CN101774856A - 微生物肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微生物肥料的制备方法，其包括以下步骤：(a)调节生物质电厂灰的酸碱度；(b)发酵微生物菌种；以及(c)按比例混合发酵后的微生物菌种液及调节酸碱度后的生物质电厂灰。本发明的微生物肥料的制备方法采用生物质电厂灰为基础载体来制备生物肥料，有效利用了生物质电厂出炉的灰，在控制好出灰过程的前提下，生物质电厂灰中的杂菌含量低，不需灭菌处理，且资源集中。本发明有效拓宽了微生物肥料的原料范围，并降低了微生物肥料的成本。本方法也提高了电厂灰的利用价值，并能够减少生物质电厂灰对环境的污染。
Description
【技术领域】
本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种利用制作微生物肥料的生产方法。
【背景技术】
目前，国内从事微生物肥料生产的企业大约有300多家，其中多数企业以秸秆、畜禽粪便、草炭和作物壳渣等原料作载体，向其中添加有益微生物制成。
然而这种方法所生产出的微生物普遍存在以下几个方面的核心问题：
一是有效菌数太少，大多数企业生产的产品达不到农业部行业标准NY227-94，即复合微生物肥料含2亿活菌/克，杂菌率小于20％；
二是杂菌严重超标，其主要原因是生产过程中没有有效的解决控制杂菌污染的办法；
三是载体散，收集困难，载体及灭菌成本高。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种可解决上述问题的微生物肥料制备方法。
一种微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：(a)调节生物质电厂灰的酸碱度；(b)发酵微生物菌种；以及(c)按比例混合发酵后的微生物菌种液及调节酸碱度后的生物质电厂灰。
优选地，所述步骤(a)中调节生物质电厂灰的PH值至7-8之间。
优选地，在所述步骤(a)中，向生物质电厂灰中加入酸度调节剂来调节生物质电厂灰的酸碱度，所述酸度调节剂为硫酸、磷酸、柠檬酸、乙酸或玉米浆其中的一种或几种。
优选地，所述步骤(b)进一步包括以下步骤：将至少一种微生物肥料菌种接种至LB或YPGA液体培养基，在30-37℃环境下培养12-16小时；以及将培养后的菌液转接发酵培养基中，再在30-37℃环境下培养24-36小时至有效活菌数达到质量标准。
优选地，所述发酵培养基的碳源包括玉米粉、淀粉、葡萄糖、糖蜜等，所述发酵培养基的氮源包括酵母膏、硫酸铵、豆饼粉等，所述发酵培养基的营养盐由磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸锰、硫酸镁、碳酸钙、硫酸锌等组成。
优选地，所述步骤(c)中，微生物菌种液与生物质电厂灰按照350升：900公斤的比例进行混合。
优选地，所述方法还包括以下步骤：(d)造粒；以及(e)烘干。
优选地，在所述步骤(d)中，在步骤(c)所得到的混合物中加水，含水量控制在30-40％。
优选地，所述步骤(e)中的烘干温度为40℃，当产品中的含水量降至10％以下即可停止步骤(e)。
本发明的微生物肥料的制备方法采用生物质电厂灰为基础载体来制备生物肥料，有效利用了生物质电厂出炉的灰，在控制好出灰过程的前提下，生物质电厂灰中的杂菌含量低，不需灭菌处理，且资源集中。本发明有效拓宽了微生物肥料的原料范围，并降低了微生物肥料的成本。本方法也提高了电厂灰的利用价值，并能够减少生物质电厂灰对环境的污染。
【具体实施方式】
近几年大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营，以农作物秸秆和薪炭林等生物质为发电原料的生物质发电项目带来大量灰渣。堆积如山的灰渣不仅占用大量的耕地，而且扬灰造成空气中悬浮颗粒物含量过高，同时灰渣也会造成对地下水系统的污染。在环境保护越来越得到重视的当今社会，如何解决灰渣所带来的一系列环境问题已刻不容缓。虽然目前从事生物有机肥研究的科研、院校等单位很多，但还尚未有利用生物质电厂灰为载体生产微生物肥料产品。
为消除生物质电厂灰对环境的污染，同时利用生物质电厂灰自身的特性将其变废为宝，本发明利用生物质电厂灰为基础载体来制备生物肥料。以下将结合具体实例说明生物肥料的制备方法。
第一实施例：利用生物质电厂灰制备固氮菌肥料
本发明的第一实施例利用生物质电厂灰来制备固氮菌肥料。以下分别通过方法一和方法二来详细说明利用生物质电厂灰制备固氮菌肥料的过程。
方法一：
(1)发酵固氮菌种；
固氮菌种活化后转入已灭菌LB或YPGA液体种子培养基，调PH 7.0-7.5，在30℃-32℃下培养12-16小时，然后按1％-5％接种量转入已灭菌大罐培养基中。在大罐培养基中，以30℃-32℃的环境培养14-18小时，其它发酵条件均按常规技术操作，菌数达5-10×109CFU/ml。大罐培养基的配方参见表1。
表1固氮菌肥料大罐培养基配方
单位：(克/升)
(2)调配柠檬酸、玉米浆及生物质电厂灰；
将柠檬酸以1∶5的比例溶入玉米浆中(例如，将20公斤柠檬酸溶入100公斤玉米浆中)，再将调好的溶液以1∶9的比例加入生物质电厂灰中(即，柠檬酸∶玉米浆∶生物质电厂灰＝1∶5∶45)搅拌均匀。用此方法可调节PH值，增加微生物在固体中所需要的养份。
(3)混合。
最后将步骤(1)中发酵液加入步骤(2)已拌好的生物质电厂灰中，搅拌均匀即可进行分装。以20公斤柠檬酸溶入100公斤玉米浆中并拌入900公斤生物质电厂灰中为例，所需要加入的固氮菌发酵液为350升。
方法二：
(1)发酵固氮菌种；
此步骤与上述方法一中的步骤(1)相同。
(2)调配硫酸及生物质电厂灰；
用清水将20公斤的95％硫酸稀释5倍，再把稀释液加入900公斤生物质电厂灰中搅拌均匀(即，硫酸(95％)∶生物质电厂灰＝1∶45)。
(3)混合。
再把步骤(1)中发酵液350升拌入步骤(2)中已拌好的生物质电厂灰，搅拌均匀后即可分装。
第二实施例：利用生物质电厂灰制备复合微生物肥料
本发明的第一实施例利用生物质电厂灰来制备复合微生物肥料。以下将详细说明利用生物质电厂灰制备复合微生物肥料的过程。
(1)发酵菌种；
将准备生产的固氮菌、枯草芽孢杆菌、磷细菌和地衣芽孢杆菌分别活化，转入LB或YPGA液体种子培养基，钾细菌活化后转入钾细菌培养基。分别在30℃-37℃环境下培养12-16小时后，再分别按1％-5％接种量转入大罐培养基。培养温度及时间分别为固氮菌30℃培养16小时、枯草芽孢杆菌30℃培养36小时、磷细菌32℃培养32小时、地衣芽孢杆菌37℃培养32小时、钾细菌30℃培养30小时。然后按各发酵液20％混合，总混合液有效菌数达1-5×109CFU/ml。
表2不同种类的微生物肥料的大罐培养基配方
单位：(克/L)
(2)调配硫酸和生物质电厂灰；
称取生物质电厂灰900公斤、硫酸(95％)20公斤。用清水将硫酸稀释5倍，把稀释液加入生物质电厂灰中搅拌均匀。
(3)混合。
再把步骤(1)中发酵混合液350升拌入生物质电厂灰，搅拌均匀后即可分装。
根据不同的客户需求，也可制备不同形态的微生物肥料。例如，利用上述第一实施例或第二实施例所制备出的微生物肥料1000公斤，加膨润土110公斤搅拌均匀，用挤压造粒法造粒，再用流化床根据生产菌株耐受温度烘干，即成微生物颗粒肥料。
综上所述，结合上述具体实施例本发明的微生物肥料制备工艺可总结概括如下：
(a)调节生物电厂灰的酸碱度；
将刚出炉冷却下来的生物质电厂灰移入反应釜中，开动搅拌，同时喷入酸度调节剂2-10％，调节电厂灰的PH在7-8之间。
(b)发酵微生物菌种；
将微生物肥料菌种分别接种至LB或YPGA液体培养基，在30-37℃环境下培养12-16小时后转接发酵培养基中，再在30-37℃环境下培养24-36小时至有效活菌数达到质量标准(褐球固氮菌100亿/克，巨大芽孢杆菌20亿/克，胶质芽孢杆菌1亿/克，枯草芽孢杆菌10亿/克，地衣芽孢杆菌10亿/克)要求即可。该发酵培养基碳源包括玉米粉、淀粉、葡萄糖、糖蜜等，氮源有酵母膏、硫酸铵、豆饼粉等，营养盐由磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸锰、硫酸镁、碳酸钙、硫酸锌等组成。
(c)按比例混合发酵后的微生物菌种液及调节酸碱度后的生物质电厂灰；
将发酵成熟的一种或几种微生物菌液按比例加入到反应釜中，继续搅拌至充分混合均匀。
(d)造粒；
在步骤(c)所得到的混合物中加水，控制含水量在30-40％，进入圆盘造粒机进行造粒。
(e)烘干；
当粒度符合相应要求后即可烘干，控制烘干温度在40℃，当肥料含水量降至10％以下即可停止烘干。
(f)包装。
可直接将步骤(c)中混合物包装称重，或者将步骤(e)中造粒烘干物，称重包装。
通过本发明所生产的微生物肥料有效活菌数5×109CFU/ml。经过连续多年在作物田间试验结果表明可使粮食作物增产9.1％～14.8％、瓜果蔬菜类增产15.3％～30.7％、棉油作物增产5.6％～13.4％。
本发明的微生物肥料的制备方法采用生物质电厂灰为基础载体来制备生物肥料，有效利用了生物质电厂出炉的灰，在控制好出灰过程的前提下，生物质电厂灰中的杂菌含量低，不需灭菌处理，且资源集中。本发明有效拓宽了微生物肥料的原料范围，并降低了微生物肥料的成本。本方法也提高了电厂灰的利用价值，并能够减少生物质电厂灰对环境的污染。
本发明利用生物质电厂灰能制备出高密度的微生物肥料，可广泛应用于各种树木、蔬菜及农作物等领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：
(a)调节生物质电厂灰的酸碱度；
(b)发酵微生物菌种；以及
(c)按比例混合发酵后的微生物菌种液及调节酸碱度后的生物质电厂灰。
2.根据权利要求1所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述步骤(a)中调节生物质电厂灰的PH值至7-8之间。
3.根据权利要求2所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：在所述步骤(a)中，向生物质电厂灰中加入酸度调节剂来调节生物质电厂灰的酸碱度，所述酸度调节剂为硫酸、磷酸、柠檬酸、乙酸或玉米浆其中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述步骤(b)进一步包括以下步骤：
将至少一种微生物肥料菌种接种至LB或YPGA液体培养基，在30-37℃环境下培养12-16小时；以及
将培养后的菌液转接发酵培养基中，再在30-37℃环境下培养24-36小时至有效活菌数达到质量标准。
5.根据权利要求4所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述发酵培养基的碳源包括玉米粉、淀粉、葡萄糖、糖蜜等，所述发酵培养基的氮源包括酵母膏、硫酸铵、豆饼粉等，所述发酵培养基的营养盐由磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸锰、硫酸镁、碳酸钙、硫酸锌等组成。
6.根据权利要求1所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述步骤(c)中，微生物菌种液与生物质电厂灰按照350升∶900公斤的比例进行混合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：
(d)造粒；以及
(e)烘干。
8.根据权利要求7所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：在所述步骤(d)中，在步骤(c)所得到的混合物中加水，含水量控制在30-40％。
9.根据权利要求7所述的微生物肥料制备方法，其特征在于：所述步骤(e)中的烘干温度为40℃，当产品中的含水量降至10％以下即可停止步骤(e)。
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