CN106542859A - 一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，先取香菇种植菌渣，粉碎，加入3～6倍重量的水，再加入蛋白酶和纤维素酶，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；再将稻壳粉碎，与无机酸溶液混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；最后将鸡粪、水解稻壳、腐植酸、过磷酸钙加至酶解液中，搅拌，加入微生物菌种，进行腐熟，即得。本发明利用鸡粪、菌渣与稻壳进行发酵腐熟，加入有效的微生物菌群，不仅能够提高腐熟效率，缩短周期，还能提高肥料质量。
Description
技术领域
本发明属于有机肥料技术领域，具体涉及一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，畜牧业得到了迅猛发展，大规模的畜牧场逐步建立起来。与此同时，畜禽粪便废弃物也随之加剧，对环境造成的污染也越来越严重，日益威胁着人类的安全与健康。保持生态平衡，发展有机农业，生产绿色食品已经越来越受到人们的重视。畜禽粪便的废弃物是环境巨大的污染来源。因此迅速有效地处理畜禽的粪便已经成为人们普遍关注的问题。每年我国产生的畜禽粪便可达27亿吨，同世界各国相比我国的农业废弃物产出量也为最大。然而绝大部分的畜禽粪便还没有被当作一种有利的资源进行利用，反而被任意地排放或丢弃到环境中，使很大一部分资源变成了环境污染源，这就给自然界造成了相当大的负面影响。因此，怎样解决畜禽粪便对环境的污染问题，使农业中的废弃物转害为利，对我国社会主义建设实现农业的可持续发展都具有重大意义。
畜禽养殖业规模化的迅猛发展与环境保护之间的矛盾日益突出，畜禽粪便的无害化处理越来越受到人们的重视。怎样高效的利用和处理畜禽粪便成为了研究人员普遍关注的课题。堆肥是由人畜粪尿和各种植物残体混合经过发酵腐熟，微生物分解而制成的一种有机肥料，其所含营养物质比较丰富，不仅能够改善士壤的结构、更能提高土壤的肥力。加入有效的微生物菌群，不仅能够提高堆肥效率，缩短发酵周期，还能提高堆肥质量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，所得肥料能有效提高氮、磷、钾的利用率。
一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣70～90份，粉碎，加入3～6倍重量的水，再加入蛋白酶1～3份和纤维素酶1～3份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳1～2份粉碎，与无机酸溶液5～20份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪10～20份、水解稻壳5～10份、腐植酸2～7份、过磷酸钙3～6份、柠檬酸0.5～2.4份加至酶解液10～20份中，搅拌，加入微生物菌种0.2～0.8份，进行腐熟，即得。
进一步地，步骤1中加热温度为40～50℃，酶解时间为3～6h。
进一步地，步骤2中加热温度为40～50℃，水解反应时间为5～10h。
进一步地，步骤2中无机酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸溶液，酸浓度为0.1～1.0mol/L。
进一步地，步骤3中微生物菌种是采用菌液的形式。
进一步地，步骤3中的微生物菌种选自枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、双歧杆菌中的一种或者两种的混合物。
进一步地，步骤3的腐熟步骤中，当物料内部温度大于60℃时翻堆；当温度下降至20℃后并不再升温时，腐熟结束。
进一步地，步骤2的无机酸溶液中还含有1,5-D-脱水果糖和/或氯化钾，所述1,5-D-脱水果糖浓度为0.005～0.01 mol/L，所述氯化钾浓度为0.05～0.1 mol/L。
本发明利用鸡粪、菌渣与稻壳进行发酵腐熟，加入有效的微生物菌群，不仅能够提高腐熟效率，缩短周期，还能提高肥料质量。
具体实施方式
以下实施例中菌液的制备步骤是：
（1）枯草芽孢杆菌菌液的制备：
在无菌条件下，将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) CICC 23659接入到培养基中，进行液体发酵生产，其中所述的培养基按重量百分数计为：淀粉5%、腐植酸钾1%、豆饼粉7.5%、磷酸氢二钾0.2%、硫酸铵0.1%、硫酸镁0.05%、三氯化铁0.005%、碳酸钙0.05%、酵母粉0.01%、硼酸0.005%，pH值调至7.2～7.4，在120℃左右进行灭菌20 min；
发酵过程中培养温度范围28～40℃，通入无菌空气（溶氧）并搅拌，无菌空气的通气量0.5～1.0L∕L·min，搅拌速度150～200rpm，罐压0.5kg∕cm2，耗氧培养48小时，得到的菌液中枯草芽孢杆菌斯氏亚种菌数≥2.0×109cfu/ mL；
（2）放线菌菌液的制备
在无菌条件下，将白刺链霉菌（Streptomyces albospinus）CGMCC 7434接种到培养基中，进行液体发酵生产，其中所述的培养基按重量百分数计为：葡萄糖2.9%、黄豆粉1.6 %、可溶性淀粉4%、酵母粉1%、腐植酸钾1%、蛋白胨0.4 %、 硫酸镁 0.05 %、NaCl 0.2 %、 碳酸钙0.5%，pH值调至7.5～8.0，在120℃左右进行灭菌20 min；
发酵过程中培养温度范围28～30℃，通入无菌空气（溶氧）并搅拌，无菌空气的通入量2～3L∕L·min，搅拌速度为150~210 rpm，发酵时间60~130小时得到放线菌菌液发酵液，发酵后期将菌丝全部打碎成该菌的菌落形成单位，发酵液中该菌的菌落形成单位≥1.5×109cfu/ mL；
（3）酵母菌菌液的制备
在无菌条件下，将产朊假丝酵母(Candida utilis) CICC 1422接种到培养基中，进行液体发酵生产，其中所述的培养基为常规YPD酵母培养基；
发酵过程中培养温度为为25～40℃，通入无菌空气（溶氧）并搅拌，通风量为8～10L/L·min、发酵时间为36～72h、搅拌转速为200～300 rpm，发酵液中该菌的菌落形成单位≥1.0×109 cfu/ mL；
（4）双歧杆菌菌液的制备：
在无菌条件下，将双歧杆菌（Lactococcus lactis）ACCC 11054接种到液体培养基中，其中所述的培养基按重量百分数计为：番茄汁20%、可溶性淀粉0.05%、蛋白胨1.5%、氯化钠5.0g、酵母菌0.6%、葡萄糖2%，pH值调至7.2；
发酵过程中培养温度范围30℃～35℃培养2～3天，得到菌数≥5.0×109cfu/ml的种子培养液，然后接种到50升含有5%（重量百分数）红糖的无菌水中，接种量为无菌水重量的2%，在溶氧量为5%即发酵罐中氧气的体积与发酵液的体积比为5%的条件下，25℃～30℃于密封罐中静置培养10～15天，得到菌数≥1.0×109cfu/ml的双歧杆菌菌液。
实施例1
一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣75份，粉碎，加入4倍重量的水，再加入蛋白酶2份和纤维素酶2份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳1份粉碎，与无机酸溶液7份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪14份、水解稻壳7份、腐植酸5份、过磷酸钙5份、柠檬酸1.2份加至酶解液14份中，搅拌，加入微生物菌种0.2份，进行腐熟，按照1.5米的堆高进行调堆发酵，经过2天发酵后开始用温度表测量堆内温度，当温度上升至60℃时进行翻堆，翻堆后随时测量堆内温度，温度升至60℃再次翻堆，当堆内温度降至20℃左右不在升温时，既发酵腐熟完毕，即得。
其中，步骤1中加热温度为45℃，酶解时间为5h；步骤2中加热温度为45℃，水解反应时间为7h，无机酸溶液为盐酸溶液，浓度为0.6mol/L；步骤3中微生物菌种采用放线菌液。
实施例2
一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣80份，粉碎，加入5倍重量的水，再加入蛋白酶3份和纤维素酶3份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳2份粉碎，与无机酸溶液11份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪17份、水解稻壳6份、腐植酸4份、过磷酸钙5份、柠檬酸1.5份加至酶解液13份中，搅拌，加入微生物菌种0.5份，进行腐熟，按照1.5米的堆高进行调堆发酵，经过2天发酵后开始用温度表测量堆内温度，当温度上升至60℃时进行翻堆，翻堆后随时测量堆内温度，温度升至60℃再次翻堆，当堆内温度降至20℃左右不在升温时，既发酵腐熟完毕，即得。
其中，步骤1中加热温度为50℃，酶解时间为3h；步骤2中加热温度为50℃，水解反应时间为6h，无机酸溶液为盐酸溶液，浓度为0.6mol/L；步骤3中微生物菌种采用枯草芽孢杆菌菌液。
实施例3
一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣70份，粉碎，加入3倍重量的水，再加入蛋白酶1份和纤维素酶1份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳1份粉碎，与无机酸溶液5份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪10份、水解稻壳5份、腐植酸2份、过磷酸钙3份、柠檬酸0.5份加至酶解液10份中，搅拌，加入微生物菌种0.7份，进行腐熟，按照1.5米的堆高进行调堆发酵，经过2天发酵后开始用温度表测量堆内温度，当温度上升至60℃时进行翻堆，翻堆后随时测量堆内温度，温度升至60℃再次翻堆，当堆内温度降至20℃左右不在升温时，既发酵腐熟完毕，即得。
其中，步骤1中加热温度为40℃，酶解时间为6h；步骤2中加热温度为40℃，水解反应时间为10h，无机酸溶液为盐酸溶液，浓度为0.1mol/L；步骤3中微生物菌种采用酵母菌。
实施例4
一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣90份，粉碎，加入6倍重量的水，再加入蛋白酶3份和纤维素酶3份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳3份粉碎，与无机酸溶液20份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪20份、水解稻壳10份、腐植酸7份、过磷酸钙6份、柠檬酸2.4份加至酶解液20份中，搅拌，加入微生物菌种0.8份，进行腐熟，按照1.5米的堆高进行调堆发酵，经过2天发酵后开始用温度表测量堆内温度，当温度上升至60℃时进行翻堆，翻堆后随时测量堆内温度，温度升至60℃再次翻堆，当堆内温度降至20℃左右不在升温时，既发酵腐熟完毕，即得。
其中，步骤1中加热温度为50℃，酶解时间为3h；步骤2中加热温度为50℃，水解反应时间为5h，无机酸溶液为盐酸溶液，浓度为1.0mol/L；步骤3中微生物菌种采用双歧杆菌。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：无机酸溶液中还含有1,5-D-脱水果糖，浓度为0.005～0.01 mol/L。
实施例6
本实施例与实施例2的区别在于：无机酸溶液中还含有氯化钾，浓度为0.05～0.1 mol/L。
实施例7
本实施例与实施例2的区别在于：无机酸溶液中还含1,5-D-脱水果糖和氯化钾，其中1,5-D-脱水果糖浓度为0.005～0.01 mol/L，氯化钾浓度为0.05～0.1 mol/L。
苹果种植试验
试验地点：山东省东营市。
试验时间：2014年10月至2015年10月。
供试苹果品种：红富士，树龄12年。
设实施例1～5共5个处理，每个处理10棵树。肥料施用方法是，苹果采收后在离树干20厘米处呈放射状挖5条长50厘米、宽20厘米、 深25厘米的沟，施肥后覆土。施肥量每亩100公斤。其它管理措施按常规进行。采用差值法测定肥料利用率，结果如下：
| 氮利用率/% | 磷利用率/% | 钾利用率/% | 亩产量/Kg | 果实着色/% | 可溶固形物/% | |
| 实施例1 | 25.9 | 6.3 | 45.6 | 340 | 70%以上 | 14.2 |
| 实施例2 | 26.3 | 5.1 | 47.2 | 342 | 68%以上 | 14.0 |
| 实施例3 | 27.2 | 5.8 | 44.3 | 338 | 67%以上 | 13.8 |
| 实施例4 | 24.5 | 6.7 | 43.5 | 346 | 70%以上 | 14.2 |
| 实施例5 | 32.7 | 8.7 | 52.5 | 358 | 72%以上 | 16.2 |
| 实施例6 | 32.0 | 8.3 | 51.5 | 355 | 72%以上 | 15.6 |
| 实施例7 | 33.7 | 9.0 | 53.6 | 386 | 75%以上 | 17.6 |
由上表可知，本发明的肥料能有效提高氮、磷、钾的利用率。实施例5-7中，在稻壳水解过程中加入1,5-D-脱水果糖和/或氯化钾，可以提高肥料的利用率，这可能是因为1,5-D-脱水果糖或氯化钾能促进稻壳的水解（根据实施例7可见，二者同时使用效果更佳），从而进一步促进鸡粪的腐熟，提高肥料营养含量。本发明的肥料也可以显著提高苹果产量和果实着色和固形物含量。
Claims (8)
1.一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取香菇种植菌渣70～90份，粉碎，加入3～6倍重量的水，再加入蛋白酶1～3份和纤维素酶1～3份，加热酶解，然后灭酶，放冷，得到酶解液；
步骤2，以重量份计，将稻壳1～2份粉碎，与无机酸溶液5～20份混合，加热进行水解反应，反应结束后，过滤，将残渣用水清洗至pH中性，得到水解稻壳；
步骤3，以重量份计，将鸡粪10～20份、水解稻壳5～10份、腐植酸2～7份、过磷酸钙3～6份加至酶解液10～20份中，搅拌，加入微生物菌种，进行腐熟，即得。
2.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤1中加热温度为40～50℃，酶解时间为3～6h。
3.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤2中加热温度为40～50℃，水解反应时间为5～10h。
4.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤2中无机酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸溶液，酸浓度为0.1～1.0mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤3中微生物菌种是采用菌液的形式。
6.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤3中的微生物菌种选自枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、双歧杆菌中的一种或者两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：步骤3的腐熟步骤中，当物料内部温度大于60℃时翻堆；当温度下降至20℃后并不再升温时，腐熟结束。
8. 根据权利要求1所述的一种苹果种植用高肥料利用率的鸡粪发酵肥料的制备方法，其特征在于：进一步地，步骤2的无机酸溶液中还含有1,5-D-脱水果糖和/或氯化钾，所述1,5-D-脱水果糖浓度为0.005～0.01 mol/L，所述氯化钾浓度为0.05～0.1 mol/L。
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