CN114196409A - 一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂及其制备方法和应用，具体涉及生物肥领域。所述土壤调理剂包括中药药渣、BGB高温复合菌、促进剂组合物和餐厨有机废弃物。所述制备方法包括将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；取特定药渣按一定比例混合；将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣混合物按照比例混匀，加入BGB高温复合菌和促进发酵分解组合物，再高温好氧发酵8～10h，即得。本发明的土壤调理剂有机物总量为80～90％，其中有机质含量为70～85％，易氧化有机质含量为30～40％；pH为5.5‑7.5，水分含量≤15.0％。

Description

一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及生物肥领域，具体涉及一种利用餐厨废弃物和中药渣制备土壤调理剂的方法和应用。
背景技术
我国中药及天然药用生物资源种植面积在240万hm2以上，药材产量达到540万吨，中药企业1500多家，年产生含水中药渣1200万吨。填埋、焚烧、堆放等中药渣处理方式，不仅占用土地，还会造成环境污染和资源浪费。
如果实现中药渣的资源化利用，不仅减轻环境负担，而且能够变废为宝，产生一定的经济效益。因中药有效成分提取手段、提取效率的制约，中药渣中除含有一定量有效成分外，还含有大量的氨基酸、多糖以及蛋白质等营养成分，发酵法制备中药有机肥虽然操作简单，但周期较长，发酵过程中产生大量CH4、CO2等气体，难以达到彻底的无害化。
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。
发明内容
为此，本发明提供一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂及其制备方法和应用，以解决现有餐厨垃圾不好处理，中药药渣提取周期长，利用率低等问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面提供的一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，所述土壤调理剂包括中药药渣、BGB高温复合菌、促进剂组合物和餐厨有机废弃物。
进一步的，所述中药药渣包括绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份和川芎药渣10-15份。
进一步的，所述BGB高温复合菌包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌。
进一步的，所述枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌的比例为(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)。
进一步的，所述餐厨有机废弃物与中药药渣的比例为3：7。
进一步的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
根据本发明的第二方面提供的上述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，中药药渣组分为：绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份，川芎药渣10-15份；各药渣提取后得到混合中药药渣，自然风干粉碎过200目筛；
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在高温好氧发酵8～10h，即得土壤调理剂。
进一步的，各药渣提取工艺为：所述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份，川芎药渣10-15份混合，自然风干粉碎过200目筛＝即得混合药渣
进一步的，所述步骤四中，所述按照比例为干物质餐厨有机废弃物和中药药渣的比例为3：7。
进一步的，所述步骤四中，所述高温好氧发酵的温度为70～80℃。
根据本发明的第三方面提供的上述餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂应用于中药材土壤调理。
本发明具有如下优点：
(1)餐厨废弃物富含蛋白质、氨基酸等活性物质，中药渣中除残留的药用活性物质，还含有大量植物纤维、生物碱、萜类物质等，本发明将二者按一定比例混合后高温发酵制备的土壤调理剂营养物质充足，有机物总量为80～90％，其中有机质含量为70～85％，易氧化有机质含量为30～40％；pH为5.5-7.5，水分含量≤15.0％。
(2)本发明中的餐厨废弃物和中药药渣经过高温发酵，物料已经完全腐熟稳定，其中所含的有害病原菌以及各类杂草种子等杂质就已经被高温消除，其中所含的大部分木质纤维素已经被降解成生物腐植酸类物质，应用到土壤中可以改善土壤理化性质，优化了土壤微生物群落结构，通过各种有益菌的作用，可以降低减小土壤容重，提高通气性，提高土壤团聚体。
(3)本发明的土壤调理剂兼具药和肥的功效，是一种兼具营养、植保双重功效于一体的新型土壤调理剂，可以显著降低土传病害发病率和病情指数。此外，本发明的土壤调理剂具有促进根系发育，改善土壤结构和提供土壤酶活性的功能。餐厨废弃物和中药渣在耐高温复合菌的作用下，制备的土壤调理剂对病原菌具有抑制作用，同时也可提供植物所需的营养物质，中药渣能够有效减少大部分的病原菌，有效遏制土传病害的发生，刺激作物生长，最终提高作物产量，改善作物品质。
(4)本发明和传统的中药渣堆肥工艺相比，本发明时间短，只需要8～10h，CH4、CO2等气体排放减少，资源化处理过程中不会产生二次污染然。
(5)本发明的中药渣的资源化处理过程中，并不是所有的中药材都可以使用上述方法，有些中药材因为本身的毒性等特殊理化性质，不适宜制备生物有机药肥使用到土壤中，反而对作物和环境不安全。经过筛选，本发明所选用的几种中药渣经过拮抗试验对BGB高温复合菌安全，其本身含有的有效活性成分可以有效防治土壤中的病原菌。
(6)本发明有效资源化处理了餐厨废弃物和中药渣废弃物，经过高温好氧堆肥转化成土壤调理剂，施用到土壤中，不仅固碳，还起到碳减排的作用，对环境友好。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Figure BDA0003423821370000051
实施例1一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣20份，苦参药渣30份，蓖麻药渣10份，鸡血藤药渣5份，川芎药渣10份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在70℃高温好氧发酵8h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
实施例2一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣40份，苦参药渣50份，蓖麻药渣20份，鸡血藤药渣15份，川芎药渣15份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在75℃高温好氧发酵9h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
实施例3一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片等；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣30份，苦参药渣40份，蓖麻药渣15份，鸡血藤药渣10份，川芎药渣12份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在70℃高温好氧发酵10h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
实施例4一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣35份，苦参药渣35份，蓖麻药渣16份，鸡血藤药渣8份，川芎药渣11份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在75℃高温好氧发酵9h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
对比例1一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣、苦参药渣、蓖麻药渣、鸡血藤药渣、川芎药渣各10份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在70℃高温好氧发酵8h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
对比例2一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞绞股蓝药渣、苦参药渣、蓖麻药渣、鸡血藤药渣、川芎药渣各50份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在75℃高温好氧发酵9h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
对比例3一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片等；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎、烟叶分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣30份，烟叶药渣40份，蓖麻药渣15份，鸡血藤药渣10份，川芎药渣12份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在70℃高温好氧发酵10h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
对比例4一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，药渣提取工艺为：述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
川芎、鱼藤分别用乙醇提：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣30份，苦参药渣40份，鱼藤药渣15份，鸡血藤药渣10份，川芎药渣12份混合，自然风干即得混合药渣。
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照3：7比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在75℃高温好氧发酵9h，即得土壤调理剂。
优选的，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
由于促进剂的量非常小，制备过程中先和BGB高温复合菌充分混匀后，再添加到餐厨有机废弃物和中药渣中进行高温碳质化反应。
吐温-20可降低表面张力，增强餐厨废弃物、中药渣和菌种的充分接触。
螯合剂可以为BGB高温复合菌提供碳源和提高其它无机营养元素的可利用性，从而提高复合菌的繁殖和活性，保证餐厨有机废弃物和中药渣可以进行快速、高效腐殖化。丝氨酸的结构和辅酶M类似，能对微生物的生长起到促进作用,因此也具有双重营养作用。钴元素是微量金属元素，钴的存在不仅有利于微生物细胞的合成，还可促进酶的合成或激活在生化反应中起催化作用的酶，螯合形式的钴元素更容易被微生物吸收和利用。
螯合剂丝氨酸-钴制备方法：将COCl2·6H2O(分析纯)和D-丝氨酸(色谱纯)以摩尔比为1：3的量分别溶解，把两种溶液混合，加热搅拌，使其充分反应，冷却静置一天即得。
优选的，所述BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。本发明中所述的BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司自己制备。
实验例1
本发明实施例1-4制备的土壤调理剂按照《NY/T 2876-2015肥料和土壤调理剂有机质分级测定》，具体结果见表1所示。
表1各实施例产品质量检测
Figure BDA0003423821370000171
本发明的制备方法制备的土壤调理剂，有机物和易氧化有机物等含量远远满足植物生长需求，其中有机物总量在80％～90％之间，总养分5.2～5.7，有机质含平均在70％左右，易氧化有机质含量在30％～40％之间，ph5.5～7.5，含水率15％以下，产品各指标稳定且优良，可用于作物土壤改良使用。
实验例2
本发明实施例1-4制备的土壤调理剂、对比例1-4制备的土壤调理剂对土壤得改善见表2所示。对土地进行取样，在每份土地中随机取3次土壤，用20cm土钻，每次取土100g。测定土壤容重、机械稳定性团聚体(≥0.25mm)占比，采用氯仿熏蒸-硫酸钾浸提法测定土壤微生物生物量碳，具体检测结果如表2所示。
表2土壤调理剂对土壤的改善
Figure BDA0003423821370000181
本发明的产品可以有效改良土壤，提高有益微生物。土壤容重的改变势必改变土壤的水肥气热状况，即在一定程度上改变了作物根系生长的土壤生态环境，实施例的土壤容重均小于对比例和原始土壤，说明实施例产品有效改良了土壤的透气性。土壤团聚体作为土壤结构的基本单位，是土壤肥力的中心调节器，其大小分布和稳定性影响着土壤的孔隙性、持水性、通透性和抗蚀性，影响着土壤的众多物理化学性质，本发明的实施例可以有效提高土壤中≥0.25mm机械稳定性团聚体占比，有效起到了改良土壤的作用。土壤微生物生物量碳对土壤有效养分而言，是一个很大的给源和库存，是土壤中易于利用的养分库及有机物分解和N氮矿化的动力，与土壤中的C、N、P、S等养分循环密切相关。本发明实施例可以显著提高土壤中微生物碳含量，最高可达892.7mg/kg。
实验例3
将中药试验田(四川中江地区)进行划分成等份得10份，种植中药作物丹参，分别编号1-10，依次施肥实施例1-4、对比例1-4、空白不施肥和常规有机肥，施肥方式为移苗前每亩使用300kg。常规有机肥为农家肥，畜禽粪便静置30天腐殖化后使用。
8个月后统计根腐病和叶斑病的发生率。根腐病和叶斑病统计方法：通过病情指数反映病害程度，病情指数＝100×∑(各病级调查样本数×病级代表值)/(调查样本总数×最高病级代表值)。
丹参苗生长1年后在10～11月期间，每个小区随机选10株，选晴天采挖，将根条晒至六成干，用手捏拢理顺，扎成小束，堆闷2～3d，再摊开晒至全干，去须修芦，剪去细尾，既成商品，测干重和长度、直径，具体对比表见表3所示。
表31-10试验田中药作物丹参病害发生及品质情况
Figure BDA0003423821370000191
Figure BDA0003423821370000201
由表3可见，本发明的药肥能有效控制土壤中的有害微生物，调节微生物健康菌群，进而达到增强植株抵抗力和活力的目的，有效减少土传病害和植株病害的发生，实施例产品可以有效预防丹参苗根腐病和叶斑病的发生，最低发生率分别为5.3％和6％。同时有益于药材的生长和品相的提高，平均干重最高可达23.7g，具有突出的经济价值。
众所周知，餐厨废弃物富含蛋白质、氨基酸等活性物质，中药渣中除残留的药用活性物质，还含有大量植物纤维、生物碱、萜类物质等，本发明将二者按一定比例混合后高温发酵制备的土壤调理剂营养物质充足，有机物总量为80～90％，有机质含量为70～85％，易氧化有机质含量为30～40％；pH5.5-7.5，水分含量≤15.0％。
本发明中的餐厨废弃物和中药渣经过高温发酵，物料已经完全腐熟稳定，其中所含的有害病原菌以及各类杂草种子等杂质就已经被高温消除，其中所含的大部分木质纤维素被降解成生物腐植酸类物质，应用到土壤中可以改善土壤理化性质，优化了土壤微生物群落结构，通过各种有益菌的作用，可以降低减小土壤容重，提高通气性，提高土壤团聚体。
本发明的土壤调理剂兼具药和肥的功效，是一种兼具营养、植保双重功效于一体的新型土壤调理剂，可以显著降低土传病害发病率和病情指数。此外，本发明的土壤调理剂具有促进根系发育，改善土壤结构和提供土壤酶活性的功能。餐厨废弃物和中药渣在耐高温复合菌的作用下，制备的土壤调理剂对病原菌具有抑制作用，同时也可提供植物所需的营养物质，中药渣能够有效减少大部分的病原菌，有效遏制土传病害的发生，刺激作物生长，最终提高作物产量，改善作物品质。
和传统的中药渣堆肥工艺相比，本发明时间短，只需要8～10h，CH4、CO2等气体排放减少，资源化处理过程中不会产生二次污染然。
通过对比例可知，本发明中药渣的资源化处理过程中，发现并不是所有的中药材都可以使用上述方法，有些中药材因为本身的毒性等特殊理化性质，例如鱼藤、烟叶(对比例3、4)等植物对水生生物、有益昆虫等毒性高，对本发明的BGB高温复合菌也有拮抗作用，不适宜制备生物有机药肥使用到土壤中，反而对作物和环境不安全。经过筛选，本发明所选用的几种中药渣经过拮抗试验对BGB高温复合菌安全，其本身含有的有效活性成分可以有效防治土壤中的病原菌。
本发明有效资源化处理了餐厨废弃物和中药渣废弃物，经过高温好氧堆肥转化成土壤调理剂，施用到土壤中，不仅固碳，还起到碳减排的作用，对环境又好。
本发明制备的土壤调理剂可以应用于中药材领域，能够显著提高中药材的产量。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述土壤调理剂包括中药药渣、BGB高温复合菌、促进剂组合物和餐厨有机废弃物。
2.根据权利要求1所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述中药药渣包括绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份和川芎药渣10-15份。
3.根据权利要求1所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述BGB高温复合菌包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌。
4.根据权利要求3所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌的比例为(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)。
5.根据权利要求1所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述餐厨有机废弃与中药药渣的比例为3：7。
6.根据权利要求1所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂，其特征在于，所述促进剂组合物为表面活性剂吐温-20，添加量为处理量的15ppm；螯合剂丝氨酸-钴，添加量为处理量的1μmol/L。
7.权利要求1-6任一所述一种餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质餐厨有机废弃物；
步骤二，取绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份，川芎药渣10-15份；各药渣提取后得到混合中药药渣，自然风干粉碎过200目筛；
步骤三，将干物质餐厨有机废弃物和中药药渣按照比例混匀，加入提前将BGB高温复合菌与促进剂组合物混合均匀的混合物，在高温好氧发酵8～10h，即得土壤调理剂。
8.根据权利要求7所述餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，各药渣提取工艺为：所述中药材提取工艺分为水提和乙醇提，绞股蓝、苦参、鸡血藤分别用水提，工艺相同：加入10倍重量的水，煎煮两次，第一次1.5h，第二次1h，过滤，得药渣备用；
蓖麻、川芎分别用乙醇提，工艺相同：用10倍重量的70％乙醇回流提取两次，每次1h；得药渣备用；
将上述药渣按照绞股蓝药渣20-40份，苦参药渣30-50份，蓖麻药渣10-20份，鸡血藤药渣5-15份，川芎药渣10-15份混合，自然风干粉碎过200目筛即得混合药渣。
9.根据权利要求7所述餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述高温好氧发酵的温度为70～80℃。
10.权利要求1-6任一所述餐厨废弃物和中药渣制备的土壤调理剂应用于中药材土壤调理。
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