，保证滤泥中营养物质的作物吸收，同时利用发酵的糖厂滤泥中的微生物吸附废液中的重金属，降低作物可吸收的重金属，这样制备得到的生物土壤调理剂的营养成分更合理，肥效长，而且作物可吸收的重金属含量低，降低调理剂中重金属对作物的污染。
本发明的生物土壤调理剂能够为作物提供均衡的影响，优化土壤的结构平衡，而且能够长期保持土壤营养的充足，提高作物产量。而且本发明的生物土壤调理剂还能够降低作物中的重金属含量。
具体实施方式
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
实施例1生物土壤调理剂
将10吨糖厂酒精废液贮存在贮池中，加入37.5％wt的稀硫酸，当废液中pH小于1后停止加入稀硫酸，然后常温贮存10天，然后加入氨水调节pH为6-7，获得酸碱处理的糖厂酒精废液；
将4kg枯草芽胞杆菌菌粉、1kg铜绿假单胞菌菌粉、1.5kg黑曲霉菌粉、1.5kg米曲霉菌粉和2kg细黄链霉菌菌粉充分混合，制备得到滤泥微生物发酵剂。上述菌粉从市场购买活菌含量要求在100-200亿个/克的菌粉。
将1吨糖厂滤泥与2kg上述滤泥微生物发酵剂混合发酵15天，即得微生物发酵的糖厂滤泥。
取上述制备的5吨酸碱处理的糖厂酒精废液、0.5吨微生物发酵的糖厂滤泥和0.3吨泥炭充分混合，即得生物土壤调理剂。
对比实施例1对比生物土壤调理剂1
将糖厂酒精废液5吨、糖厂滤泥0.5吨和泥炭0.3吨充分混合，加入10kg实施例1中制备的滤泥生物发酵剂，发酵15天，制备得到对比生物土壤调理剂。
生物实施例：
将上述实施例1和对比实施例1的生物土壤调理剂和对比生物土壤调理剂在甘蔗种植前施用作为底肥，在生长期(或称作伸长期，即在12-13片叶)作为追肥施用，各施用时间施用生物土壤调理剂的量分别如下表1，然后在甘蔗收割期测量甘蔗的各项指标，如甘蔗产量、重金属含量等。各项数值的测量均为5个样本的平均值，每个样本的种植面积为667平方米。
表1 甘蔗施用生物土壤调理剂的效果
施用生物土壤调理剂后，实施例1的生物土壤调理剂不仅比对比实施例1的统一发酵的对比生物土壤调理剂的产量高，而且叶色深绿，营养充分，这表明虽然在生长期施肥，但是肥效能够持续到成熟期，而且可以看出，在重金属污染的降低效果方面，实施例1的生物土壤调理剂对作物重金属的污染较轻。
Claims (9)
1.一种生物土壤调理剂，其特征在于该生物土壤调理剂由酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥制备得到，其中酸碱处理的糖厂酒精废液、泥炭和微生物发酵的糖厂滤泥的重量份数比为：2000-5000∶100-300∶500-800。
2.根据权利要求1所述的生物土壤调理剂，其中，酸碱处理的糖厂酒精废液的制备方法为：将糖厂酒精废液贮存在贮池中，加入37.5％wt的稀硫酸，当废液中pH小于1后停止加入稀硫酸，然后常温贮存5-10天，然后加入氨水调节pH为6-7，获得酸碱处理的糖厂酒精废液。
3.根据权利要求1或2所述的生物土壤调理剂，其中，微生物发酵的糖厂滤泥的制备方法为：将糖厂滤泥与微生物发酵剂混合发酵7-15天，即得微生物发酵的糖厂滤泥，其中微生物发酵剂包含枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microfla vus)。
4.根据权利要求3所述的生物土壤调理剂，其中，枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)重量含量分别为20-40％，10-20％，15-35％，5-15％，20-30％。
5.一种生物土壤调理剂的制备方法，其步骤如下：
A、制备2000-5000份酸碱处理的糖厂酒精废液，
B、制备500-800份微生物发酵的糖厂滤泥，
C、将步骤A和步骤B的产物混合，然后再加入100-300份泥炭；
其中酸碱处理的糖厂酒精废液的制备方法为：将糖厂酒精废液贮存在贮池中，加入37.5％wt的稀硫酸，当废液中pH小于1后停止加入稀硫酸，然后常温 贮存5-10天，然后加入氨水调节pH为6-7，获得酸碱处理的糖厂酒精废液；微生物发酵的糖厂滤泥的制备方法为：将糖厂滤泥与微生物发酵剂混合发酵7-15天，即得微生物发酵的糖厂滤泥，其中微生物发酵剂包含枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microfla vus)，微生物发酵剂中，枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus nige)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)重量含量分别为20-40％，10-20％，15-35％，5-15％，20-30％。
6.权利要求1-4任一项的生物土壤调理剂用于延长肥效并降低对作物的重金属污染的用途，其中生物土壤调理剂的用量为每亩100-1000kg。
7.根据权利要求6所述的用途，其中土壤调理剂的用量为每亩200-800kg。
8.根据权利要求6或7所述的用途，其中所述作物为甘蔗。
9.权利要求1-4任一项所述的生物土壤调理剂的施用方法，其特征在于在作物播种前作为底肥施用，或者在作物生长期作为追肥施用，或者用水稀释2-3倍灌溉作物生长的地表。
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Denomination of invention: Biological soil conditioning agent containing sugar mill alcohol waste liquid, filter residue or peat Effective date of registration: 20160428 Granted publication date: 20140723 Pledgee: Pudong Shanghai Development Bank Limited by Share Ltd Nanning branch Pledgor: Ye Changdong Registration number: 2016990000348 |
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