CN106010561B - 一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂 - Google Patents

一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤调节剂领域，公开了一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，其照如下工艺制备而得：1）收集菌体蛋白和废水，2）水解与中和，3）制备生物制剂A，4）制备生物制剂B，5）制备辅料C，6）制备土壤调理剂。使用本发明土壤调节剂可以使得水稻、红薯等作物增产，并且改良了土质。

Description

一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂
技术领域
本发明属于土壤调节剂领域，具体涉及一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂。
背景技术
苏氨酸是一种必需的氨基酸，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸，随着赖氨酸、蛋氨酸合成品在配合饲料中的广泛应用，苏氨酸逐渐成为影响畜禽生长的主要限制性因素。苏氨酸主要用做饲料添加剂，其生产步骤为浓缩、结晶、提取菌体蛋白，而其过程中产生的菌体蛋白和母液处理难度较大，成本较高，难以获得性价比较高的副产品。
近年来，各种化学肥料的生产和施用量不断增加，对农业生产的发展起到了重要的推动作用。但是随着化肥施用量的不断增加，其施用缺点也逐渐暴露出来，分析起来主要表现在以下几个方面：肥效利用率低，造成土壤板结严重，恶化土壤的理化性质，堵塞土壤孔隙，破坏土壤团粒结构，造成土壤营养元素失衡、板结、污染和肥力下降。针对上述弊端，大田耕作中很需要一种，能活化土壤，降低化肥的使用量，减少对环境的污染，并且对农作物增产的土壤调理剂。用土壤调理剂配合常规复合肥使用，以克服化学肥料的缺点。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，该土壤调节剂能活化土壤，降低化肥的使用量，兼具除草功能。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，其包括如下步骤：
1）收集菌体蛋白和废水：将微生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）水解与中和：将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中, 加入5mol/L的盐酸，以没过原料为准，在60℃温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为7.0-7.2；
3）制备生物制剂A：将花生壳粉碎得到花生壳粉，然后与麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉混合搅拌均匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1）的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量种菌剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，制得生物制剂A；其中，花生壳粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为20-30:15-20:8-12:5-7；
所述菌剂A按照如下工艺制备而得：将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、多粘芽孢杆菌分别培养至浓度为1×108个/ml的菌液，然后按照3:2:2:1的体积比混合，即得；
4）制备生物制剂B：将花生壳粉碎成花生壳粉，添加到步骤2）的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然后依次添加豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5℃/min的升温速度加热至100℃，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量接种菌剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到生物制剂B；其中，花生壳粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖的质量比为17-22:120-150:12-15:7-10:4-5:2-3；
所述菌剂B按照如下工艺制备而得：将黄绿木霉、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照1:1的体积比混合，即得；
5）制备辅料C：将腐殖酸钾、泥炭土以及凹凸棒土按照2:2:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛，即得辅料C；
6）制备土壤调理剂：将生物制剂A、生物制剂B以及辅料C按照12-20:7-9:3-4的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥，即得。
优选地，所述节杆菌为CGMCC No.7779，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770，所述圆褐固氮菌为ATCC No.4412，所述多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325，所述黄绿木霉为ACCCNo.32248；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023。
上述菌株均可从保藏中心或者其他商业渠道购买获得。
本发明取得的有益效果包括以下几个方面：
本发明将苏氨酸发酵废弃物全部应用于土壤调节剂制备中，避免了对废液进行蒸发浓缩以及减污处理，减少了能源浪费，提高了利用率，并且制备了土壤调节剂，一举两得；本发明直接水解废弃的菌体蛋白作为发酵原料，提供了丰富的氯化铵以及氨基酸氮源，既可作为微生物发酵养料，也可作为土壤调节剂中的肥效部分来使用；菌株配伍合理，采用不同菌剂不同发酵处理方式，使得不同菌剂处于最佳的发酵条件，避免部分菌株不能在废水制备的培养液中存活；本发明通过有效利用自然存在的农作物废弃物，结合微生物技术，使得料成本低廉，调节土壤团粒，维持元素平衡，固氮溶钾；复合矿物质能够改良土壤，并向土壤中释放多种中、微量元素，提高土壤肥力，改善土壤板结，还能作为微生物载体使用，一举两得；本发明菌剂经过筛选和合理配伍，使得调节剂具备固氮保水，农作物增产增收，还兼备一定的除草功能，环保无污染。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，照如下工艺制备而得：
1）收集菌体蛋白和废水：将微生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）水解与中和：将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中, 加入5mol/L的盐酸，以没过原料为准，在60℃温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为7.0-7.2；
3）制备生物制剂A：将花生壳粉碎得到花生壳粉，然后与麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉混合搅拌均匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1）的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量种菌剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，制得生物制剂A；其中，花生壳粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为20:15:8:5；
所述菌剂A按照如下工艺制备而得：将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、多粘芽孢杆菌分别培养至浓度为1×108个/ml的菌液，然后按照3:2:2:1的体积比混合，即得；
4）制备生物制剂B：将花生壳粉碎成花生壳粉，添加到步骤2）的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然后依次添加豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5℃/min的升温速度加热至100℃，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量接种菌剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到生物制剂B；其中，花生壳粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖的质量比为17:120:12:7:4:2；
所述菌剂B按照如下工艺制备而得：将黄绿木霉、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照1:1的体积比混合，即得；
5）制备辅料C：将腐殖酸钾、泥炭土以及凹凸棒土按照2:2:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛，即得辅料C；
6）制备土壤调理剂：将生物制剂A、生物制剂B以及辅料C按照12:7:3的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥，即得。
其中，所述节杆菌为CGMCC No.7779，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770，所述圆褐固氮菌为ATCC No.4412，所述多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325，所述黄绿木霉为ACCCNo.32248；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023。
实施例2
一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，照如下工艺制备而得：
1）收集菌体蛋白和废水：将微生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）水解与中和：将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中, 加入5mol/L的盐酸，以没过原料为准，在60℃温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为7.0-7.2；
3）制备生物制剂A：将花生壳粉碎得到花生壳粉，然后与麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉混合搅拌均匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1）的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量种菌剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，制得生物制剂A；其中，花生壳粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为30:20:12:7；
所述菌剂A按照如下工艺制备而得：将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、多粘芽孢杆菌分别培养至浓度为1×108个/ml的菌液，然后按照3:2:2:1的体积比混合，即得；
4）制备生物制剂B：将花生壳粉碎成花生壳粉，添加到步骤2）的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然后依次添加豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5℃/min的升温速度加热至100℃，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%（v/v）的接种量接种菌剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到生物制剂B；其中，花生壳粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖的质量比为22:150:15:10:5:3；
所述菌剂B按照如下工艺制备而得：将黄绿木霉、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照1:1的体积比混合，即得；
5）制备辅料C：将腐殖酸钾、泥炭土以及凹凸棒土按照2:2:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛，即得辅料C；
6）制备土壤调理剂：将生物制剂A、生物制剂B以及辅料C按照20:9:4的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥，即得。
其中，所述节杆菌为CGMCC No.7779，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770，所述圆褐固氮菌为ATCC No.4412，所述多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325，所述黄绿木霉为ACCCNo.32248；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023。
实施例3
本发明实施例2制备的土壤调节剂的田间试验效果：以水稻为例。
对照组：普通复合肥（N15P15K17）；
试验组：普通复合肥（N15P15K17）+实施例2制备的土壤调节剂。
实验方法：选试验田种植水稻，两组肥料分别处理的试验田面积均10亩地。
对照组：普通复合肥使用量为60kg，试验组：普通复合肥使用量为50kg+10kg实施例2制备的土壤调节剂；种植条件完全相同，同时收获水稻，测定水稻亩产量、水稻穗粒数以及千粒重。实验结果：参见表1
表1
组别 穗粒数（粒/穗） 千粒重（g） 亩产量(kg)
对照组 64.9 28.46 479.5
试验组 68.8 32.18 528.3
结论：通过表1比较发现，试验组穗粒数、千粒重以及亩产量明显高于对照组，具备统计学意义。
第二年在稻茬地种植红薯，肥效实验如下：对照组采用复合肥（N16-P16-K16）60kg/亩，实验组采用复合肥（N16-P16-K16）50kg/亩+实施例2的土壤调节剂10g/亩。土质和种植条件完全相同，面积均为10亩。实验组亩产量为2734Kg，对照组亩产量为2296Kg，亩均可增产20%。
除草效果：水稻试验组与对照组相比，施肥1个月后：稗草、马唐、铁苋草等杂草的数量明显减少，其中，稗草和马唐均减少了60%，铁苋草减少了65%；除草效果好，可代替或减少除草剂的使用，并且对环境无污染。
土壤肥料的检测：水稻试验组与对照组相比，有效磷的含量提高了25.3%，速效钾的含量提高了33.6%。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种含有苏氨酸发酵废弃物的土壤调节剂，其特征在于，所述土壤调节剂按照如下工艺制备而得：
1）收集菌体蛋白和废水：将微生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）水解与中和：将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中, 加入5mol/L的盐酸，以没过原料为准，在60℃温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为7.0-7.2；
3）制备生物制剂A：将花生壳粉碎得到花生壳粉，然后与麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉混合搅拌均匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1）的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室温，按照V/V为10%的接种量种菌剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，制得生物制剂A；其中，花生壳粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为20-30:15-20:8-12:5-7；
所述菌剂A按照如下工艺制备而得：将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、多粘芽孢杆菌分别培养至浓度为1×108个/ml的菌液，然后按照3:2:2:1的体积比混合，即得；
4）制备生物制剂B：将花生壳粉碎成花生壳粉，添加到步骤2）的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然后依次添加豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5℃/min的升温速度加热至100℃，然后保温30min，自然冷却至室温，按照V/V为10%的接种量接种菌剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到生物制剂B；其中，花生壳粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉以及葡萄糖的质量比为17-22:120-150:12-15:7-10:4-5:2-3；
所述菌剂B按照如下工艺制备而得：将黄绿木霉、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照1:1的体积比混合，即得；
5）制备辅料C：将腐殖酸钾、泥炭土以及凹凸棒土按照2:2:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛，即得辅料C；
6）制备土壤调理剂：将生物制剂A、生物制剂B以及辅料C按照12-20:7-9:3-4的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥，即得；
所述节杆菌为CGMCC No.7779，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770，所述圆褐固氮菌为ATCC No.4412，所述多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325，所述黄绿木霉为ACCC No.32248；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023。
2.权利要求1所述的土壤调节剂在农作物种植中的应用。
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