CN104926535A - 一种螺旋藻多肽生物有机肥料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其主要由以下原料制备而成：稻谷壳、螺旋藻废料、禽畜粪便混合料(可选)、蛋白酶、微生物发酵剂。本发明的有机肥料的主要成分为：有机质含量(以烘干基计)48％、总养分(含有多肽)(以烘干基计)10.9％、总氮(N)(以烘干基计)3.7％、五氧化二磷5.6％。本肥料含有丰富的有机质，施用在田间后能促进土壤团粒结构形成，大量的有益菌群还能够沃土生根，保护土壤地温，明显改善土壤因为多年使用化肥造成的损坏，多种有益菌群还能够吞噬土壤中的有害菌种，对作物达到抗病杀菌，实现了肥药合一的作用，从而达到壮苗增产的效果。

Description

一种螺旋藻多肽生物有机肥料

技术领域

本发明涉及微生物发酵肥料技术领域，特别是一种主要利用稻谷壳、螺旋藻肥料混合发酵的有机肥。

背景技术

由于现在农业的现代化水平越来越高，有机食品越来越受到了人们的重视。随之重视的便是生态农业。因为只有生态的农业才能生产出生态的食品。在这一方面，无论是从国家政策支持的力度上，还是在实际的行动中，国家都对此投入大量的支持。有机肥的广泛应用就是一个最好的说明。可以说，有机肥以后将逐渐取代其他的肥料，而成为农作物生长中的一个必备的肥料。有机肥主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。有机肥俗称农家肥，是指含有大量生物物质、动植物残体、排泄物、生物废物等物质的缓效肥料。有机肥中不仅含有植物必需的大量元素、微量元素，还含有丰富的有机养分，有机肥是最全面的肥料。

稻谷壳是稻谷生产成大米的副产品(废料)，我国2014年年产稻谷总产量约1.72亿吨，生产出大米后的稻谷壳要占到35-40％的比重，这是个巨大数量的稻谷壳长期以来没有被引起重视和利用，很多地区都将这些稻谷壳烧掉了，既是很大浪费又给环境造成了严重的污染。稻谷壳中含有的碳、氮、磷、钾等多种有机元素占80-90％，是不可多得的有机肥料的主要原材料。但是，碳氮比高达75％是难于发酵的有机物料，一般发酵方法难于将其“制服”，因此稻谷壳发酵首先之一都采用“氨化”处理，就是掺和一定比例的尿素来实现目的，如果这样其实就是一种混合肥料，而不是有机肥料。

螺旋藻是一种高碱性物质，ph值能达到9-11，采用85-90％稻谷壳再加入10-15％螺旋藻粉，在发酵过程中螺旋藻粉实现了“氨化”作用，达到稻谷壳彻底发酵，最后就生成了螺旋藻多肽生物有机肥料。

本发明旨在提供一种新的螺旋藻多肽生物有机肥料，利用稻谷壳和螺旋藻作为主要原料，按照特定数量比例混合后经过酶解和益生菌发酵而成。

发明内容

本发明针对稻谷壳难以发酵成有机原料的缺点，提供了一种新的螺旋藻多肽生物有机肥料，所述肥料利用稻谷壳和螺旋藻作为主要原料，按照特定数量比例混合后经过酶解和特定益生菌发酵而成。

螺旋藻养殖多年来在我国从海南岛到内蒙古都已经形成规模化养殖生产，基础牢固，技术成熟，我国是目前世界上螺旋藻产量最高的国家。特别是近年来在内蒙古鄂托克旗建立了“螺旋藻产业工业园区”，螺旋藻养殖基地占地近1万亩之多，年产食品级螺旋藻粉5000吨以上，已经成为世界上最大的螺旋藻养殖生产基地，产品出口销售多个国家，为鄂尔多斯大草原退牧还草，牧民致富又创出了一条新路。螺旋藻是一种水生生物，蛋白质含量高达60一70％，还含有氮、磷、钾、硒、锌、铁多种元素及多种活性有机物成分，是碱性物质。近年来螺旋藻养殖企业都会把下脚料当作为废品处理，如：养殖池清底部分沉积料、生产中各环节的不达标料最后都作为废物质处理掉了，给环境造成了严重的污染。这些螺旋藻废料价格每吨在1万元左右，生产出的螺旋藻多肽生物有机肥料市场价格每吨在5000元以内，又是全绿色的，是真正意义上的有机肥料，又为粮食安全打下了最牢固的基础，能够带来很好的社会效果和良好的经济效益。在以色列、加拿大等先进的农业大国，在有机肥的主要原材料上都是采用藻类和农作物楷杆发酵而成，为粮食安全生产带来根本保证。

螺旋藻是一种高碱性物质，ph值能达到9-11，采用85-90％稻谷壳再加入10-15％螺旋藻粉，在发酵过程中螺旋藻粉实现了“氨化”作用，达到稻谷壳彻底发酵，最后就生成了螺旋藻多肽生物有机肥料。

本发明的技术方案如下：

一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其特征在于主要由以下原料制备而成：

发酵底物、蛋白酶、微生物发酵剂。

作为优选，所述发酵底物为稻谷壳、螺旋藻废料混合料。

作为优选，所述蛋白酶为木瓜蛋白酶，更进一步地，是精制木瓜蛋白酶，20万u/g(即20万单位)。

作为优选，所述发酵底物还可以为稻谷壳、螺旋藻废料、禽畜粪便混合料。

作为优选，微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成。

作为优选，当发酵底物不含粪便时，发酵底物为：按照重量份数，85-90份稻谷壳，5-300份螺旋藻粉。

更进一步地，所述发酵底物为：85-90％稻谷壳，10-15％螺旋藻粉。

作为优选，当发酵底物含粪便时，发酵底物为：50％稻谷壳、40％禽畜粪便、10％螺旋藻废料。

本发明还提供了所述螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其步骤如下：

(3)配料处理：

按照比例将发酵底物混合，然后用粉碎机进行粉碎；再将粉碎后的物料输送到混合机，将蛋白酶、微生物发酵剂适量用水混匀，加入混合机搅拌，水分控制在55％～65％左右；

(4)发酵：

将发酵堆进行堆放处理，发酵环境的温度为15℃～20℃，当堆料温度达到50℃时，时间72小时左右，开始第一次翻倒堆料，形成一个新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，时间72小时左右，发酵堆的温度升至60℃时，进行再次翻倒，直到温度降低到室内温度基本相等为止；

(3)筛分和造粒：

采用低温干燥或晾晒的方法干燥处理物料，制成粉状多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库；

将制成的粉状多肽生物有机肥料的粉料造粒，在经过干燥处理后，制成颗粒状螺旋藻多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

作为优选，所述步骤(1)将蛋白酶的加入量为，按照质量百分比1％，微生物发酵剂的加入量为，按照质量百分比1％。

作为优选，所述步骤(2)发酵场地选择为：

夏季：选择通风、阴凉处做发酵场地；

冬季：选择背风向阳处或室内做发酵场地。

作为优选，所述步骤(2)发酵堆为：体积在4m²以上，堆积高度为70～80cm；

作为优选，所述步骤(3)干燥处理的指标控制为：将物料水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5。

木瓜蛋白酶是采用生物工程技术从番木瓜植物未成熟的果实中提炼而得的纯天然生物酶制品，它是由212个氨基酸组成，分子量为21000，属于含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的酶解能力，同时还具有合成的能力，可把蛋白质水解物再合成蛋白质类物质，这种能力可用来改善动植物蛋白的营养价值或功能性质。

本发明的一个重要的发现就是，通过大量的实验，选出了3种适合用于稻谷壳、螺旋藻废料、禽畜粪便混合料发酵的微生物复合发酵剂。本发明所述发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成。

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，植物乳杆菌是乳酸菌的一种，最适生长温度为30～35，厌氧或兼性厌氧，菌种为直或弯的杆状，单个、有时成对或成链状，最适pH 6.5左右，属于同型发酵乳酸菌。此菌与其他乳酸菌的区别在于此菌的活菌数比较高，能大量的产酸，使水中的PH值稳定不升高，而且其产出的酸性物质能降解重金属；由于此菌是厌氧细菌(兼性好氧)，在繁殖过程中能产出特有的乳酸杆菌素，乳酸杆菌素是一种生物型的防腐剂。

沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)属于光合细菌(英文缩写PSB)的一种，是地球上最古老的微生物之一。PSB菌体营养丰富，蛋白质含量高达65％，且富含多种生物活性物质，并具有适应性强，能耐受高浓度的有机废水和较强的分解转化能力，对酚、氰等毒物也有一定的耐受和分解能力等特点。沼泽红假单胞菌的用途很多，可用于水质净化、污水处理、饲料级微生物添加剂等。关于饲用微生物方面，我国已有明确规定，根据我国农业部第105号公告公布的允许使用的饲料添加剂品种目录中，饲料级微生物添加剂有12种，我国农业部公布允许使用的饲料级微生物中，沼泽红假单胞菌就在其内。

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，又称面包酵母或出芽酵母。酿酒酵母是与人类关系最广泛的一种酵母，不仅因为传统上它用于制作面包和馒头等食品及酿酒，在现代分子和细胞生物学中用作真核模式生物，其作用相当于原核的模式生物大肠杆菌。酿酒酵母是发酵中最常用的生物种类。酿酒酵母菌属于酵母菌科。单细胞，卵圆形或球形，具细胞壁、细胞质膜、细胞核(极微小，常不易见到)、液孢、线粒体及各种贮藏物质，如油滴、肝糖等。细胞大小为2.5～0μm×4.5～21μm。酵母菌形态虽然简单，但生理却比较复杂，种类也比较多，应用也是多方面的。在工业上用于酿酒，酵母菌将葡萄糖、果糖、甘露糖等单糖吸入细胞内，在无氧的条件下，经过内酶的作用，把单糖分解为二氧化碳和酒精。此作用即发酵。在医药上，因酵母菌富含维生素B、蛋白质和多种酶，菌体可制成酵母片。治疗消化不良，并可从酵母菌中提取生产核酸类衍生物、辅酶A、细胞色素C、谷胱甘肽和多种氨基酸的原料。

本发明的有益之处在于：

1、本发明的有机肥料的主要成分：有机质含量(以烘干基计)48％、总养分(含有多肽)(以烘干基计)10.9％、总氮(N)(以烘干基计)3.7％、五氧化二磷5.6％。本肥料含有丰富的有机质，施用在田间后能促进土壤团粒结构形成，大量的有益菌群还能够沃土生根，保护土壤地温，明显改善土壤因为多年使用化肥造成的损坏，多种有益菌群还能够吞噬土壤中的有害菌种，对作物达到抗病杀菌，实现了肥药合一的作用，从而达到壮苗增产的效果。

2、本发明的有机肥料含有丰富的有机物和各种营养元素，为农作物提供营养；有机肥腐解后，为土壤微生物活动提供能量和养料，促进微生物活动，加速有机质分解，产生的活性物质等能促进作物的生长和提高农产品的品质。

3、本发明的有机肥料制备原料选自稻谷壳和螺旋藻废料，变废料为宝，还能保护生态环境以及提高经济效益。

具体实施方式

实施例1：

一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其制作方法如下：

准备主要原材料：稻谷壳、螺旋藻废料、木瓜蛋白酶、微生物发酵剂等。

所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母三种菌种组成，所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成，所述菌株的含量为：酿酒酵母0.35亿/ml，植物乳杆菌3.4亿/ml，沼泽红假单胞菌0.75亿/ml。

配料处理；按重量比将85％稻谷壳与15％螺旋藻料用粉碎机进行粉碎。再将粉碎后的物料输送到混合机，将蛋白酶1％、微生物发酵剂0.1％用水混匀，加入混合机搅拌，水分控制在55％～65％左右。

发酵场地选择：

夏季：选择通风、阴凉处做发酵场地；

冬季：选择背风向阳处或室内做发酵场地。

发酵堆放体积在4m²以上，堆积高度为70～80cm，发酵环境的温度为15℃～20℃，当堆料温度达到50℃时，时间72小时左右，开始第一次翻倒堆料，形成一个新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，时间72小时左右，发酵堆的温度升至60℃时，进行再次翻倒，直到温度降低到室内温度基本相等为止；

筛分：采用低温干燥或晾晒的方法处理物料，将物料水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5制成粉状多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

造粒：根据客户需求将制成的粉状多肽生物有机肥料的粉料造粒，在经过低温干燥或晾晒的处理，水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5，制成颗粒状螺旋藻多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

实施例2：

一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其制作方法如下：

准备主要原材料：稻谷壳、螺旋藻废料、木瓜蛋白酶、微生物发酵剂等。

所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母三种菌种组成，所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成，所述菌株的含量为：酿酒酵母0.35亿/ml，植物乳杆菌3.4亿/ml，沼泽红假单胞菌0.75亿/ml。

配料处理；按重量比将90％稻谷壳与10％螺旋藻料用粉碎机进行粉碎。再将粉碎后的物料输送到混合机，将蛋白酶1％、微生物发酵剂0.1％用水混匀，加入混合机搅拌，水分控制在55％～65％左右。

发酵场地选择：

夏季：选择通风、阴凉处做发酵场地；

冬季：选择背风向阳处或室内做发酵场地。

发酵堆放体积在4m²以上，堆积高度为70～80cm，发酵环境的温度为15℃～20℃，当堆料温度达到50℃时，时间72小时左右，开始第一次翻倒堆料，形成一个新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，时间72小时左右，发酵堆的温度升至60℃时，进行再次翻倒，直到温度降低到室内温度基本相等为止；

筛分：采用低温干燥或晾晒的方法处理物料，将物料水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5制成粉状多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

造粒：根据客户需求将制成的粉状多肽生物有机肥料的粉料造粒，在经过低温干燥或晾晒的处理，水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5，制成颗粒状螺旋藻多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

实施例3：

一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其制作方法如下：

准备主要原材料：50％稻谷壳、40％禽畜粪便、10％螺旋藻废料、木瓜蛋白酶1％、微生物发酵剂0.1％等：

所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母三种菌种组成，所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成，所述菌株的含量为：酿酒酵母0.35亿/ml，植物乳杆菌3.4亿/ml，沼泽红假单胞菌0.75亿/ml。

配料处理：按重量比将稻谷壳、禽畜粪便、螺旋藻料进行粉碎、加入蛋白酶和微生物发酵剂等混匀，水分控制在55％～65％左右。

发酵场地选择：

夏季：选择通风、阴凉处做发酵场地；

冬季：选择背风向阳处或室内做发酵场地。

发酵堆放体积在4m²以上，堆积高度为70～80cm，发酵环境的温度为15℃～20℃，当堆料温度达到50℃时，时间72小时左右，开始第一次翻倒堆料，形成一个新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，时间72小时左右，发酵堆的温度升至60℃时，进行再次翻倒，直到温度降低到室内温度基本相等为止；

筛分：采用低温干燥或晾晒的方法处理物料，将物料水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5制成粉状多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

造粒：根据客户需求将制成的粉状多肽生物有机肥料的粉料造粒，在经过低温干燥或晾晒的处理，水分控制在≤30％，有机质(含多肽)≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5，制成颗粒状螺旋藻多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

实施例4：

2012年6月6日中华人民共和国农业部公告第1783号颁布新的版本：

NY 884-2012《生物有机肥》标准对本发明的螺旋藻多肽生物有机肥料进行测定，结果显示全部符合国家标准，具体检测结果如下表1所示。

表1

成分测评：

实施例1-3的饲料化验结果如下：

以一公斤螺旋藻微生物有机肥样品检验结果，发明的螺旋藻多肽生物有机肥料的主要成分：有机质含量(以烘干基计)48％、总养分(含有多肽)(以烘干基计)10.9％、总氮(N)(以烘干基计)3.7％、五氧化二磷5.6％。

实施例5：

施肥效果：

2013年、2014年两年间在水稻种植生长期，在吉林省图们市月晴镇水口村用100亩水稻种植田作为试验示范基地，从育苗到稻谷田地施用基肥和追肥都采用螺旋藻多肽生物有机肥，每亩地用肥75公斤。另外用100亩面积水稻种植施用混合肥料作为对比组，每亩地用肥75公斤。

水稻收割完毕后：2013年试验示范基地每亩稻单产为：1374市斤，对比组每亩地单产为：1231市斤。2014年试验示范基地每亩地单产1382市斤，对比组每亩地单产为：1223市斤。

结果表明：在东北地区种植水稻生产中施用螺旋藻多肽生物有机肥可以使稻谷增产10％左右。

可见，本发明的螺旋藻多肽生物有机肥料可以使稻谷增产。而且本肥料含有丰富的有机质，施用在田间后能促进土壤团粒结构形成，大量的有益菌群还能够沃土生根，保护土壤地温，明显改善土壤因为多年使用化肥造成的损坏，多种有益菌群还能够吞噬土壤中的有害菌种，对作物达到抗病杀菌，实现了肥药合一的作用，从而达到壮苗增产的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种螺旋藻多肽生物有机肥料，其特征在于由以下原料制备而成：

发酵底物、蛋白酶、微生物发酵剂；

所述发酵底物为稻谷壳、螺旋藻废料混合料或者为稻谷壳、螺旋藻废料、禽畜粪便混合料；

所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成。

2.权利要求1所述的螺旋藻多肽生物有机肥料，其特征在于：

所述发酵底物为：按照重量份数，85-90份稻谷壳，5-300份螺旋藻粉。

3.权利要求1-2所述的螺旋藻多肽生物有机肥料，其特征在于：

所述微生物发酵剂由植物乳杆菌、沼泽红假单胞菌、酿酒酵母组成，各菌株的含量为：酿酒酵母0.35亿/ml，植物乳杆菌3.4亿/ml，沼泽红假单胞菌0.75亿/ml；

所述蛋白酶是20万u/g的木瓜蛋白酶。

4.权利要求1-3所述的螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其特征在于其步骤如下：

(1)配料处理：

按照比例将发酵底物混合，然后用粉碎机进行粉碎；再将粉碎后的物料输送到混合机，将蛋白酶、微生物发酵剂适量用水混匀，加入混合机搅拌，水分控制在55％～65％左右；

(2)发酵：

将发酵堆进行堆放处理，发酵环境的温度为冬季15℃～20℃，夏季20℃～30℃，当堆料温度达到50℃时，时间72小时，开始第一次翻倒堆料，形成一个新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，时间72小时，发酵堆的温度升至60℃时，进行再次翻倒，直到温度降低到室内温度基本相等为止；

(3)筛分和造粒：

采用低温干燥或晾晒的方法干燥处理物料，制成粉状多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库；

将制成的粉状多肽生物有机肥料的粉料造粒，在经过干燥处理后，制成颗粒状螺旋藻多肽生物有机肥料后进行检验、包装、入库。

5.权利要求4所述的螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其特征在于：

所述步骤(1)蛋白酶为木瓜蛋白酶，其加入量为，按照质量百分比，0.1％；微生物发酵剂的加入量为，按照质量百分比为：0.1％。

6.权利要求4-5所述的螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)发酵场地选择为：

夏季：选择通风、阴凉处做发酵场地；

冬季：选择背风向阳处或室内做发酵场地。

7.权利要求4-6所述的螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)发酵堆为：体积在4m²以上，堆积高度为70～80cm。

8.权利要求4-7所述的螺旋藻多肽生物有机肥料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)干燥处理的指标控制为：将物料水分控制在≤30％，有机质≥40％，有效活菌数≥2亿/g，ph值5.5-8.5。