CN106365853A - 一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途 - Google Patents
一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及化工领域,特别涉及一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途。赤霉素发酵液滤饼的处理方法,包括如下步骤:获得赤霉素发酵液,过滤,收集滤饼;取粉煤灰或草木灰与所述滤饼混合、粉碎,再与微生物、氨基酸中的一种或者两者以上的混合物混合,粉碎,制得肥料。该肥料能够显著调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响,并且能够显著增加农民的收入。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,特别涉及一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途。
背景技术
工业发酵常用的碳源主要有谷物淀粉(玉米、马铃薯、木薯淀粉)、葡萄糖、蜜糖等,发酵完成后形成的废弃物中除了原料残渣,还含有大量菌体或菌丝体。这些发酵废弃物中含有多种氨基酸、粗蛋白,氮磷钾大量元素以及镁、铁和锰等中微量元素。大多数企业不能很好的利用,相当部分随水冲洗、洗涤排入河流,不但浪费了资源,而且严重污染了环境。
随着人口的不断增长和社会工业化进程不断加快,粮食、能源和环境问题将变得越来越突出,将工业发酵废弃物综合利用,符合工业发酵废弃物从无害化、减量化向资源化发展的国际趋势。
赤霉素由日本植物病理学家在研究水稻恶苗病(Rice Bakanae)的过程中发现。1934年,Teijiro Yabuta等最先从恶苗病菌的发酵滤液中分离获得有效成分的结晶体,于1938年正式命名为赤霉素。1958年,中国农业大学余教授发现了赤霉菌这种成分,接下来中国发生了一场规模较大的3年自然灾害,粮食减产非常严重,为了解决这个问题,赤霉菌就开始被关注在粮食增产方面的应用;同时1960年,正值建国20周年又恰逢党的第9次人民***召开,为了庆祝建党,科研组就把赤霉素这个成分研究出来作为给祖国的献礼,课题将赤霉素命名920,因此,在中国习惯上将赤霉素叫做920。
赤霉素用于棉花、番茄、马铃薯、果树、稻、麦、大豆、烟草等,促进生长、发芽、开花结果;促进果实生长,提高结实率;对棉花、蔬菜、瓜果、水稻等有显著的增产效果,市场容量巨大。赤霉素是促进农业高产增收不可或缺的“好帮手”,是世界现有植物营养生长素中最为成功的产品之一。目前国内赤霉素的总生产能力为约300吨/年,国内需求量约200吨/年,预计国外缺口250吨左右,且每年都在增长,市场缺口较大。赤霉素发酵液中固含物约10%,每1吨赤霉素原药大约要产生20吨固体滤渣,按照目前国内赤霉素的产量计算,产生的滤渣大约有6000吨/年。滤渣的主要内含物为:微量残留赤霉素(小于100mg/kg)、有机质(大于90%)、富含多种氨基酸、粗蛋白、氮磷钾大量元素以及锰、钼、硼、镁、铁、锰和钙等中微量元素。赤霉素发酵液经压滤设备过滤后,形成滤饼,为了尽可能的得到滤液,最终形成的滤饼越干燥越好。在此情况下得到的滤饼,大部分被加载燃煤锅炉中烧掉。按照国家规定,目前逐步将所有的燃煤锅炉改成燃气锅炉,赤霉素滤渣的处理将面临工艺技术改革问题。
粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2等,此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土,岩页;氧化铁主要来自黄铁矿;氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一,随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞。
因此,提供一种赤霉素滤渣的处理方法,同时将粉煤灰变废为宝,具有重要的现实意义。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途。该肥料能够显著调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响,并且能够显著增加农民的收入。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法,包括如下步骤:
步骤1:获得赤霉素发酵液,过滤,收集滤饼;
步骤2:取粉煤灰或草木灰与所述滤饼混合、粉碎,再与微生物、氨基酸、的一种或者两者以上的混合物混合,粉碎,制得肥料。
其中,步骤1中赤霉素发酵液的制备方法具体为:取冷藏菌种在28~30℃的条件下培养40~45h,获得摇瓶种子,再于28~30℃的条件下培养35~40h,获得一级种子;再于28~30℃、pH值为4.5~6.0的条件下培养170~180h,制备获得新鲜发酵液;然后于50~60℃保温30min,制备获得灭活后的发酵液,即赤霉素发酵液。
其中,发酵培养阶段,培养基主要成分为,葡萄糖:80~120g/L,玉米浆:10~40g/L,硫酸铵:15~45g/L,磷酸二氢钾:0.5~3.5g/L,七水硫酸镁:0.8~2.5g/L,七水硫酸锌:0.5~3.0g/L,一水硫酸锰:0.3~1.5g/L,钼酸铵:0.2~1.0g/L。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述粉煤灰或草木灰与所述滤饼的质量比为(10~30):100。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述微生物为细菌,所述细菌为革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述革兰氏阳性菌为枯草芽孢杆菌。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述氨基酸为天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸或甘氨酸中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述滤饼与所述微生物的质量比为(680~800):(2~3);所述微生物的活菌数为3×1010cfu/g。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述滤饼与所述氨基酸的质量比为(680~800):(3~4)。
大量元素(major element,macroelement)指含量占生物总重量万分之一以上的元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。其中C为最基本元素,C、H、O、N为基本元素,C、H、O、N、P、S这六种元素的含量占到了原生质总量的97%,称为主要元素。大量元素一般是指“氮磷钾”,植物生长必须的三大元素。比如:“美艳钾”内含的“氧化钾、硝态氮、氧化磷”是作物生长所必须的三大元素。
中量元素为植物生长所必需,需要量中等,一般占干重的0.2%~1.0%的营养元素。如钙、镁、硫等。
微量元素(trace element),又名痕量元素,未有统一认可的定义。习惯上把研究体系(矿物岩石等)中元素含量大于1%称为常量元素或主要元素(major element),把含量在1%-0.1%之间等那些元素称为次要元素(minor,subordinate)元素,而把含量小于0.1%称为微量元素,或称痕量元素。有人把次要元素也看作微量元素,这取决于研究者的兴趣和对研究问题的帮助。有人认为,在地壳和地球物理中除了O、Si、Al、Fe等几个丰度最大等元素外,其余的可称为微量元素。我们又把人体中存在量极少,低于人体体重0.01%,称为微量元素。具有一定生理功能,并且必须通过食物摄取的微量元素称为必需微量元素。植物体除需要钾、磷、氮等元素作为养料外,还需要吸收极少量的铁、硼、砷、锰、铜、钴、钼等元素作为养料,这些需要量极少的,但是又是生命活动所必须的元素,叫做微量元素。微量元素是相对主量元素(大量元素)来划分的,根据寄存对象的不同可以分为多种类型,目前较受关注的主要是两类,一种是生物体中的微量元素,另一种是非生物体中(如岩石中)的微量元素。
在本发明的一些具体实施方案中,赤霉素发酵液滤饼的处理方法中所述大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca或Mg中的一种或两者以上的混合物;所述中量元素为钙、镁、硫中的一种或两者以上的混合物;所述微量元素为铁、硼、锰、铜、钴或钼中的一种或两者以上的混合物。
本发明还提供了所述处理方法制得的肥料。
本发明还提供了所述肥料在农作物增产中的应用。
农作物指农业上栽培的各种植物,包括粮食作物﹑经济作物(油料作物、蔬菜作物、花、草、树木)、工业原料作物、饲料作物、药材作物等。其中,粮食作物主要包括水稻、玉米、豆类、薯类、青稞、蚕豆、小麦;经济作物主要包括油籽、蔓青、大芥、花生、胡麻、***、向日葵;蔬菜作物主要包括萝卜、白菜、芹菜、韭菜、蒜、葱、胡萝卜、菜瓜、莲花菜、菊芋、刀豆、芫荽、莴笋、黄花、辣椒、黄瓜、西红柿、香菜;果类主要包括梨、青梅、苹果、桃、杏、核桃、李子、樱桃、草莓、沙果、红枣;野生果类主要包括酸梨、野杏、毛桃、山枣、山樱桃、沙棘;饲料作物主要包括玉米、绿肥、紫云英。药用作物主要包括人参、当归、金银花、薄荷、艾蒿。
本发明提供了一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法,包括如下步骤:步骤1:获得赤霉素发酵液,过滤,收集滤饼;步骤2:取粉煤灰或草木灰与所述滤饼混合、粉碎,再与微生物、氨基酸中的一种或者两者以上的混合物混合,粉碎,制得肥料。
大田试验表明,与对照组相比,试验组番茄的节间长缩短,中茎粗增大,亩产量普遍提高,发病率普遍减低,差异具有显著性(P<0.05)。
试验组中,施肥量为25kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率与对照组相比具有显著差异(P<0.05);溃疡病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为50kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、溃疡病发病率、灰霉病发病率、节间长、中茎粗与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为100kg/亩时,茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、溃疡病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01);节间长、中茎粗产量与对照组相比具有显著差异(P<0.05)。
施肥量为200kg/亩时,茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01);溃疡病发病率与对照组相比具有显著差异(P<0.05)。
取实施例3、实施例4制备的肥料进行上述大田试验,试验结果与实施例2制备的肥料相同或相近,无显著差异(P>0.05),可见,本发明提供的肥料能够显著(P<0.05)调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响。
试验结果表明,按照施肥量为25~200kg/亩的施肥方式,尤其是施肥量为50~100kg/亩的施肥方式能够显著(P<0.05)调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响,且显著(P<0.05)增加了农民的收入。
附图说明
图1示赤霉素发酵液的制备工艺。
具体实施方式
本发明公开了一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途中所用原料及试剂均由有市场购得。其中,氨基酸粉购自武汉麦欣科技有限公司。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1赤霉素发酵液滤饼的制备
取冷藏菌种在28~30℃的条件下培养40~45h,获得摇瓶种子,再于28~30℃的条件下培养35~40h,获得一级种子;再于28~30℃、pH值为4.5~6.0的条件下培养170~180h,制备获得新鲜发酵液;然后于50~60℃保温30min,制备获得灭活后的发酵液,即赤霉素发酵液,再经板框过滤,得赤霉素发酵液滤饼。
其中,发酵培养阶段,培养基主要成分为,葡萄糖:80~120g/L,玉米浆:10~40g/L,硫酸铵:15~45g/L,磷酸二氢钾:0.5~3.5g/L,七水硫酸镁:0.8~2.5g/L,七水硫酸锌:0.5~3.0g/L,一水硫酸锰:0.3~1.5g/L,钼酸铵:0.2~1.0g/L。
实施例2赤霉素发酵液滤饼的处理方法
取实施例1制备的赤霉素发酵液滤饼740份,草木灰240份,粗混合后,经粉碎机预粉碎,然后再添加2.5份枯草芽孢杆菌(3×1010cfu/g)和氨基酸粉(包含氨基酸:天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸,其配比为3:3:3:8:2:2)3.5份(氨基酸≥20%),再混合,粉碎,得到一种富含有机质、有益菌、中微量元素等作物营养基肥。
实施例3赤霉素发酵液滤饼的处理方法
取实施例1制备的赤霉素发酵液滤饼800份,草木灰180份,粗混合后,经粉碎机预粉碎,然后再添加3份枯草芽孢杆菌(3×1010cfu/g)和氨基酸粉(包含氨基酸:天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸,其配比为3:3:3:8:2:2)3份(氨基酸≥20%),再混合,粉碎,得到一种富含有机质、有益菌、中微量元素等作物营养基肥。番茄移栽前穴施,施肥量50kg/亩,增产10~15%,且病害显著(P<0.05)减少10%以上。
试验地点:眉山市崇礼镇蔬菜种植基地
试验组:移栽前穴施本发明实施例3制备的肥料,设置4个水平,分别为25kg/亩,50kg/亩,100kg/亩和200kg/亩;其他的栽培管理措施同大田生产。
对照组:当地常规施肥方式,施用普通15:15:15三元复合肥,其他的栽培管理措施同试验组。
试验设3次重复,随机区组设计,共15个小区。小区面积24m2,长×宽为6×4m,小区间开沟隔离。
番茄采用条带种植,行距0.6m,株距0.45m,佳粉10号品种于3月15号播种。
试验数据见表1:
表1
试验数据表明,与对照组相比,试验组番茄茎粗明显增加、节间长减小,产量普片提高,发病率普遍降低,具有极显著差异(P<0.01)。
试验组中,施肥量为25kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01);早疫病与对照比较具有显著差异(P<0.01)
施肥量为50kg/亩时,茎粗、节间长、产量、茎基腐病发病率、溃疡病发病率、早疫病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为100kg/亩时,茎粗、节间长、产量、茎基腐病发病率、溃疡病发病率、早疫病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为200kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、溃疡病发病率、灰霉病发病率与对照组比较具有极显著差异(P<0.01);茎粗、节间长、早疫病发病率与对照组比较具有显著差异(P<0.05)。
实施例4赤霉素发酵液滤饼的处理方法
取实施例1制备的赤霉素发酵液滤饼680份,粉煤灰300份,粗混合后,经粉碎机预粉碎,然后再添加2份枯草芽孢杆菌(3×1010cfu/g)和氨基酸粉(包含氨基酸:天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸,其配比为3:3:3:8:2:2)4份(氨基酸≥20%),再混合,粉碎,得到一种富含有机质、有益菌、中微量元素等作物营养基肥。小麦播种翻地前撒施50kg/亩,增产16%以上。
试验地点:河南滑县枣乡村
试验组:播种前施本发明实施例4制备的肥料,设置4个水平,分别为25kg/亩,50kg/亩,100kg/亩和200kg/亩;其他的栽培管理措施同大田生产。
对照组:当地常规施肥方式,施用普通15:15:15三元复合肥,其他的栽培管理措施同试验组。
试验设3次重复,随机区组设计,共15个小区。小区面积20m2,长×宽为5×4m,小区间开沟隔离。郑麦9023,2015年9月24号播种。
试验数据见表2:
表2
小麦试验数据表明,施肥量25kg/亩、50kg/亩、100kg/亩、200kg/亩增产效果与对照相比具有极显著差异。在施肥量为100kg/亩条件下,增产幅度达16.9%。
实施例5对肥料的检测
对实施例2~4制备的肥料进行检测,结果见表3。
表3肥料检测结果
实施例6大田试验
试验地点:眉山市崇礼镇蔬菜种植基地。
试验组:番茄采用条带种植,行距0.6m,株距0.45m,佳粉10号品种于3月15号播种。
移栽前穴施本发明实施例2制备的肥料,设置4个水平,分别为25kg/亩,50kg/亩,100kg/亩和200kg/亩;其他的栽培管理措施同大田生产。
对照组:不用本发明实施例2制备的肥料施肥,使用普通15:15:15三元复合肥,其他的栽培管理措施同试验组。
试验结果见表4:
表4番茄栽培效果
*表示差异显著,P<0.05;#表示差异极显著,P<0.01。
表4数据表明,与对照组相比,试验组番茄的节间长缩短,中茎粗增大,亩产量普遍提高,发病率普遍减低,差异具有显著性(P<0.05)。
试验组中,施肥量为25kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率与对照组相比具有显著差异(P<0.05);溃疡病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为50kg/亩时,产量、茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、溃疡病发病率、灰霉病发病率、节间长、中茎粗与对照组相比具有极显著差异(P<0.01)。
施肥量为100kg/亩时,茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、溃疡病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01);节间长、中茎粗产量与对照组相比具有显著差异(P<0.05)。
施肥量为200kg/亩时,茎基腐病发病率、早疫病发病率、晚疫病发病率、灰霉病发病率与对照组相比具有极显著差异(P<0.01);溃疡病发病率与对照组相比具有显著差异(P<0.05)。
取实施例3、实施例4制备的肥料进行上述大田试验,试验结果与实施例2制备的肥料相同或相近,无显著差异(P>0.05),可见,本发明提供的肥料能够显著(P<0.05)调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响。
试验结果表明,按照施肥量为25~200kg/亩的施肥方式,尤其是施肥量为50~100kg/亩的施肥方式能够显著(P<0.05)调节番茄的生长,对番茄的抗病能力和产量具有重要影响。
实施例8大田试验
试验地点:河南滑县枣乡村。
试验组:小麦采用郑麦9023品种于9月24播种。
施用本发明实施例2制备的肥料50kg/亩,分别采用一次底肥,底肥加追肥(1:1),一次追肥方式施肥;其他的栽培管理措施同大田生产。
对照组:不用本发明实施例2制备的肥料施肥,使用普通肥料15:15:15三元复合肥播种前基施,其他的栽培管理措施同试验组。
试验结果见表5:
表5效益比较
注:小麦价格按市场价2.55元/千克,用工量按生产上采用人工撒施时需要的用工量,工价按当地的用工价格计算。
由表2可知,采用一次性追施比按底追1:1方式施肥节约用工量4个/ha,节约成本400元。扣除施肥成本后,一次追肥收益比底肥加追肥和一次底肥分别多1016元/ha和1645元/ha,与对照组施用方式小麦的产量7437kg/ha相比,显著增加了农民的收入。
取实施例3、实施例4制备的肥料进行上述大田试验,试验结果与实施例2制备的肥料相同或相近,无显著差异(P>0.05),可见,本发明提供的肥料能够显著(P<0.05)增加农民收入。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:获得赤霉素发酵液,过滤,收集滤饼;
步骤2:取粉煤灰或草木灰与所述滤饼混合、粉碎,再与微生物、氨基酸中的一种或者两者以上的混合物混合,粉碎,制得肥料。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述粉煤灰或草木灰与所述滤饼的质量比为(10~30):100。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法,其特征在于,所述微生物为细菌,所述细菌为革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。
4.根据权利要求3所述的处理方法,其特征在于,所述革兰氏阳性菌为枯草芽孢杆菌。
5.根据权利要求1至4任一项所述的处理方法,其特征在于,所述氨基酸为天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸或甘氨酸中的一种或两者以上的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的处理方法,其特征在于,所述滤饼与所述微生物的质量比为(680~800):(2~3);所述微生物的活菌数为3×1010cfu/g。
7.根据权利要求1至6任一项所述的处理方法,其特征在于,所述滤饼与所述氨基酸的质量比为(680~800):(3~4)。
8.根据权利要求1至7任一项所述的处理方法,其特征在于,所述大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca或Mg中的一种或两者以上的混合物;所述中量元素为钙、镁、硫中的一种或两者以上的混合物;所述微量元素为铁、硼、锰、铜、钴或钼中的一种或两者以上的混合物。
9.根据权利要求1至8任一项所述的处理方法制得的肥料。
10.根据权利要求9所述的肥料在农作物增产中的应用。
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CN201610790789.4A CN106365853A (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 一种赤霉素发酵液滤饼的处理方法、制得的肥料以及肥料的用途 |
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