CN104186425B - 利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶方法并同时获得有机肥和生物蛋白的方法。是将不适用鲜烟叶碎片与鱼粉等辅料配制成培养料，在培养料表面接入耐烟碱家蝇卵，孵化出的家蝇幼虫对培养料进行生物转化，将不适用鲜烟叶快速转化为生物有机肥。本发明利用耐烟碱家蝇幼虫对不适用鲜烟叶进行生物转化，清除不适用鲜烟叶的污染，在处置不适用烟叶的同时产出家蝇蛆生物蛋白及优质生物有机肥，每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜家蝇蛆约0.8～1.2吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明占用场地少，可重复使用，不改变用地性质，本发明只需要将烟叶切碎或粉碎至2～3cm，显著降低粉碎的成本，处理过程耗能低，排放少，同时产生的生物有机肥和生物蛋白可以增加利润。

Description

利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法

技术领域

本发明涉及烟草行业和生物环保技术领域，更具体地，涉及一种利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法。

背景技术

不适用鲜烟叶是指光照不足、发育不良、病斑较多，长度达不到要求，烘烤后品质较差的底部两片烟叶（不包括两片胎叶）；发育不良、开片不好、长度小于35cm，病斑较多，烤后品质较差的一片顶叶，是低次等烟叶、上部烟叶等。不适用烟叶一旦进入烤房，不但造成烟农编烟、装炉、烘烤、分级和燃料等不必要的浪费，增加无效投入，而且会造成低次烟叶混入上中等烟，影响等级纯度和烟叶合格率。

根据国家烟草总局关于着力优化烟草结构、提高优质原料有效供给的精神，各烟草种植区开始在田间消化处理不适用鲜烟叶的工作，取得了较好的成效，烟叶等级结构得到改善，中上等烟产出比例得到提升，受到了对口工业企业的一致欢迎。

目前，各烟草种植区主要采取集中填埋堆沤的方式处理不适用鲜烟叶，但此技术处理周期较长，期间产生大量的废气、废渣和废液，后续处理较困难，严重污染当地农业生态环境和居民身心健康。因此急需寻找到一种无二次污染的生物环保技术对不适用鲜烟叶进行生物处理。

家蝇（学名：Musca domestica L.）为全变态类昆虫，属双翅目Diptera，蝇科（Muscidae），蝇属Musca。生活史主要包括：卵、幼虫、蛹及成虫 4 个历期。在世界各地广泛分布。幼虫蛆式，野生状态下的主要取食各种废弃动植物质或畜禽粪便，而人工饲养环境下可以玉米粉、鱼粉和麸皮为主要食物。家蝇的生命周期非常短，在28℃条件下，幼虫的生长期为5天。本申请人在专利申请号为201310551671.2的专利申请中公开了一种耐烟碱家蝇种的筛选方法，利用特定的不适烟叶配方料诱集野生家蝇产卵、培育幼虫、筛选出耐烟碱家蝇。筛选得到的家蝇虽然耐烟碱，在实际应用家蝇大量处理不适用烟叶的过程中，需要科学综合考虑家蝇的培养料成分、接入方法、生物转化量、最终产物等关键因素，才能实现良性的生产处理应用，目前未见利用耐烟碱家蝇大量处理不适用烟叶的技术报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有不适用鲜烟叶处置技术的不足，提供一种利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶的方法。利用耐烟碱家蝇幼虫对不适用鲜烟叶进行生物转化，清除不适用鲜烟叶的污染。

本发明基于所述方法提供一种耐烟碱家蝇幼虫培养料配方以及在处置不适用烟叶的同时产出家蝇蛆生物蛋白及优质生物有机肥，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法，在培养料中接入耐烟碱家蝇卵，孵化出的家蝇幼虫对培养料进行生物转化，将不适用鲜烟叶转化为生物有机肥并收获生物蛋白；所述培养料由以下质量百分比的各组分组成：

不适用鲜烟叶 60～85%；

麸皮 0～25%；

糠粉 5%；

锯末 5%；

鱼粉 5%；

所述不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片。

优选地，所述培养料中接入家蝇卵的密度为：0.2～2g家蝇卵/kg培养料。

优选地，在所述培养料表面接入耐烟碱家蝇的卵的接入深度≤1cm。

优选地，所述培养料的厚度为6～10cm。

进一步地，所述方法包括以下步骤：

S1.收集不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加辅料搅拌均匀，配制成培养料；

S2.在S1所述培养料表面接入家蝇卵；

S3.家蝇卵于第2天孵化成幼虫，开始生物转化培养料；

S4.经过家蝇幼虫4～5天的取食，培养料转变为生物有机肥；家蝇幼虫达老熟状态。

本发明同时提供所述方法处理不适用鲜烟叶获得的生物蛋白和生物有机肥。

所述生物有机肥其鲜基为黑褐色，水分为40～60％，物料松散，无臭，烘干后检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的相应技术指标要求。

优选在25～35℃的温度条件下,耐烟碱家蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始生物转化培养料。在耐烟碱家蝇幼虫生长的过程中，培养料亦逐渐发酵升温。经过家蝇幼虫4～5d的取食，培养料变为黑褐色，水分降低至40～60％，物料松散，无臭，烘干后检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等，均达到国家生物有机肥的相应技术指标。此时，家蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料，寻找干燥、黑暗的地方化蛹。

基于本发明方法，在处置不适用烟叶的同时，不仅可以获得优质的生物有机肥，还可以获得家蝇蛆这种生物蛋白，其粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。可在家蝇蛆老熟前1d在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥糠粉，以方便收集家蝇蛆。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

本领域现有技术处理不适用烟叶，要么是设计为获得混合有昆虫幼虫的混合性生物饲料，要么是只能获得昆虫的幼虫和虫粪。所以，现有技术的方案基本有两种，一种是将烟叶粉碎得很细（1～5mm），最后将家蝇蛆与养殖剩余料一起烘干制备复合生物蛋白粉，但是这种方法获得的生物蛋白粉含烟碱；另一种是需要将不适用烟叶进行匀浆处理，并混合辅料加热搅拌冷却后制成定型饲料喂养昆虫，最后获得昆虫的幼虫和虫粪。无论是将不适用烟叶粉碎至毫米级还是匀浆和加热处理，在实际操作中，可推广性受到很大的限制，粉碎及匀浆处理的成本居高不下。

本发明彻底改变现有技术的技术思路和培养料配方，成功利用耐烟碱的家蝇进行生物处理不适用烟叶，在科学生物处理不适用烟叶的基础上保证耐烟碱的家蝇的稳定成长，获得稳定、均匀的更好生长效果，家蝇蛆个体均匀，对不适用烟叶的生物处理效果也有显著的促进作用，最后分别收集纯的生物蛋白和养殖剩余料（制备有机肥）两个产品，所以本发明只需要将烟叶切碎或粉碎至2～3cm即可，合理调整辅料搭配，经实际生产证明也是有效的，至少可以显著降低粉碎的成本。若参照现有技术采用羽毛粉和血球蛋白粉，其在配方中的用量较大，才可能提供充足的营养，增加成本，本发明显著降低了外源性蛋白粉的添加比例，在单位外源性蛋白粉用量条件下相应提高不适用烟叶的相对比例，增强了生物处理能力，清除不适用鲜烟叶的污染。进一步地，经过本发明设计，所获得的生物蛋白不含烟碱，其粗蛋白含量约为50％，应用范围更为广泛。

本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业；本发明方法处理不适用鲜烟叶的速度较微生物堆肥快，每处理一批不适用鲜烟叶，仅需4～5天，就可以将大量的不适用鲜烟叶转化为优质生物有机肥，其养分含量达到国家生物有机肥的各项技术指标。每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜家蝇蛆约0.8～1.2吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。

本发明占用场地少，可重复使用，不改变用地性质，处理过程耗能低，排放少；处理成本低，同时产生的生物有机肥和生物蛋白可以增加利润。

具体实施方式：

下面结合具体实施例进一步说明本发明。本发明实施例中使用的辅料麸皮、糠粉、锯末或鱼粉来源是：麸皮、糠粉（稻糠粉）及鱼粉均为饲料级，采购自普通饲料门市店，锯末为普通木器厂产出的杂木屑（晾干），含水量≤12%；麸皮过6目筛，糠粉、锯末及鱼粉过20目筛。鱼粉可以采用进口秘鲁或智利鱼粉。但并不因此限定本发明，本领域技术人员也可以使用其他来源的所述辅料。

除非特别说明本发明实施例采用的原料、设备和方法为本领域常规使用的原料、设备和方法。

实施例1

S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表1所示：

表1

原料名称	质量百分比（％）
		不适用鲜烟叶（碎片）	65
麸皮	20
		糠粉	5
锯末	5
		鱼粉	5

S2.将培养料倒入容器中，培养料厚6cm，并在培养料表面接入适量耐烟碱家蝇的卵，接卵密度为：0.2g家蝇卵/kg培养料；

S3.家蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料水分含量为60%。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟家蝇蛆。收获的家蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。经5d的取食，家蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干后可制成生物有机肥。各项指标见表2所示：

表2

项目	实施例1有机肥	有机肥料行业标准（NY 525-2011）
			有机质的质量分数（以烘干基计），%	≥48	≥45
总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），%	≥6.0	≥5.0
			水分（鲜样）的质量分数，%	≤25	≤30
酸碱度，pH	8.0	5.5～8.5
			总砷（As）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤15
总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg	≤1	≤2
			总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤50
总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg	≤3	≤3
			总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤150

所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，烘干后水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。

经计算，本实施例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜家蝇蛆约0.8吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。

实施例2

S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表3所示：

表3

原料名称	质量百分比（％）
		不适用鲜烟叶（碎片）	75
麸皮	10
		糠粉	5
锯末	5
		鱼粉	5

S2.将培养料倒入容器中，培养料厚8cm，并在培养料表面接入适量家蝇卵，接卵密度为：1.0g家蝇卵/kg培养料；

S3.家蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料水分含量为60%。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟家蝇蛆，收获的家蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。经5d的取食，家蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干后可制成生物有机肥。各项指标见表4所示：

表4

项目	实施例2有机肥	有机肥料行业标准（NY 525-2011）
			有机质的质量分数（以烘干基计），%	≥47	≥45
总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），%	≥5.6	≥5.0
			水分（鲜样）的质量分数，%	≤25	≤30
酸碱度，pH	7.5	5.5～8.5
			总砷（As）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤15
总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg	≤1	≤2
			总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤50
总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg	≤3	≤3
			总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤150

所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，烘干后水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。

经计算，本实施例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜家蝇蛆约1.0吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。

实施例3

S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表5所示：

表5

原料名称	质量百分比（％）
		不适用鲜烟叶（碎片）	85
麸皮	0
		糠粉	5
锯末	5
		鱼粉	5

S2.将培养料倒入容器中，培养料厚10cm，并在培养料表面接入适量家蝇卵，接卵密度为：2.0g家蝇卵/kg培养料；

S3.家蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料水分含量为60%。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟家蝇蛆，收获的家蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。经5d的取食，家蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干后可制成生物有机肥。各项指标见表6所示：

表6

项目	实施例3有机肥	有机肥料行业标准（NY 525-2011）
			有机质的质量分数（以烘干基计），%	≥46	≥45
总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），%	≥5.0	≥5.0
			水分（鲜样）的质量分数，%	≤25	≤30
酸碱度，pH	6.8	5.5～8.5
			总砷（As）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤15
总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg	≤1	≤2
			总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤50
总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg	≤3	≤3
			总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg	≤10	≤150

所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，烘干后水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。

经计算，本发明每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜家蝇蛆约1.2吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。

对比例

将不适用鲜烟叶粉碎成粒径1～2mm的粉末，按照不适用烟叶粉末65%、麸皮20%、统糠5%、羽毛粉5%、血球蛋白粉5%配成培养料，其他参照实施例1，接入耐烟碱家蝇卵，耐烟碱家蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料。耐烟碱家蝇幼虫生长较缓慢，经过约7d的取食逐渐有耐烟碱家蝇幼虫爬出培养料掉入较大的容器中，但个体较小，且不能正常化蛹（即未达老熟状态）。本对比例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约5～6吨，鲜耐烟碱家蝇蛆约0.4～0.6吨。

Claims (6)

1.一种利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法，其特征在于，在培养料中接入耐烟碱家蝇卵，孵化出的家蝇幼虫对培养料进行生物转化，将不适用鲜烟叶转化为生物有机肥并收获生物蛋白；包括以下步骤：

S1.收集不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加辅料搅拌均匀，配制成培养料；

S2.在S1所述培养料表面接入家蝇卵；

S3.家蝇卵于第2天孵化成幼虫，开始生物转化培养料；

S4.经过家蝇幼虫4～5天的取食，培养料转变为生物有机肥；家蝇幼虫老熟化蛹；

所述培养料由以下质量百分比的各组分组成：

所述不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片。

2.根据权利要求1所述利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法，其特征在于，所述培养料中接入家蝇卵的密度为：0.2～2g家蝇卵/kg培养料。

3.根据权利要求1所述利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法，其特征在于，在所述培养料表面接入耐烟碱家蝇的卵的接入深度≤1cm。

4.根据权利要求1所述利用耐烟碱家蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法，其特征在于，所述培养料的厚度为6～10cm。

5.采用权利要求1至4任一项方法处理不适用鲜烟叶获得的生物蛋白。

6.采用权利要求1至4任一项方法处理不适用鲜烟叶获得的生物有机肥。