CN104449743A

CN104449743A - 一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法

Info

Publication number: CN104449743A
Application number: CN201410700677.6A
Authority: CN
Inventors: 谭宏伟
Original assignee: Sugarcane Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Sugarcane Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: CN104449743B

Abstract

本发明提供一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法，包括以下几个步骤：步骤A：将糖蜜酒精废液浓缩成其含有机物按质量浓度比为：38%-51%；P0.84-1.98g/kg；K35.12-90.93g/kg；Ca5.55-39.90g/kg；Mg1.02-70.31g/kg；N16.52-50.40g/kg；pH4.2-5.1；其中，浓缩后液体的錘度在35-50间；步骤B：发酵菌种筛选：选取枯草芽孢杆菌、泾阳链霉菌和酿酒酵母；步骤C：菌曲的生产(用于发酵浓缩的酒精废液)；步骤D：将发酵曲添加到浓缩的糖蜜酒精废液中并发酵，即得土壤改良剂。本发明利用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法，对甘蔗糖业产生的有机废弃物进行资源化利用。

Description

一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法。

背景技术

广西是我国最大的糖业基地，甘蔗糖产量约占全国的70％。蔗糖产业是广西的重要经济支柱，利用糖蜜发酵生产酒精、赖氨酸、酵母等是甘蔗副产品综合利用的重要途径。但是由于多种原因，长期以来糖蜜发酵生产酒精后的糖蜜酒精废液被排放，造成严重的环境污染。事实上，糖蜜酒精废液中的成分主要是甘蔗从土壤中吸收的各种营养物质及其体内合成的各种有机物质，是农作物生长所必需的氮、磷、钾及其他大量、微量元素等营养物质，同时在制糖过程中也没有添加任何有毒物质如重金属等。因此，通过利用糖蜜酒精废液制造土壤改良剂，并在农业生产上进行资源化利用，既能解决糖蜜酒精废液对环境的污染问题，同时又能解决农业生产中的水肥问题，变废为宝，保护环境，促进糖业产业持续发展。

糖蜜酒精废液对环境的危害，主要是其钾、钙和镁等离子浓度高及含有大量有机物。据分析，糖蜜酒精废液中含有机物4%-8%(有机碳含量23.3-58.8 g/kg)；同时含有P 0.168-0.248 g/kg；K 7.02-12.90 g/kg；Ca 1.11-5.70 g/kg；Mg 0.22-10.30 g/kg； N 3.32-7.20 g/kg；pH 4.2-5.1；液体的錘度为6-15。排放到水里会污染环境，造成富营养化，并由于化学耗氧量（COD）和生物耗氧量（BOD）过高而可能使水生生物窒息而死。而这些又都是农作物所需的营养物质，当将其浓缩成其含有机物38%-51%(有机物按质量浓度比)；P 0.84-1.98 g/kg；K 35.12-90.93 g/kg；Ca 5.55-39.90 g/kg；Mg 1.02-70.31 g/kg；N 16.52-50.40 g/kg；pH 4.2-5.1；同时含有少量糖份，糖蜜酒精废液的浓缩液体的錘度在35-50间；添加含枯草芽孢杆菌、泾阳链霉菌和酿酒酵母等的菌曲发酵制成的土壤改良剂。对甘蔗糖业产生的有机废弃物进行资源化利用，是一种宝贵的肥料资源循环利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤A:将糖蜜酒精废液浓缩成其含有机物按质量浓度比为：38%-51%；P 0.84-1.98 g/kg；K 35.12-90.93 g/kg；Ca 5.55-39.90 g/kg；Mg 1.02-70.31 g/kg；N 16.52-50.40 g/kg；pH 4.2-5.1；其中，糖蜜酒精废液的浓缩液体的錘度为35-50；

步骤B：发酵菌种筛选：选取枯草芽孢杆菌、泾阳链霉菌和酿酒酵母；

步骤C：菌曲的生产:

步骤C1：菌种的接种：在无菌条件下操作，将经纯化后菌种，接种培养，得到的菌株为一级种子；

步骤C2：摇床扩增：将得到的一级种子接种到三角瓶内，培养扩增菌数，需培养3-5天，培养出的菌株为二级种子；

步骤C3：将培养出的菌株为二级种子与基质混合，即接种菌种,经5-7天培养,即得菌曲；

步骤D：将发酵曲添加到浓缩的糖蜜酒精废液中并发酵，即得土壤改良剂；

步骤E: 糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量：100-150公斤/亩，每年施用一次。

申请人通过研究糖蜜酒精废液制成土壤改良剂对不同土壤类型的影响，经六年36次田间试验表明, 作物按常规种植（以甘蔗为例，下同）；糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用时期：可施基肥时施用在作物种植前施于种植沟或穴内并与土壤拌匀后再下种；也可以在作物施用追肥时施用；糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量：100-150公斤/亩，每年施用一次；糖蜜酒精废液制成土壤改良剂由于富含有机质,对提升土壤肥力的改土效果明显；其富含地钾、钙、镁等矿质养分，作物施用后作物增产效果显著；土壤容重降低和土壤孔隙度增加；提出并验证了一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法及田间试验效果。

优选的，其中，所述步骤C3中，所述基质包括：按重量百分比，麦麸粉占73-77%、玉米粉占3-7%和稻米糠粉占19-21%。

优选的，所述步骤D中，发酵时间为5-7天，所得到的菌体中，每克载体含活菌数超过50亿个。

优选的，所述步骤D中，所述发酵曲中含枯草芽孢杆菌曲20-30亿个有效菌/克、泾阳链霉菌10-15亿个有效菌/克和酿酒酵母10-15亿个有效菌/克。

优选的，所述步骤中D，所述发酵曲包含30亿个有效菌/克的枯草芽孢杆菌、10亿个有效菌/克的泾阳链霉菌和10亿个有效菌/克的酿酒酵母。

优选的，所述步骤C3中，按重量百分比，枯草芽孢杆菌为48-52%,泾阳链霉菌为24-26%和酿酒酵母为24-26%的菌液。

本发明利用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法，对甘蔗糖业进行资源化利用，既解决了一直困扰糖厂的糖蜜酒精废液对环境的污染问题，又解决了糖蜜酒精废液的资源化利用问题，变废为宝，培肥了地力，增产增糖，实现清洁生产，保护环境，促进糖业产业持续发展。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1：

（1）将糖蜜酒精废液浓缩至其含有机物38%(有机物按质量浓度比)；P 0.84g/kg；K 35.12g/kg；Ca 5.55 g/kg；Mg 1.02g/kg；N 16.52g/kg；pH 4.2；同时含有少量糖份，糖蜜酒精废液的浓缩后的錘度为35。

（2）酵菌种筛选及发酵曲的制备：

A、菌种的选取：①枯草芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌为革兰氏阳性大杆菌，呈短链或长链。具有以下特点和优点：该菌在不利环境条件下能够以孢子形式存在，有耐高温(100℃)、耐酸碱、耐挤压和耐温度变化等特点，满足土壤改良剂加工的要求，使肥料的质量得到保证。枯草芽孢杆菌能够产生多种酶类(如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶)及营养物质(如多种氨基酸和维生素类物质)。②泾阳链霉菌，菌落的正面为淡红色到粉红色，而背面为木瓜黄到虎皮簧,孢子丝直或大螺旋形，孢子表面光滑，个别孢子表面带刺；泾阳链霉菌,菌的培过程发现的产生细胞分裂素菌株,作为菌肥开发应用大田实验表明有刺激作物生长、抑制病害的作用。③ 酿酒酵母，繁殖能力强，抑制杂菌生长，保证发酵连续性；主发酵迅猛，耗糖速度快，缩短发酵时间；后酵充分，降低成熟胶残还原糖。

B、菌曲的生产：

①菌种的接种，在无菌条件下操作，将经纯化后菌种，接种到已准备好的培养基上；此后生产出的菌株为一级种子；

②摇床扩增，将一级种子接种到容量为2000毫升三角瓶内，培养扩增菌数，需培养3-5天，此时培养出的菌株为二级种子；

③制备的发酵曲，将基质粉碎并按一定比例混合组成；即按重量百分比，麦麸粉占75%、玉米粉占5%和稻米糠粉占20%,；接种菌种，其中：按重量百分比，枯草芽孢杆菌占50%,泾阳链霉菌占25%和酿酒酵母占25%的菌液；接上菌种后5-7天，菌体大量繁殖，每克载体含活菌数超过50亿个（3个株目的菌的总数），此时，经过脱水后包装即得“菌曲”。

制备的发酵曲含枯草芽孢杆菌20亿个有效菌/克, 泾阳链霉菌10亿个有效菌/克和酿酒酵母10亿个有效菌/克。

（3）浓缩的糖蜜酒精废液添加发酵曲发酵即每吨浓缩酒精废液接入3公斤发酵曲，发酵浓缩糖蜜酒精废液5-7天，即生产出土壤改良剂。

（4）糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量：150公斤/亩，每年施用一次。

（5）实验结果：

A、碱性土壤（土壤pH 7.82）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，碱性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产952公斤/亩，增15.55%；土壤容重降低0.09g/cm³，土壤孔隙度增加9%，见表1：

表1：

B、中性土壤（土壤pH 7.01）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，中性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产896公斤/亩，增14.05%；土壤容重降低0.07 g/cm³，土壤孔隙度增加12%，见表2：

表2

C、酸性土壤（土壤pH 5.33）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，酸性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产186公斤/亩，增3.25%；土壤容重降低0.06g/cm³，土壤孔隙度增加11%，见表3：

表3

实施例2：

（1）将糖蜜酒精废液浓缩至其含有机物45%(有机物按质量浓度比)；P 0.90 g/kg；K 50.0 g/kg；Ca 29.0 g/kg；Mg 10.0 g/kg；N 35.0 g/kg；pH 4.5；同时含有少量糖份，糖蜜酒精废液液体的浓缩后的錘度为40。

（2）酵菌种筛选及发酵曲的制备：

A、菌种的选取：选取枯草芽孢杆菌、泾阳链霉菌、酿酒酵母作发酵曲的菌种。

B、菌曲的生产：

②摇床扩增，将一级种子接种到容量为2000毫升三角瓶内，培养扩增菌数，约需培养3-5天，此时培养出的菌株为二级种子；

③菌粉收获，菌粉栽体由于含蛋白质高，并富含纤素和矿物质，将这些基质粉碎并按一定比例混合组成；即麦麸粉占75%、玉米粉占5%和稻米糠粉占20%；接种菌种，其中：枯草芽孢杆菌占50%,泾阳链霉菌占25%和酿酒酵母占25%的菌液；接上菌种后5-7天，菌体大量繁殖，每克载体含活菌数超过50亿个（3个株目的菌的总数），此时，经过脱水后包装即得“菌曲”。

制备的发酵曲含枯草芽孢杆菌28亿个有效菌/克, 泾阳链霉菌12亿个有效菌/克和酿酒酵母12亿个有效菌/克。

（3）将浓缩的糖蜜酒精废液添加发酵曲发酵即每吨浓缩糖蜜酒精废液接入3公斤发酵曲，发酵浓缩糖蜜酒精废液5-7天，即生产出土壤改良剂。

（4）糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量：100公斤/亩，每年施用一次。

（5）实验结果

A、碱性土壤（土壤pH 7.82）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，碱性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产913公斤/亩，增14.91%；土壤容重降低0.09 g/cm³，土壤孔隙度增加10%，见表4：

表4：

B、中性土壤（土壤pH 7.01）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，中性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产840公斤/亩，增13.18%；土壤容重降低0.07 g/cm³，土壤孔隙度增加11%，见表5：

表5

C、酸性土壤（土壤pH 5.33）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，酸性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产287公斤/亩，增5.01%；土壤容重降低0.06 g/cm³，土壤孔隙度增加13%，见表6：

表6

实施例3：

（1）将糖蜜酒精废液浓缩至其含有机物51%(有机物按质量浓度比)；P 1.98 g/kg；K 90.93 g/kg；Ca 39.90 g/kg；Mg 70.31 g/kg；N 50.40 g/kg；pH 5.1；同时含有少量糖份，糖蜜酒精废液液体的浓缩后的錘度为50。

（2）发酵菌种筛选及发酵曲的制备,

B、菌曲的生产:

①菌种的接种，在无菌条件下操作，将经纯化后菌种，接种到已准备好的培养基上；此后生产出的菌株为一级种子。

②摇床扩增，将一级种子接种到容量为2000毫升三角瓶内，培养扩增菌数，约需培养3-5天，此时培养出的菌株为二级种子。

③菌曲制得，菌粉栽体由于含蛋白质高，并富含纤素和矿物质，将这些基质粉碎并按一定比例混合组成；即麦麸粉占75%、玉米粉占5%和稻米糠粉占20%；接种菌种，其中：枯草芽孢杆菌占50%,泾阳链霉菌占25%和酿酒酵母占25%的菌液；接上菌种后5-7天，菌体大量繁殖，每克载体含活菌数超过50亿个（3个株目的菌的总数），此时，经过脱水后包装即得“菌曲”。

制备的发酵曲含枯草芽孢杆菌30亿个有效菌/克, 泾阳链霉菌15亿个有效菌/克和酿酒酵母15亿个有效菌/克。

（4）糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量： 50公斤/亩，每年施用一次。

（5）实验结果

A、碱性土壤（土壤pH 7.82）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，碱性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产180公斤/亩，增2.94%；土壤容重降低0.05g/cm³，土壤孔隙度增加3%，见表7：

表7：

B、中性土壤（土壤pH 7.01）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，中性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产140公斤/亩，增2.20%；土壤容重降低0.05g/cm³，土壤孔隙度增加4%，见表8：

表8

C、酸性土壤（土壤pH 5.33）应用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的田间试验结果表明，酸性土壤施用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂，甘蔗增产17公斤/亩，增0.3%；土壤容重降低0.04g/cm³，土壤孔隙度增加3%，见表9：

表9

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用糖蜜酒精废液制成土壤改良剂的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤A：将酒精废液浓缩成其含有机物按质量浓度比为：38%-51%；P 0.84-1.98 g/kg；K 35.12-90.93 g/kg；Ca 5.55-39.90 g/kg；Mg 1.02-70.31 g/kg；N 16.52-50.40 g/kg；pH 4.2-5.1；其中，浓缩后液体的錘度为35-50；

步骤C：菌曲的生产；

步骤C1：菌种的接种：在无菌条件下操作，将纯化后菌种，接种培养，得到的菌株为一级种子；

步骤C2：摇床扩增：将得到的一级种子接种到三角瓶内，培养扩增菌数，培养3-5天，培养出的菌株为二级种子；

步骤C3：将步骤C2所得的二级种子与基质混合，即接种菌种,经5-7天培养,即得菌曲；

步骤D：将发酵曲添加到浓缩的糖蜜酒精废液中并发酵，即得土壤改良剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C3中，所述基质包括：按重量百分比，麦麸粉为73-77%，玉米粉为3-7%和稻米糠粉为19-21%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，发酵时间为5-7天，所得到的菌体中，每克载体含活菌数至少为50亿个。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述发酵曲中含枯草芽孢杆菌曲20-30亿个有效菌/克、泾阳链霉菌10-15亿个有效菌/克和酿酒酵母10-15亿个有效菌/克。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤中D，所述发酵曲包含30亿个有效菌/克的枯草芽孢杆菌、10亿个有效菌/克的泾阳链霉菌和10亿个有效菌/克的酿酒酵母。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C3中，菌种按重量百分比，枯草芽孢杆菌为48-52%，泾阳链霉菌为24-26%和酿酒酵母为24-26%的菌液。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，糖蜜酒精废液制成土壤改良剂施用量：100-150公斤/亩，每年施用一次。