CN102531712A - 利用醋糟生产的防病育苗基质及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
利用醋糟生产的防病育苗基质及其生产方法。属育苗基质及其生产方法。其特征是先后加入发酵菌、木霉SQR-T037堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石均匀混合而成的颗粒基质。其生产方法包括原料准备-加菌混合-堆制发酵-成品工序，其特征是原料准备中选用含水量72-75％的原始醋糟；加入0.1-0.2％的发酵菌种；堆制发酵由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；二次后发酵中检测物料的pH 7.0大于以上时，接种0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉SQR-T037；将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。经试用显示了：多茬接种枯萎病致病菌的黄瓜、西瓜育苗试验未发生连作作物枯萎病；为醋糟工厂化批量处理开辟了解决环境污染，变废为宝的新途径。
Description
技术领域：本发明属于育苗基质及其生产方法，特别是一种利用醋糟生产的防病育苗基质及其生产方法。
背景技术：醋糟是酿醋的主要伴生副产品，约占制醋原料的70-80％。它由经制醋发酵过的稻粒外壳和少量麸皮、米酒渣组成，有机质含量90％左右，氮素含量2.5％左右，磷钾含量分别为0.25％和0.1％左右，养分较丰富；然而它又是纤维素、木质素含量高，pH4.0左右的难以处理的有机废弃物。由于其数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染，成为制醋行业难以处理的一大难题。
文献1为公布号CN10163637.A、名称《一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法》的专利申请案，其基质特征是体积百分比25-50％的粉煤灰，50-75％的醋糟为主要原料，还添加1-5的含磷肥料、0-3的含钾肥料；1-5的含氮肥料；0-10的酸性调节剂；0-10的碱性调节剂。其基质化方法特征是将醋糟干燥至表面无水分并呈夥粒状，分别测定粉煤灰与醋糟的理化指标值，与东北草炭的理化指标值比较而确定粉煤灰与醋糟的配比量，再用酸性调节剂或碱性调节剂调节粉煤灰与醋糟混合物的酸碱度至pH4.5-6.5，并测定混合物的理化指标值，再次与东北草炭的理化指标值比较而参照其氮、磷、钾指标值添加含氮、磷、钾肥料，最后移至自然环境，摊铺5-10厘米厚度后种植草坪草1-2年，并在种植第一年的七月中下旬期间翻土并闷棚10-15天，就获得各项理化指标接近或高于东北草炭的基质。
文献1中对醋糟的利用仅仅停留在物理方式的机械混合，纤维含量多达99％以上的醋糟并未得到真正处理，因此该申请人对醋糟的认识定位在该文献中0026段中的“醋糟是制醋过程中的下脚料，其酸性大、纤维含量高、热量低，既不能用饲料，也不能作肥料，而成为农产品加工的废弃物，在山西等醋业大省，由于醋产量较大，大量醋糟成了污染环境的一大公害。”
文献1中公开的对醋糟利用的基质化方法需要“移至自然环境，摊铺5-10厘米厚度后种植草坪草1-2年，并在种植第一年的七月中下旬期间翻土并闷棚10-15天”，才能获得各项理化指标接近或高于东北草炭的基质。这样的方法显然无法实现工厂化生产，难以大批量利用醋糟，对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题意义不大。
文献2为公开号CN102138074.0、名称《以醋糟为原料的植物育苗和栽培用的基质及其制造方法》的专利申请案，其基质特征是由醋糟加营养物质鸡粪、酸度调节剂粉煤灰拌匀后再加入液体的乳酸菌、硫化线菌、酵母菌和纤维放线菌的混合体组成的发酵菌种进行堆制发酵的固体粒状物；其制造方法的特征在于用含水量达70％的醋糟，加入一定量的液体微生物、鸡粪、粉煤灰，并搅拌均匀；然后复盖塑料布等防水保温材料，进行堆制发酵。当堆中心部分的温度达65℃以上时，翻一次堆后继续堆制；夏天堆制30-40天，冬天堆制45-55天，当堆中的温度基本上降至与外界气温相同时，发酵过程完毕，形成了醋糟基质。
文献2中醋糟基质的制造方法缺陷是复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，这就造成整个发酵过程主要是厌氧发酵，发酵过程完毕后形成的醋糟基质中未转化的纤维含量仍然较多，加之成品水分含量太高，无法直接商品化，必须化费可观的能量烘干后，才能作为植物育苗和无土栽培用的基质。这样的方法显然也难以实现工厂化生产而大批量利用醋糟，对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题同样意义不大。
由细菌、真菌及线虫等病源原生物引起的植物土壤传染病是一类危害严重的植物病害。随着农业现代化的进程，瓜果、蔬菜、花卉的长期连作是必然的发展趋势。但是，这种长期连作给植物土壤传染病的传播提供了有利条件，致使近年来长期连作的瓜果、蔬菜、花卉土壤传染病频频发作，其中尤其是枯萎病泛滥成灾，严重影响了种植业的经济效益。
文献3为公开号CN101696390A公开的一种名称为防除连作黄瓜、西瓜枯萎病的微生物有机肥料，其特征在于：该肥料中分别含有1×108个/g以上的生物防治菌株SQR-T037的菌落形成单位、全氮质量比含量为4～5％，全氮中质量比90％以上为有机氮，总氮磷钾养分质量比为6～10％、有机质质量比含量为30～35％。其生产方法，包括：1)将权利要求1所述的菌株SQR-T037接种到PDA培养液，进行液体发酵生产，其发酵生产的条件力：初始pH范围为6.5-7.2，培养温度25-30℃，溶氧：通气量体积比范围为30～100％，170转/分钟，发酵时间为48小时，发酵后期将菌丝球全部打碎成该菌株的菌落形成单位，发酵液中该菌株的菌落形成单位≥1×109个/mL：2)将SQR-T037发酵液按50L/吨的接种量分别接种到腐熟的畜禽粪便堆肥、菜粕微生物酶解混合物中进行固体发酵，发酵温度为30-50℃，发酵过程中每天翻堆1次，发酵5-7天后结束，获得生物防治菌株SQR-T037的固体菌剂，其中该菌株的菌落形成单位含量达到1×108个/g以上：3)将畜禽粪便堆肥的SQR-T037固体菌剂按体积比50-80％与菜粕微生物酶解混合物的SQR-T037固体菌剂按体积比20-50％的比例充分混合，后熟2-3天，后熟过程中翻堆2次，最后在温度不超过50℃的条件下将微生物有机肥的含水量蒸发至30％以下，包装出厂即为防除连作黄瓜、西瓜枯萎病的微生物有机肥料。
显然，文献1提供的是一种防除连作黄瓜、西瓜枯萎病的微生物有机肥料，非育苗基质。
由此可见，研究设计一种基质成分具有抗病效果的，能使醋糟充分发酵转化成有机质的利用醋糟生产的防病育苗基质及其生产方法是必要的。
发明内容：本发明的目的是针对已有技术的不足，研究并设计一种基质成分具有抗病效果的能使醋糟充分发酵转化成有机质的利用醋糟生产的防病育苗基质及其生产方法。
本发明更深一层的目的是探索出醋糟工厂化批量处理，实现商品化生产，为处理易于造成环境污染的醋糟，解决制醋行业的难题找到一条解决环境污染、变废为宝的新途径。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用醋糟生产的防病育苗基质，其特征是利用以下原料配方和生产方法得到的有效活菌数(cfu)亿/g≥0.1，氮磷钾总养分含量不低于1.5％、可溶性离子浓度EC值1-3mS/cm、酸碱度pH 6.5±0.2、透气空隙25％(V)、持水空隙50％(V)的、发芽指数大于80％的颗粒基质：
原料配方：先后加入发酵菌、木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037堆制发酵的酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合而成；
生产方法：包括原料准备——加菌混合——堆制发酵——配制混合工序，其中
——原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75％的原始醋糟为原料醋糟；
——加菌混合工序中加入占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种；
——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；
——检测发酵物料的pH 7.0大于以上时，接种占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉SQR-T037；
——配制混合工序是将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。
一种利用醋糟生产权利要求1所述的防病育苗基质的生产方法，包括原料配制——加菌混合——堆制发酵——配制混合工序，其特征是
——原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75％的原始醋糟为原料醋糟；
——加菌混合工序中加入占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种；
——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；
——二次后发酵物料的pH 7.0大于以上时，接种占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037；
——配制混合工序是将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。
本发明的目的还可以采取如下的进一步措施来实现：
所述的一次主发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，将加菌混合均匀后的发酵物料堆成堆顶高1米、堆底宽2米的长条条垛，当堆内温度达65-75℃时，夏秋季每天一次、冬春季隔天一次利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度开始下降、含水量下降为28-32％、pH 7.0大于以上时为完成一次主发酵过程。利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛的效果是在有氧条件下，好氧菌对发酵物料进行吸收、氧化、分解，通过其自身的生命活动：一方面好氧菌通过分解代谢将原料醋糟中的淀粉、纤维素、半纤维素等最终分解为二氧化碳和水，同时释放出能量；而另一方面微生物生长繁殖过程中，部分氮素被用以合成微生物细胞体及蛋白酶如纤维素酶、蛋白质酶等，从而使发酵物料中有机氮含量得到提高。好氧性发酵微生物群产生的纤维素酶、蛋白质酶等水解酶能促进将有机物分解成小分子微生物可以利用的营养物质，进一步促进好氧微生物生长，形成更丰富的细胞蛋白，从而进一步提高发酵物料中有机氮磷的含量。
上述加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种的是指用于对纤维含量多、酸度偏高的醋糟组成的发酵物料进行有氧发酵的能产生活力很强的水解酶的细菌、酵母菌、丝状菌、纤维分解放线菌组成的微生物群体。
所述的二次后发酵是指在在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，检测发酵物料的pH 7.0大于以上时，加入占经一次主发酵后的发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉SQR-T037；混合均匀后将发酵物料堆成顶高0.5米、堆底宽1米的长条条垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度不再上升，与环境温度相同，油菜种子发芽试验中发芽指数大于80％，发酵物料酸碱度pH 6.5±0.2时为止。
木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037于2009年9月22日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号CGMCC No.3308。
混合配制工序是将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。
珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙
珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。化学成分主要为SiO2占68-72％、Al2O3占10-14％、Na2O占4-5％、K2O占2-3％。珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料，具有密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小，且无毒、无味、防火、吸音等特点，应用于农林园艺中作为防止土壤板结的土壤改造用调节剂。本发明加入珍珠岩以调整基质合理的EC值，透气性和保水率。
蛭石(Vermiculite)，化学式为(Mg，Ca)0.7(Mg，Fe，Al)6.0[(Al，Si)8.0](OH4.8H2O)。蛭石矿物的名称来自拉丁文，带有“蠕虫状”、“虫迹形”的意思。蛭石被突然加热到200至300℃后会沿其晶体的c轴产生虫似的剥落，由此它也获得了它的名字。蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外似云母，通常由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。蛭石原矿经过高温焙烧其体积可迅速膨胀8-20倍，膨胀后的比重小至130-180kg/m3，具有很高的透气性和保水率。应用于农林园艺中成为土壤调节剂、湿润剂、植物生长剂。本发明加入蛭石的目的是调整基质的透气性和保水率及EC值。
本发明在实施过程中，和实施得到的防病育苗基质试用于瓜果、蔬菜、花卉的育苗过程中，与已有技术相比显示出如下的优点：
1、基质成分具有抗病效果。使用该基质分别进行多茬接种枯萎病致病菌的黄瓜、西瓜育苗试验未发生连作作物枯萎病。
2、醋糟得到充分发酵腐熟，转化成腐殖质的程度高。对比文献1中对醋糟未进行生化处理，对比文献2中采用复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，主要依靠厌氧发酵，发酵过程完毕后形成的醋糟基质。而本发明在实施过程中采用一次主发酵、二次后发酵，经两次发酵使醋糟中的纤维素相当充分地转化成有机营养物质。
3、对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋、食用菌行业难以处理的大难题具有重要的现实意义和社会意义。本申请人所在的江苏镇江，是我国酿造食用醋的最大生产基地，仅镇江恒顺醋业集团每年生产过程中伴生的醋糟就达数十万吨，本发明的成功实施，将含水量72-75％的原始醋糟经本发明的生产方法实施成为具有抗病效果的基质，为醋糟工厂化批量处理，实现商品化生产开辟了一条解决环境污染，变废为宝新的重要途径。
Claims (4)
1.一种利用醋糟生产的防病育苗基质，其特征是利用以下原料配方和生产方法得到的有效活菌数(cfu)亿/g≥0.1，氮磷钾总养分含量不低于2％、可溶性离子浓度EC值1-2mS/cm、酸碱度pH 6.5±0.2、透气空隙23±2％(V)、持水空隙50±2％(V)、发芽指数大于80％的颗粒基质：
原料配方：先后加入发酵菌、木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037堆制发酵的酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合而成；
生产方法：包括原料准备——加菌混合——堆制发酵——配制混合工序，其中
——原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75％的原始醋糟为原料醋糟；
——加菌混合工序中加入占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种；
——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；
——二次后发酵物料的pH 7.0大于以上时，接种占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉SQR-T037；
——配制混合工序是将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。
2.一种利用醋糟生产权利要求1所述的防病育苗基质的生产方法，包括原料配制——加菌混合——堆制发酵——配制混合工序，其特征是
——原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75％的原始醋糟为原料醋糟；
——加菌混合工序中加入占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种；
——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；
——检测发酵物料的pH 7.0大于以上时，接种占原料醋糟发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037；
——配制混合工序是将完成堆制发酵的醋糟与珍珠岩、蛭石按照体积比2∶1∶1均匀混合。
3.根据权利要求2所述的防病育苗基质的生产方法，其特征是所述的一次主发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，将加菌混合均匀后的发酵物料堆成堆顶高1米、堆底宽2米的长条条垛，当堆内温度达65-75℃时，夏秋季每天一次、冬春季隔天一次利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度开始下降、含水量下降为28-32％、pH 7.0大于以上时为完成一次主发酵过程。
4.根据权利要求2所述的防病育苗基质的生产方法，其特征是所述的二次后发酵是指在在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，二次后发酵物料的pH 7.0大于以上时，加入占经一次主发酵后的发酵物料重量百分比0.1％对枯萎病有显著生物防治作用的木霉SQR-T037；混合均匀后将发酵物料堆成顶高0.5米、堆底宽1米的长条条垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度不再上升，与环境温度相同，油菜种子发芽试验中发芽指数大于80％，发酵物料酸碱度pH 6.5±0.2时为止。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120704 Assignee: Hengshun Vinegar Industry Co., Ltd., Jingsu Assignor: Zhenjiang Henxin Fertilizer Science & Technology Co., Ltd. Contract record no.: 2013320000178 Denomination of invention: Disease control seedling raising medium produced by using vinegar residue and production method for disease control seedling raising medium License type: Exclusive License Record date: 20130320 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120704 |