CN109912343A - 一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，包括以下步骤：果蔬废弃物经处理后得到新鲜果蔬汁液；往新鲜果蔬汁液中添加科学合理的有机养分，通过一定的工艺处理，给发酵液中原有的乳酸菌及酵母菌等有益菌创造一个良好的微环境，使其充分发酵及生长繁殖，从而抑制发酵液中原有产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌的生长繁殖，得到一种棕色、不胀气具有酱香味的营养液，接着加入2％的悬浮剂搅拌均匀，最后经胶体磨进行研磨处理获得有机悬浮液体肥。本发明的有机悬浮液体肥可以混合一定含量的氮磷钾及有机质配成高浓度的有机无机复合悬浮液体肥，主要应用于作物的后期追肥阶段，对增加作物产量、改善品质及改良土壤等效果显著。

Description

一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法

技术领域

本发明涉及有机肥技术领域，尤其涉及一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法。

背景技术

全国600多座大中城市中，有2/3陷入垃圾的包围之中，且有1/4的城市已没有合适场所堆放垃圾。据初步统计，仅成都市每天所产生的果蔬废弃物至少在500吨以上的量，由于果蔬废弃物含水量高、有机质丰富且极易腐烂发臭，因此一直是固废垃圾处理的难点与重点。目前有部分企业在尝试对果蔬废弃物进行资源化利用，却还是面临诸多问题。最为常见的为以下三种模式：

(1)通过厌氧发酵工艺对果蔬废弃物进行沼气发酵，产生的沼气进行供电或供热，沼液或沼渣作为肥料施用于农作物，但是这种沼液沼渣肥有害物质众多，易滋生大量的有害微生物易对环境或土壤会造成二次污染，易造成烧苗，不利于作物的生长；其次这种工艺投资较大，效益低，资源化利用程度低；

(2)通过固液分离***对果蔬废弃物进行处理得到果蔬汁液及果蔬残渣，果蔬残渣通过传统的堆肥技术形成有机肥，难以处理的果蔬汁液通过污水处理设备进行处理达到达标排放或直接排放，这种模式资源化利用程度较高，但由于果蔬汁液成分复杂，很难通过污水处理设备处理后进行达标排放，且该工艺处理复杂、投资较大、收益较低；

(3)上述的果蔬汁液通过添加某种或多种功能菌及一定的养分进行处理，最后得到液体肥料，但由于新鲜的果蔬汁液由于有机质含量丰富以及微生物种类多且杂乱，用这种方法得到的液体肥还是面临着气味难闻、胀气及养分沉淀分层等诸多问题，无法形成合格的肥料产品进行大范围销售。其一是果蔬汁液中会滋生大量的产硫化氢细菌以及有害细菌的代射产物从而导致发酵液发臭；其二是果蔬汁液易滋生大量的产甲烷菌从而产生沼气，导致制得的液体肥产品易胀气；其三是果蔬汁液发酵为肥料，易出现养分沉淀分层的现象，如果不能解决该现象，会导致后续的肥料产品推广销售困难，质量抽检不合格等一系列问题。

因此，研制开发一种原料易得、操作简单、生产成本低、物料利用率高、养分均衡、既能减少环境污染、又能有效提高肥力的以果蔬汁液为原料生产有机肥的方法是客观需要的。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，包括以下步骤：

S1：果蔬废弃物经处理后得到果蔬汁液；

S2：往果蔬汁液中添加红糖、生化黄腐酸钾以及尿素搅拌均匀后得混合营养液，混合营养液中红糖浓度为50g/L～100g/L、生化黄腐酸钾浓度为25g/L～50g/L、尿素浓度为10g/L～20g/L；

S3：将混合营养液密封并在室温下，利用氧气泵按1L混合营养液在通气量≥0.25L/min的条件下进行曝气处理3天，得到发酵完全的营养液；

S4：发酵完全的营养液中加入质体比为2％的全水溶悬浮剂搅拌均匀后得到有机悬浮液体肥初产品；

S5：有机悬浮液体肥初产品经胶体磨进行研磨处理，将有机悬浮液体肥初产品中大颗粒研磨为微米级的小颗粒。

可选地，S3中，曝气处理后的混合营养液由青草气味变为酱香气味不胀气、1:250倍稀释后的pH值为5.0～7.0、颜色为棕色后得到发酵营养液，抽取一定量的发酵营养液稀释100倍，然后用移液枪吸取10μL稀释液均匀的涂布在LB平板上，在培养箱中培养24小时后LB平板上生长的菌落为乳酸菌菌落和酵母菌菌落，即得到的发酵营养液为发酵完全的营养液，若LB平板上生长的菌落除酵母菌及乳酸菌之外还有其它杂菌生成，则发酵营养液需继续曝气处理。

可选地，有机悬浮液体肥混合氮磷钾及有机质配成高浓度的有机无机复合悬浮液体肥施用。

可选地，有机悬浮液体肥配合复合肥施用。

本发明的有益效果在于：

1、本发明涉及的利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法以果蔬废弃物为主要原料来源，制备方法简单、周期短、成本低，处理量大、效率高，生产过程清洁无污染，处理了大量果蔬废弃物，可实现果蔬废弃物的无害化处理和资源化利用，践行了变废为宝、青山绿水就是金山银山的准则；

2、以新鲜的果蔬汁液为主要载体，添加合理的有机养分，在自然条件下通过一定的工艺处理，给发酵液中原有的有益微生物即乳酸菌及酵母菌等创造一个良好的微环境，使其充分发酵3天进行生长繁殖，从而抑制发酵液中原有产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌的生长繁殖，解决了现有果蔬废弃物资源化利用过程中，果蔬汁液发酵做肥料易发臭及胀气的问题，肥料初产品由于加入了2％的全水溶性悬浮剂，避免液体肥养分沉淀分层；

3、现有的普通液体肥由于较难解决养分沉淀分层问题，造成养分浓度低，比重通常在1.10～1.30之间，很难单独施用满足作物生长后期对养分的需求。本发明产品是以新鲜的果蔬汁液为主要载体，添加合理的有机养分，在自然条件下经微生物的发酵而成，得到的有机悬浮液体肥，包含了高含量有机质、小分子有机酸、天然的植物生长调节剂、生物活性酶以及丰富的维生素等营养物质。本发明有机悬浮液体肥可以混合一定含量的氮磷钾及有机质配成高浓度的有机无机复合悬浮液体肥，比重在1.40以上，养分含量高；该有机悬浮液体肥也可以单独配合复合肥一起施用，主要应用于作物的后期追肥阶段，对增加作物产量、改善品质及改良土壤等效果显著。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1中，A1为发酵前混合营养液X1中菌种的种类及生长情况图，A2为发酵前混合营养液X2中菌种的种类及生长情况图；

图2中，B1为发酵完全后的混合营养液Y1中菌种的种类及生长情况图，B2为发酵完全后的混合营养液Y2中菌种的种类及生长情况图；

图3中，C1为放置一个星期后无悬浮剂添加的发酵完全的营养液Z1的示图，C2为放置一个星期后有悬浮剂添加的发酵完全的营养液Z1的示图；

图4中，D1为施加本发明所述的有机悬浮液体肥的实施例示图，D2为无施加本发明所述的有机悬浮液体肥的对比例示图。

具体实施方式

应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本发明针对现有果蔬废弃物汁液难以应用以及污染环境等问题，提供了一种以果蔬废弃物汁液为载体发酵制备有机悬浮液体肥的方法。

包括以下步骤：

S1：果蔬废弃物经处理后得到果蔬汁液。

果蔬废弃物是指以农产品批发市场所有任意废弃的蔬菜与水果为原料来源，收集废弃果蔬之后，通过人工分拣输送平台分拣出其中的塑料、木棍、泡沫等不可利用垃圾，分拣后的纯废弃果蔬经破碎机破碎之后，通过传送带输送至压榨机进行压榨获得的新鲜果蔬汁液，接着果蔬汁液通过40目过滤网进行过滤后得到所需的果蔬汁液。

S2：往果蔬汁液中添加红糖、生化黄腐酸钾以及尿素搅拌均匀后得混合营养液。

混合营养液中红糖浓度为50g/L～100g/L、生化黄腐酸钾浓度为25g/L～50g/L、尿素浓度为10g/L～20g/L。

曝气发酵过程中所需要的碳源必需为红糖及生化黄腐酸钾两种，二者缺一不可，并优化地限定了红糖与生化黄腐酸钾的浓度范围，若碳源换成其他的含碳化合物以及红糖与生化黄腐酸钾的浓度不在这一范围内，则曝气发酵过程中，仍然会滋生产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌，导致后续得到的肥料出现恶臭及胀气的现象，只有碳源为红糖与生化黄腐酸钾两种，并在各自适合的浓度范围内，最后发酵完全后，不会有产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌的滋生，仅有乳酸菌及酵母菌两种有益菌存活下来，后续制作而成的肥料不会有恶臭及胀气的现象。

曝气发酵过程中所需要的氮源必需为尿素，并优化地限定了尿素的浓度范围，若氮源不是尿素，且尿素含量达不到这一浓度范围，则后续发酵过程中，除了乳酸菌及酵母菌外，还有其它杂菌存活，造成发酵液仍然会恶臭及胀气现象，如果尿素浓度过高，则后续得到的发酵液，会产生很浓的氨气味，不利于后续肥料的制作。

S3：将混合营养液密封并在室温下，利用氧气泵按1L混合营养液在通气量≥0.25L/min的条件下进行曝气处理3天，得到发酵完全的营养液。

S3中，曝气处理后的混合营养液由青草气味变为酱香味且不胀气、pH值为(1:250倍稀释)5.0～7.0、颜色为棕色后得到发酵营养液，抽取一定量的发酵营养液稀释100倍，然后用移液枪吸取10μL稀释液均匀的涂布在LB平板上，在培养箱中培养24小时后LB平板上生长的菌落为乳酸菌菌落和酵母菌菌落，即得到的发酵营养液为发酵完全的营养液，若LB平板上生长的菌落除酵母菌及乳酸菌之外还有产甲烷菌、产硫化氢细菌、芽孢杆菌等其它杂菌生成，则发酵营养液需继续曝气处理。

曝气发酵过程中必需利用氧气泵进行曝气处理，并优化地限定了曝气的条件，通气量≥0.25L/min，如果通气量达不到这一条件，则很容易造成混合营养液出现恶臭现象，一旦混合营养液出现恶臭现象后，则无论怎么去处理，均很难消除混合营养液中这种恶臭的现象，从而影响后续肥料的品质。在添加合适的碳源及氮源后配合合适的曝气条件，是为了给发酵液中原有的乳酸菌及酵母菌创造一个适宜的生长条件，使得混合营养液中的乳酸菌及酵母菌进行充分发酵及生长繁殖，从而抑制发酵液中原有产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌的生长繁殖。如果发酵过程中营养液除了酵母菌及乳酸菌之外还有其它产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌存活，则后续得到的肥料会出现胀气及腐烂恶臭等现象。

如图1所示，将发酵前混合营养液稀释10倍后均匀的涂布在LB平板上，每个平板涂布10μL稀释液，重复2次，并标记为X1与X2，然后放培养箱中培养24小时，结果我们可以看到X1与X2两个平板上的菌种种类几乎相差不大，至少都包含5种以上菌落形态的菌种。

如图2所示，将发酵好的混合营养液稀释100倍后均匀的涂布在LB平板上，每个平板涂布10μL稀释液，重复2次，并标记为Y1与Y2，然后放培养箱中培养24小时，结果从图中我们可以看到Y1与Y2两个平板上的菌种类与数量几乎相差不大，仅有2种形态的菌得以生长繁殖，其它形态的菌均已被竞争淘汰掉。其中黑色圈中的菌落大而厚实，呈球状、乳白色、不透明、表面光滑、湿润、粘稠、容易挑起、菌落质地均匀。白色圈中的菌落中等大小呈圆形、凸起、微白色、湿润、边缘整齐。接着分别提取了黑色圈及白色圈中菌种的DNA，通过PCR仪扩增黑色圈中菌种的18S rRNA基因序列以及白色圈中菌种的16S rRNA基因序列，扩增产物交测序公司进行测序，将所得的序列在GenBanK数据库中进行BLAST，最后鉴定为黑色圈中的菌种为酵母菌，白色圈中的菌种为乳酸菌，并通过统计计数得出1mL有机悬浮液体肥中有2.5×10⁶个酵母菌，1.8×10⁶个乳酸菌。

S4：发酵完全的营养液中加入质体比为2％的全水溶悬浮剂搅拌均匀后得到有机悬浮液体肥初产品。

发酵完全的营养液必需加入质体比为2％的全水溶悬浮剂，否则得到营养液随着放置时间的延长，造成营养液中的养分沉淀分层现象，不利于后续肥料产品的推广、销售及质量抽检。

如图3所示，C1为营养发酵液无悬浮剂添加放置一个星期后的照片，有着明显的养分沉淀分层现象，C2和C1为同样的营养发酵液，添加了质体比为2％的悬浮剂之后，放置一个星期后的照片，无养分沉淀分层现象。

S5：有机悬浮液体肥初产品经胶体磨进行研磨处理，将有机悬浮液体肥初产品中少量较大的颗粒研磨为微米级的小颗粒。

有机悬浮液体肥初产品必需经过胶体磨进行研磨处理，如果得到的有机悬浮液体肥初产品，没经过胶体磨处理，则该产品应含有少量大颗粒物质，导致产品无法应用于水肥一体化的喷灌及滴灌设备，进而影响后续肥料产品的推广及销售。

本发明针对现有果蔬废弃物汁液难以应用以及污染环境等问题，提供了一种以果蔬废弃物汁液为载体发酵制备有机悬浮液体肥的方法。本发明是以新鲜的果蔬汁液为主要载体，添加合理的有机养分并搅拌均匀，在自然条件下经一定工艺处理，给发酵液中原有的有益微生物即乳酸菌及酵母菌等创造一个良好的微环境，使其充分发酵3天进行生长繁殖，从而抑制发酵液中原有产甲烷菌及产硫化氢细菌等杂菌的生长繁殖，最后得到一种棕色具有酱香味不胀气的营养液，接着营养液添加质体比为2％水溶性悬浮剂并不断搅拌均匀，得到的肥料初产品再经胶体磨进行研磨，使肥料产品中少量较大的颗粒研磨成微米级颗粒以及养分更加质地均匀与分散，最后得到成品有机悬浮液体肥。

所述的发明不仅能解决果蔬废弃物汁液污染环境的问题；还能利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥，得到的有机悬浮液体肥，包含了高含量有机质、小分子有机酸、天然的植物生长调节剂、生物活性酶以及丰富的维生素等营养物质，可以混合一定含量的氮磷钾及有机质配成有机无机复合液体肥，也可以单独配合复合肥进行施用，主要应用于作物的后期追肥阶段，对增加作物产量、改善品质及改良土壤等有着显著的效果。

制备得到的有机悬浮液体肥具有如下特性：

a.形态特征

所述产品为液体形态、放置一个星期后养分不沉淀分层、不胀气、不发臭、棕色、酱香气味。

b.肥料中的营养成分

有机质≥100g/L。

c.肥料中的菌种种类

发酵完全后，发酵液中的菌种由原来的产甲烷菌、产硫化氢细菌、芽孢杆菌、乳酸菌及酵母菌等多种复合菌转变成仅有乳酸菌及酵母菌2种纯菌种。

d.限量指标

pH(1:250倍稀释)：5.0～7.0，水不溶物：3.0～5.0g/L，汞(Hg)≤0.5mg/kg，砷(As)≤1mg/L，镉(Cd)：≤1mg/kg，铅(Pb)≤5mg/kg，铬(Cr)≤5mg/kg。

制备得到的有机悬浮液体肥可在种植蔬菜、水稻、小麦、烟草或瓜果中应用。特别适用于节瓜、西葫芦。

以下为该有机悬浮液体肥的应用例：

一、有机悬浮液体肥应用节瓜试验

本实验采取实施例一种以果蔬汁液为载体发酵而成的有机悬浮液体肥配合15-15-15的芭田复合肥与对比例仅施用15-15-15的芭田复合肥。两个处理组各种植5分地株型大小、长势相近的节瓜，前期两个处理组的水肥管理及田间管理一致，到节瓜开始挂小果时开始追肥，其中实施例按每次10公斤/亩有机悬浮液体肥及10公斤/亩芭田复合肥的用量，兑水200倍进行灌根，每10天一次，连续使用3次；对比例在相同的时间内按每次10公斤/亩的芭田复合肥用量，兑水200倍进行灌根，每10天一次，连续使用3次，在距第一次施肥30天后进行拍照记录，在节瓜进行第一次采摘时分别对实施例及对比例两个处理组的节瓜进行产量及品质的测定。结果由表1可以看出，与对比例相比实施例的节瓜每亩产量增加了41.3％，每株节瓜数量增加了44.4％，节瓜维生素C含量增加了29.2％，说明以果蔬汁液为载体发酵制备而成的有机悬浮液体肥能显著的增加节瓜的产量及改善品质。实施例的节瓜叶片浓绿有光泽，植株有活力，挂果数量多，土壤较湿润疏松；对比例的节瓜叶片淡绿无光泽，挂果数量少，植株缺乏活力，土壤较干燥硬实；说明以果蔬汁液为载体发酵制备而成的有机悬浮液体肥能显著的促进作物的生长发育及改良土壤。

处理	节瓜产量(Kg/亩)	每株节瓜数量	维生素C(mg/g)
				对比例	456.9	5.4±0.2a	0.72±0.04a
实施例	645.8	7.8±0.5b	0.93±0.07b

表1实施例与对比例对节瓜产量与品质的影响

二、有机悬浮液体肥应用西葫芦苗试验

本实验采取实施例一种以果蔬汁液为载体发酵而成的有机悬浮液体肥配合15-15-15的芭田复合肥与对比例仅施用15-15-15的芭田复合肥。两个处理组各播种2分地株型大小、长势相近的西葫芦苗，其中实施例按每次5公斤/亩有机悬浮液体肥及5公斤/亩芭田复合肥的用量，兑水200倍进行淋施；对比例在相同的时间内按每次5公斤/亩的芭田复合肥用量，兑水200倍进行淋施。5天后进行拍照记录。结果由图4可以看出，实施例的西葫芦苗叶片浓绿厚实有光泽，提苗快，株型大；对比例的西葫芦苗叶片淡绿无光泽，株型小且弱，提苗慢。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (4)

1.一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：果蔬废弃物经处理后得到果蔬汁液；

S2：往果蔬汁液中添加红糖、生化黄腐酸钾以及尿素搅拌均匀后得混合营养液，混合营养液中红糖浓度为50g/L～100g/L、生化黄腐酸钾浓度为25g/L～50g/L、尿素浓度为10g/L～20g/L；

S3：将混合营养液密封并在室温下，利用氧气泵按1L混合营养液在通气量≥0.25L/min的条件下进行曝气处理3天，得到发酵完全的营养液；

S4：发酵完全的营养液中加入质体比为2％的全水溶悬浮剂搅拌均匀后得到有机悬浮液体肥初产品；

S5：有机悬浮液体肥初产品经胶体磨进行研磨处理，将有机悬浮液体肥初产品中大颗粒研磨为微米级的小颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，其特征在于：S3中，曝气处理后的混合营养液由青草气味变为酱香气味不胀气、1:250倍稀释后的pH值为5.0～7.0、颜色为棕色后得到发酵营养液，抽取一定量的发酵营养液稀释100倍，然后用移液枪吸取10μL稀释液均匀的涂布在LB平板上，在培养箱中培养24小时后LB平板上生长的菌落为乳酸菌菌落和酵母菌菌落，即得到的发酵营养液为发酵完全的营养液，若LB平板上生长的菌落除酵母菌及乳酸菌之外还有其它杂菌生成，则发酵营养液需继续曝气处理。

3.根据权利要求1所述的一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，其特征在于：有机悬浮液体肥混合氮磷钾及有机质配成高浓度的有机无机复合悬浮液体肥施用。

4.根据权利要求1所述的一种利用果蔬汁液发酵制备有机悬浮液体肥的方法，其特征在于：有机悬浮液体肥配合复合肥施用。