CN106083236A - 包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，公开了包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，其包括如下步骤：步骤1）步骤1）黄原胶发酵废弃物过滤，步骤 2）水解，步骤3）制备微生物制剂A，步骤4）制备微生物制剂B，步骤5）制备发酵液A，步骤6）制备发酵液B，步骤7）制备调节剂，步骤8）混匀和干燥。本发明制备方法使用了黄原胶发酵废弃物，简单可行，制备的肥料具备多效功能，应用前景广阔。

Description

包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法
技术领域
本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，具体涉及包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法。
背景技术
黄原胶是由黄单胞杆菌以碳水化合物为主要原料经过好氧发酵的生物工程技术，产生一种高粘度水溶性多糖，黄原胶的现代化生产是以纯种的培养基在严格控制条件下发酵生成的，由于该多糖具有很高的粘度、流变触变性和稳定的理化性质，且无毒故作为添加剂在日用化学领域具有广阔的市场前景，广泛应用于食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染、香料、化妆品及消防等领域。黄原胶生产过程中产生的废弃物，包括菌体蛋白和高浓度废水其处理难度较大，成本较高，难以获得性价比较高的副产品。申请人之前的专利技术“一种利用苏氨酸发酵废弃物制备的肥料”采用水解菌体蛋白的方式制备氨基酸螯合肥，但是该方法含有金属离子不适合制备菌肥。
我国肥料的发展和应用历程，是从农家肥到使用无机肥为主要阶段，因农家肥污染源多，运输量大，在操作上费时费力并且效果不是特别明显；而无机肥成份单一，利用率较低，而且往往会造成土壤板结和伴随水土流失污染水源，影响生态环境。目前，市场多采用含氮磷钾的无机复合肥等，该复合肥的肥效全面，但是也存在肥效不持久，容易流失等缺陷；更重要的是，目前复合肥的价格较高，给农民带来较大的负担，如何降低肥料成本，提高农民收入是现代化农业需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，该方法制备的复混肥有效利用了氨基酸发酵废弃物，降低肥料生产成本，实现了变废为宝，而且肥料肥效持久，兼备除草功能。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，其包括如下步骤：步骤1）黄原胶发酵废弃物过滤，步骤 2）水解，步骤3）制备微生物制剂A，步骤4）制备微生物制剂B，步骤5）制备发酵液A，步骤6）制备发酵液B，步骤7）制备调节剂，步骤8）混匀和干燥。
具体地，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1）黄原胶发酵废弃物过滤：将微生物发酵黄原胶产生的黄原胶发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
步骤 2）水解：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6.8-7.2；
步骤3）制备微生物制剂A：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2:2:1:1的体积比混合，即得微生物制剂A；
步骤4）制备微生物制剂B：将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照3:2:2的体积比混合，即得微生物制剂B；
步骤5）制备发酵液A：将水稻秸秆粉碎得到水稻秸秆粉，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）的接种量种微生物制剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液A；其中，水稻秸秆粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为5-9:4-7:3-4:2-3；
步骤6）制备发酵液B：将水稻秸秆粉碎成水稻秸秆粉，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、磷酸二氢钾以及葡萄糖，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）的接种量接种微生物制剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液B；其中，水稻秸秆粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为15-20:100-120:12-18:6-7:6-7:3-5:1-2；
步骤7）制备调节剂：将腐殖酸、膨润土以及凹凸棒土按照 2:1:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛即得调节剂；
步骤8）混匀和干燥：将发酵液A、发酵液B、调节剂按照6-9:5-7:1-2的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制备成干粉，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，多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325，所述黄绿木霉为ACCCNo.32248；铜绿假单胞菌为CGMCC No.5721；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：
本发明将发酵废弃物全部应用于肥料制备中，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，并且制备了肥料，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，也可作为肥料使用；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，使得肥料成本低廉，肥效更加持久；调节剂作为养料和载体，能够对养分释放调控功能具备保水保肥功能，改良土壤，并向土壤中释放多种中、微量元素，提高土壤肥力，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，使得肥料具备固氮保水，农作物增产增收，还具备一定的除草功能，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
包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，其包括如下步骤：
1）将微生物发酵黄原胶产生的黄原胶发酵废弃物（利用微生物发酵法制备黄原胶产生的废弃物，包括菌体蛋白、糖类以及氨氮等物质）过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）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6.8-7.2；
3）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2:2:1:1的体积比混合，即得微生物制剂A；所述节杆菌为CGMCCNo.7779(可见CN103333837A)，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770（可见CN102021118A），所述圆褐固氮菌为ATCC4412，多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325（可见CN1687399A）；
4）将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照3:2:2的体积比混合，即得微生物制剂B；所述黄绿木霉为ACCC No.32248；铜绿假单胞菌为CGMCC No.5721（可见CN103361284A）；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023；
5）将水稻秸秆粉碎得到水稻秸秆粉，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）的接种量种微生物制剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液A；其中，水稻秸秆粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为5:4:3:2；
6）将水稻秸秆粉碎成水稻秸秆粉，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、磷酸二氢钾以及葡萄糖，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）的接种量接种微生物制剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液B；其中，水稻秸秆粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为15:100:12:6:6:3:1；
7）将腐殖酸、膨润土以及凹凸棒土按照 2:1:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛即得调节剂；
8）将发酵液A、发酵液B、调节剂按照6:5:1的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制备成干粉，即得。
实施例2
包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，其包括如下步骤：
1）将微生物发酵黄原胶产生的黄原胶发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
2）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6.8-7.2；
3）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2:2:1:1的体积比混合，即得微生物制剂A；所述节杆菌为CGMCCNo.7779，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770，所述圆褐固氮菌为ATCC4412，多粘芽孢杆菌为CGMCC No.1325；
4）将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照3:2:2的体积比混合，即得微生物制剂B；所述黄绿木霉为ACCC No.32248；铜绿假单胞菌为CGMCC No.5721；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023；
5）将水稻秸秆粉碎得到水稻秸秆粉，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）的接种量种微生物制剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液A；其中，水稻秸秆粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为9:7:4:3；
6）将水稻秸秆粉碎成水稻秸秆粉，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、磷酸二氢钾以及葡萄糖，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）的接种量接种微生物制剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液B；其中，水稻秸秆粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为20:120:18:7:7:5:2；
7）将腐殖酸、膨润土以及凹凸棒土按照 2:1:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛即得调节剂；
8）将发酵液A、发酵液B、调节剂按照9:7:2的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制备成干粉，即得。
实施例3
本发明实施例1制备的复混肥的田间试验效果：以水稻为例。
对照组：普通复合肥（35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾）；
试验组：普通复合肥（35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾）+实施例1制备的复混肥。
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50kg，试验组：普通复合肥使用量为40kg+10kg实施例1制备的复混肥；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、千粒重以及空秕粒数。
实验结果：参见表1
表1
组别 空秕粒数（粒/穗） 穗粒数（粒/穗） 千粒重（g） 亩产量(kg)
对照组 5.4 66.7 26.12 462.8
试验组 3.2 70.4 31.26 519.9
结论：通过表1比较发现，试验组水稻空秕粒数、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。
除草效果：试验组与对照组相比，施肥1个月后：马唐、马齿苋、稗草、铁苋草等杂草的数量明显减少，其中，马唐减少了64%，稗草、铁苋草减少了71%；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：试验组与对照组相比，有效磷的含量提高了20.6%，速效钾的含量提高了29.7%。
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 (3)

1.包含黄原胶发酵废弃物的复混肥的制备方法，其包括如下步骤：步骤1）黄原胶发酵废弃物过滤，步骤 2）水解，步骤3）制备微生物制剂A，步骤4）制备微生物制剂B，步骤5）制备发酵液A，步骤6）制备发酵液B，步骤7）制备调节剂，步骤8）混匀和干燥。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1）黄原胶发酵废弃物过滤：将微生物发酵黄原胶产生的黄原胶发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水；
步骤 2）水解：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6.8-7.2；
步骤3）制备微生物制剂A：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2:2:1:1的体积比混合，即得微生物制剂A；
步骤4）制备微生物制剂B：将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，然后按照3:2:2的体积比混合，即得微生物制剂B；
步骤5）制备发酵液A：将水稻秸秆粉碎得到水稻秸秆粉，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）的接种量接种微生物制剂A，在温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液A；其中，水稻秸秆粉、麦麸、菜籽粕以及鱼骨粉的质量比为5-9:4-7:3-4:2-3；
步骤6）制备发酵液B：将水稻秸秆粉碎成水稻秸秆粉，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、磷酸二氢钾以及葡萄糖，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）的接种量接种微生物制剂B，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30℃的条件发酵36小时，得到发酵液B；其中，水稻秸秆粉、步骤2）的溶液、豆粕、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为15-20:100-120:12-18:6-7:6-7:3-5:1-2；
步骤7）制备调节剂：将腐殖酸、膨润土以及凹凸棒土按照 2:1:1的质量比混合搅拌均匀，然后研磨，过200目筛即得调节剂；
步骤8）混匀和干燥：将发酵液A、发酵液B、调节剂按照6-9:5-7:1-2的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制备成干粉，即得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，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，多粘芽孢杆菌为CGMCCNo.1325，所述黄绿木霉为ACCC No.32248；铜绿假单胞菌为CGMCC No.5721；所述假丝酵母菌为ATCC No.22023。
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