CN101538173A

CN101538173A - 一种微生物复合菌肥的生产方法

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Publication number: CN101538173A
Application number: CN200910083690A
Authority: CN
Inventors: 陈畅; 陈毅明; 黄法奇; 付岩帅; 张鹏; 张淑荣
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2009-09-23
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: CN101538173B

Abstract

本发明涉及农用微生物复合菌肥，具体的涉及一种微生物复合菌肥的生产方法。其特征在于：以发酵工厂发酵后污水处理过程中的活性污泥为基质，添加糖蜜作为培养基，加入水后接入复合菌种发酵，再添加草炭，经干燥制得复合菌肥；本发明实现了污泥废弃物的再利用，为绿色生态农业的发展提供了经济、高效的微生物污泥菌肥。

Description

一种微生物复合菌肥的生产方法

技术领域：

本发明涉及农用微生物复合菌肥，是一种以活性污泥为主要基质，添加一定量草炭和糖蜜后作为原料，接入功能菌种发酵培养，经过造粒、干燥、包装等工艺生产微生物复合菌肥的方法。

背景技术：

我国现有耕地约1.2亿公顷(hm²)，年需化肥1.5亿吨(t)，是世界上最大的化肥进口国、氮肥生产国和肥料使用国。肥料在我国的农业生产中占有举足轻重的地位，但是化学肥料的大量使用造成了土壤板结，土壤肥力下降，农产品品质降低。因此，急需开发更多环境友好型肥料来替代化肥以达到农作物优质高产的目的。微生物菌肥具有调控作物生长、提高农作物品质、增强作物防病抗病能力、无污染等优点。可见，微生物菌肥的开发和应用在资源利用、增产增效、环境保护等方面具有重要的意义。

据统计，2001年我国微生物肥料的年产量为150万吨(t)，占商品肥料使用量的1％左右；据专家分析到2010年，微生物肥料将占有10-20％的份额，即年需求量在1500-3000万吨左右，可见微生物菌肥的市场前景广阔。虽然微生物菌肥具有化肥无法比拟的优点，但是目前其价格在2500元/吨左右，比现在化肥平均价格1800元/吨高，且很多产品的指标不能达到农业部的标准，效果不明显，不利于其推广普及。因此，有必要开发一种经济、高效的微生物复合菌肥，以满足市场需求。

活性污泥中含有丰富的有机质、氮、磷、钾元素等，且干污泥的物理粘粒能改善土壤团粒结构，因此，应用微生物技术，以污泥为主要原料，添加一定比例的营养物质，接种功能菌种进行发酵培养，再往发酵液中添加一定量的草炭和微量元素即可制成污泥微生物复合菌肥——一种经济、高效的新型微生物肥料。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低成本、高肥效、施用方便、能够改善土壤结构、增加土壤肥力的长效污泥菌肥及其生产方法。本发明以发酵工厂(如味精厂)发酵后污水处理过程中的活性污泥为主要基质，添加一定量糖蜜作为培养基，接入复合菌种进行发酵，再添加一定量的草炭和作物所需的微量元素，经低温干燥、包装制得复合菌肥。本发明实现了污泥废弃物的再利用，为绿色生态农业的发展提供了经济、高效的微生物污泥菌肥。

本发明提供的一种微生物复合菌肥的生产方法，其特征在于：以发酵工厂发酵后污水处理过程中的活性污泥为基质，添加糖蜜作为培养基，加入水后接入复合菌种发酵，再添加草炭，经干燥制得复合菌肥；

所述活性污泥、糖蜜、水、复合菌种、草炭的质量比为70～80∶7～12∶10～20∶3～8∶10～15；

所述复合菌种含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌，其质量比例为：25～35∶5～15∶5～15∶15～25∶5～15∶5～15∶5～15。

优化的，所用活性污泥、草炭、糖蜜、复合菌种质量比为70∶14∶10∶4。

优化的，所用复合菌种含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌质量比例为30∶15∶15∶20∶10∶5∶5。

本发明所使用的活性污泥有机质含量高，加入一定量的糖蜜后可以为菌种的生长繁殖提供所需营养。按一定的比例在污泥培养基中接种复合菌种进行发酵培养，再往发酵液中添加一定量的草炭和微量元素。添加草炭可以改善产品的物理性质，其中活性污泥、草炭、糖蜜、复合菌种的比例为65～75∶10～15∶7～12∶1～5。采用糖蜜作为菌种的营养来源，主要是因为它成本低廉且营养成分丰富，可以最大程度的降低污泥菌肥的生产成本；

在应用时，还可以添加不同的微量元素可以满足不同农作物的生长需求。添加的微量元素含有B、Zn、Mo、Fe、Cu等元素，可为农作物的生长提供所需的营养成分。

该污泥微生物复合菌肥的具体制备方法：

(1)污泥经过破碎成浆；

(2)按一定比例在污泥中添加糖蜜，再补充一定量的水；

(3)进行灭菌处理；

(4)接入复合菌种，发酵培养；

(5)在发酵液中添加草炭；

(6)通过圆盘造粒机造粒，造粒物料经烘干机在35℃～50℃烘干筛分后包装成品(也可直接以粉末状的形式烘干，包装)；所得到的菌肥有效活菌数≥4亿个/g、有效期≥八个月、无致病菌，各项指标优于农业部标准(GB20287-2006)。

其中步骤(5)中的菌种分为两大类群(第一类包括：放线菌、酵母菌和乳酸菌，可分解污泥中的有机物质，便于农作物的吸收利用，还可为第二类菌种的生长繁殖提供营养物质；第二类包括：浸麻芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、腊样杆菌杆菌、胶质芽胞杆菌这四种功能菌种可经固氮、解磷、解钾作用，可为农作物提供所需的营养元素)，可经由一级培养、二级扩大培养获得。

本发明所用菌种及其功能

(1)巨大芽孢杆菌(B.megaterium)：能够很好的降解土壤中的有机磷，为作物提供所需的磷元素，还能防治植物病害。

(2)胶质芽胞杆菌(B.mucilginosns)：能够分解土壤矿物中的硅酸盐物质，并将其中的钾从矿物晶格中释放出来，为作物所利用。

(3)腊样杆菌杆菌(B.cereus)：能够降解土壤中的有机磷，并可防治植物病害。

(4)浸麻芽孢杆菌：能够将空气中的氮气固定成作物可以吸收利用的氮源。

(5)放线菌(Actinomycetes)：具有改善土壤团粒结构，转化氮、磷等元素的功能，其代谢产物具有抑制病原菌、杀虫、除草的作用。放线菌还可为有益微生物的生长提供一个良好的生长环境。

(6)乳酸菌(Lactobacillus)：能够分泌具有极强杀菌能力的乳酸，可以抑制有害微生物的活动，加速有机物质的的腐败分解，还可以将木质素、纤维素等分解为小分子物质。

(7)酵母菌(Yeast)：在其代谢产物中含有激素、维生素、核酸等具有促进作物生长发育功能的生理活性物质。

本发明所用的培养基：(以下的含量百分比均为质量百分含量)

一、一级培养基：

1、酵母菌的一级培养基采用：酵母提取物1％、蛋白胨2％、葡萄糖2％，pH7.0；

2、乳酸菌的一级培养基采用乳酸菌培养基I：酵母膏0.75％、蛋白胨0.75％、葡萄糖1％、KH₂PO₄0.2％、西红柿汁10％、吐温800.05％，pH7.0；

3、放线菌的一级培养基采用高氏合成一号培养基：可溶性淀粉2％、KNO₃0.1％、K₂HPO₄0.05％、NaCl 0.05％、MgSO₄·7H₂O 0.05％、FeSO₄·7H₂O 0.01％，pH 7.2-7.4；

4、固氮菌及解钾菌的一级培养基采用阿须贝培养基：甘露醇1％、NaCl0.01％、KH₂PO₄0.02％、CaCO₃0.5％、MgSO₄·7H₂O 0.02％、CaSO₄0.01％，pH7.0；

5、解磷菌的一级培养基采用牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏0.5％、蛋白胨1％、NaCl 0.5％，pH7.0-7.5；

二、二级扩大培养基：

各菌种的二级培养基均采用黄豆培养基：5％的豆浆(榨油后的豆粕磨制豆浆)20％、KH₂PO₄0.02％、MgSO₄0.02％、NaCl 0.02％、CaSO₄0.01％、CaCO₃0.5％；

本发明的技术效果：

本发明生产的污泥微生物复合菌肥具有肥效长、易储存、改良土壤结构、增强土壤肥力等优点。且其价格低廉，可为农民提供了一种经济、高效的污泥微生物复合菌肥，对菌肥的推广利用以及生态农业的可持续发展起到了重要作用。

特点及优势：

1、本发明的产品污泥菌肥是一种即具有有机肥的特性，又具有微生物菌肥特性的复合菌肥。具有无污染、无公害同时又具有速效、高效、长效的性能；

2、本发明产品为复合菌肥，具有广谱性，能应用于各种作物。具有功能多元性，既能固定空气中的氮又能分解土壤中难溶性的磷、钾化合物，可以全面均衡的供应作物所需营养，在一定范围内可完全代替氮磷钾化学肥料；

3、本发明的污泥菌肥即能增强土壤肥力，又能改善土壤的团粒结构，可在一定程度上改善农业生态环境。

4、本发明实现了废物资源循环利用，环保、经济。污泥菌肥的成本低廉，约500元/吨(原料成本360元/吨、生产成本80元/吨、销售费用及管理费用60元/吨)，且社会效益、经济价值较高；与现有化肥或微生物肥料相比，可以大大降低农业生产成本。

5、本发明生产工艺简单。经黄豆培养基进行二级菌种扩培后，将功能菌种接种到污泥培养基中发酵培养，然后低温烘干、包装，即得到污泥复合菌肥。

6、本发明的污泥菌肥含有农作物所需的微量元素，具有不偏肥、不缺素、稳供、长效等特点。其所含养分大多数可以被作物直接吸收利用。

具体实施方式：

以下就本发明的实施例进一步加以说明：

实施例一：取莲花味精厂处理污水产生的活性污泥100kg，加入由北京海昌鑫霖科技发展有限公司提供的糖蜜18kg，并加入20kg的水，接入复合微生物菌液6kg(菌液中含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌，其质量比例为30∶10∶5∶25∶10∶5∶15)，混合均匀在30℃下培养30h后添加草炭15kg，再添加1.3kg的微量元素(微量元素中含有硼砂、氯化锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜，其质量比例为15∶10∶2∶5∶6∶4)，然后造粒，在35℃烘干，得到污泥复合菌肥。

实施例二：取燕京啤酒厂污水处理产生的活性污泥200kg，加入由北京海昌鑫霖科技发展有限公司提供的糖蜜30kg，并加入50kg的水，接入复合微生物菌液8kg(菌液中含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌，其质量比例为35∶5∶15∶15∶5∶15∶5)，混合均匀在35℃下培养40h后添加草炭40kg，再添加3kg的微量元素(微量元素中含有硼砂、氯化锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜，其质量比例为20∶10∶3∶5∶4∶5)，然后造粒，在40℃烘干，得到污泥复合菌肥。

实施例三：取莲花味精厂处理污水产生的活性污泥500kg，加入由北京海昌鑫霖科技发展有限公司提供的糖蜜45kg，并加入150kg的水，接入复合微生物菌液20kg(菌液中含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌，其质量比例为25∶15∶10∶20∶15∶10∶5)，混合均匀在40℃下培养50h后添加草炭70kg，再添加10kg的微量元素(微量元素中含有硼砂、氯化锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜，其质量比例为25∶10∶4∶5∶6∶5)，然后造粒，在50℃烘干，得到污泥复合菌肥。

表1试验所用土壤的养分情况

表2实施例一的复合菌肥施用于土壤前后肥力对照(单位：mg/kg)

表3实施例二的复合菌肥应用于小西红柿种植的实验效果

表4实施例三的复合菌肥应用于油菜种植的实验效果

室内土壤肥力测定如表2所示：施用过复合菌肥的土壤，速效氮含量由30.6mg/kg增至58.4mg/kg，增加量为27.8mg/kg；速效磷含量由10.2mg/kg增至26.7mg/kg，增加量为16.5mk/kg；速效钾含量由32.4mk/kg增至64.3mg/kg，增加量为31.9mg/kg。由此可见，此复合菌肥能够提高土壤中的有效氮、磷、钾的含量，增强土壤肥力。

在小西红柿种植的具体实验中，施用过此复合菌肥的植株比起不施用任何肥料的植株，各方面均有明显提高。如表3所示，使用此复合菌肥后的植株与不施用任何肥料的空白植株对比，平均株高增加8.90cm，茎粗增加0.09cm，根长增加1.50cm。20棵施此复合菌肥的西红柿总产量比20棵无施肥植株共增产7.77kg。且如表3所示通过使用此复合菌肥后，西红柿果实所含维生素量和总糖含量均得到显著提高。

在相同肥力的土壤上种植油菜，观察不同肥料对油菜产量的影响。采用田间小区种植，小区面积为5m×6m，不加任何基肥。分三个小区，分别为追加复合菌肥组、追加尿素组以及不追加任何肥料的空白组，严格按产区进行统计。从表4可以看出，使用此复合菌肥后，油菜比空白组增产16.14％，且其千粒重及维生素C的含量均有所提高，可见此复合菌肥确实能提高土壤肥力，提高油菜的产量和质量。

Claims

1、一种微生物复合菌肥的生产方法，其特征在于：以发酵工厂发酵后污水处理过程中的活性污泥为基质，添加糖蜜作为培养基，加入水后接入复合菌种发酵，再添加草炭，经干燥制得复合菌肥；

2、根据权利要求1所述的微生物复合菌肥，其特征在于：所用活性污泥、草炭、糖蜜、复合菌种质量比为70∶14∶10∶4。

3、根据权利要求1所述的微生物复合菌肥，其特征在于：所用复合菌种含有浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌，放线菌、酵母菌和乳酸菌质量比例为30∶15∶15∶20∶10∶5∶5。