CN106747934A - 一种富含壳寡糖有机肥的生产方法 - Google Patents

一种富含壳寡糖有机肥的生产方法 Download PDF

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徐泽平
刘圣鹏
姚刚
张心青
王建平
车树刚
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明涉及生物技术领域，特指一种富含壳寡糖有机肥的生产方法。其技术方案为：利用植物秸秆、畜禽粪便、虾皮、蟹壳下脚料，通过添加一定比例含有绿色木霉的腐熟菌，达到腐熟的效果，在后置腐熟过程中添加淡紫拟青霉腐熟。发酵物料满足NY‑525有机肥要求，且将虾皮蟹壳直接转化成壳寡糖，腐熟后的物料壳寡糖含量超过0.1％，适合工业化生产。本发明工艺合理，成本低廉，易于实施，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

Description

一种富含壳寡糖有机肥的生产方法
技术领域
本发明涉生物技术领域，特指一种富含壳寡糖有机肥的生产方法。
背景技术
壳寡糖是壳聚糖经水解生成的一类低聚物，是指由2～12个单糖通过糖苷键连接而形成的直链或支链的低度聚合物。因具有较高的溶解度，很容易被吸收利用，特别是分子量低于10000的壳寡糖更展现出独特的生理活性和功能性质。
由于壳寡糖本身含有丰富的碳和氮，可被微生物分解利用并作为植物生长的养分。壳寡糖可改变土壤微生物区系，促进有益微生物的生长而抑制一些植物病原菌。壳寡糖可刺激植物生长，使农作物和水果蔬菜增产丰收。壳寡糖可诱导植物的抗病性，对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，对小麦花叶病、棉花黄萎病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病等病害具有良好的防治作用。同时，壳寡糖对多种植物病原菌具有一定程度的直接抑制作用，使壳寡糖在农业上的应用越来越广泛。
但目前市场上多数壳寡糖生产采用酸降解或氧化降解方法，酶法生产近年也得到了很大发展，许多生产商采用纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等非专一性酶降解壳聚糖，生产周期长、得率低。专一性壳聚糖酶也已得到了商业化的应用，但是由于原始的菌株产壳聚糖酶能力仍然较低，使得壳聚糖酶的来源有限，生产成本较高，严重限制了壳寡糖在农业板块的应用。
基于上述原因，发明一种壳寡糖的新的生产方法就显得尤为重要。
发明内容
针对养殖下脚料综合利用技术，本发明提供一种富含壳寡糖有机肥的生产方法。本
发明采用专用腐熟菌将虾皮、蟹壳下脚料中的几丁质类物质转为为壳寡糖，且满足NY-525
有机肥的要求，增加了壳寡糖成分，且成本低廉。
为了实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种富含壳寡糖有机肥的生产方法，具体步骤如下：
1)物料整合
取15-20份畜禽粪便，70-80份植物秸秆，2-5份虾皮、蟹壳等下脚料，混合均匀，调节物料的水分50-60％之间，碳氮比在25-35之间，得混合物料；
2)高温腐熟
添加步骤1)所得的混合物料干重0.05-0.2％(W菌剂/W物料)腐熟菌及腐熟菌质量2-20倍的活化成分，加入到腐熟菌质量100倍的水中，混合均匀，均匀泼洒到步骤1)所得的混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，待温度高于50℃开始翻堆，正常情况下一天翻堆一次，超过60℃必须翻堆，维持10-15天，待温度下降后，开始后置发酵；
3)后置发酵
待温步骤2)所得的高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加0.05-0.2％(W菌剂/W物料)淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵5-10天，经烘干控制物料水分15％以下，包装。
所述的步骤1)物料整合过程中，在整合之前需要对物料进行预处理，植物秸秆，需要粉碎或切成10cm以下的长度；虾皮、蟹壳需要打碎，粒度小于5mm；
畜禽粪便可以是鸭粪、鸡粪、牛粪、羊粪、猪粪等粪便中的一种或几种混合物；
植物秸秆可以是小麦秸秆、稻草、棉花秸、玉米秸、芦苇秸秆中的一种或几种混合物；
所用的腐熟菌是一种产酸性腐熟菌由芽孢杆菌、木霉、酵母、放线菌组成，且各个菌种的用量如下芽孢杆菌40-80亿/g，木霉0.5-2亿/g，酵母5-10亿/g，放线菌1-5亿/g。
在步骤2)中高温腐熟过程，所述的高温为50-80℃；
步骤3)中，后置发酵过程中，温度为35-50℃；
所述的腐熟菌木霉孢子数量大于107个/g.木霉在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为CGMCC No.5612。
所述的活性成分是葡萄糖、蔗糖、玉米粉、玉米淀粉、硫酸铵、尿素的一种或几种混合物。
腐熟剂中的芽孢杆菌产酸及脱乙酰酶，可以将虾皮、蟹壳中的钙质溶解，暴露的甲壳素部分转化成壳聚糖；木霉产有机酸及壳聚糖酶，可以将壳聚糖转化为壳寡糖；同时淡紫拟青霉可以生成几丁质酶，将甲壳素转化成几丁寡糖，结合木霉的壳聚糖酶，也可以转化成壳寡糖。
采用上述工艺生产富含壳寡糖有机肥，具有以下突出的优点：
1、解决了虾皮、蟹壳等下脚料对环境的污染，最大限度的利用下脚料中的营养成分，为植物提供营养，且将下脚料中的甲壳素转化为壳寡糖；
2、通过专用腐熟菌，将虾皮、蟹壳中的甲壳素直接转化为壳寡糖，降低了壳寡糖的生产成本，使壳寡糖大量用于农业成为可能；
3、解决了畜禽粪便、植物秸秆等三农问题，利用废弃物中的有机质、氮磷钾以及大量的微量元素来补充发酵物料的营养成分，做到资源化利用。
具体实施方式
实施例1：
取150kg鸡粪、700kg小麦碎秸秆、20kg虾皮下脚料混合均匀，经检测碳氮比26，调节物料的水分55％，称取1kg腐熟菌、10kg玉米粉加入到100kg的水中，混合均匀后均匀泼洒到混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，第三天温度达到50℃，开始翻堆，正常情况下一天翻堆二次，超过60℃必须翻堆，第12温度开始下降，将高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加1kg淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵，待物料长满淡紫色丝状菌，且物料水分低于40％后停止腐熟，经检测壳寡糖含量0.12％，物料经挤压造粒后，经烘干控制物料水分15％以下，包装。
实施例2：
取150kg鸭粪、800kg小麦碎秸秆、30kg蟹壳下脚料混合均匀，经检测碳氮比29.8，调节物料的水分60％，称取1.5kg腐熟菌、20kg玉米粉加入到150kg的水中，混合均匀后均匀泼洒到混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，第二天温度达到50℃，开始翻堆，正常情况下一天翻堆二次，超过60℃必须翻堆，第14温度开始下降，将高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加2kg淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵，待物料长满淡紫色丝状菌，且物料水分低于35％后停止腐熟，经检测壳寡糖含量0.16％，物料经挤压造粒后，经烘干控制物料水分15％以下，包装。
实施例3
取250kg猪粪、700kg玉米秸秆、50kg虾皮下脚料混合均匀，经检测碳氮比20，调节物料的水分58％，称取1kg腐熟菌、10kg玉米粉加入到100kg的水中，混合均匀后均匀泼洒到混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，第三天温度达到60℃，开始翻堆，正常情况下一天翻堆二次，超过60℃必须翻堆，第15温度开始下降，将高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加1.5kg淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵，待物料长满淡紫色丝状菌，且物料水分低于35％后停止腐熟，经检测壳寡糖含量0.18％，物料经挤压造粒后，经烘干控制物料水分15％以下，包装。
实施例4
取100kg猪粪、100kg牛粪、200kg鸡粪，1500kg打碎的枯枝落叶、50kg经破碎的虾皮下脚料混合均匀，经检测碳氮比24，调节物料的水分52％，称取0.5kg腐熟菌、20kg玉米粉加入到100kg的水中，混合均匀后均匀泼洒到混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，第三天温度达到53℃，开始翻堆，正常情况下一天翻堆二次，超过60℃必须翻堆，第13天温度开始下降，将高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加0.5kg淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵，待物料长满淡紫色丝状菌，且物料水分低于35％后停止腐熟，经检测壳寡糖含量0.11％，物料经挤压造粒后，经烘干控制物料水分15％以下，包装。

Claims (9)

1.一种富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于：利用植物秸秆、畜禽粪便、虾皮、蟹壳下脚料，通过添加含有绿色木霉的腐熟菌高温腐熟，在后置发酵过程中添加淡紫拟青霉腐熟而得产品。
2.如权利要求1所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)物料整合
取15-20份畜禽粪便，70-80份植物秸秆，2-5份虾皮、蟹壳等下脚料，混合均匀，调节物料的水分50-60％之间，碳氮比在25-35之间，得混合物料；
2)高温腐熟
添加步骤1)所得的混合物料干重0.05-0.2％(W菌剂/W物料)腐熟菌及腐熟菌质量2-20倍的活化成分，加入到腐熟菌质量100倍的水中，混合均匀，均匀泼洒到步骤1)所得的混合物料中，混合均匀后，开始高温腐熟，待温度高于50℃开始翻堆，正常情况下一天翻堆一次，超过60℃必须翻堆，维持10-15天，待温度下降后，开始后置发酵；
3)后置发酵
待温步骤2)所得的高温腐熟后的物料，转移到后置发酵车间，添加0.05-0.2％(W菌剂/W物料)淡紫拟青霉菌剂，混合均匀后发酵5-10天，经烘干控制物料水分15％以下，包装。
3.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，所述的步骤1)物料整合过程中，在整合之前需要对物料进行预处理，植物秸秆，需要粉碎或切成10cm以下的长度；虾皮、蟹壳需要打碎，粒度小于5mm。
4.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，畜禽粪便可以是鸭粪、鸡粪、牛粪、羊粪、猪粪等粪便中的一种或几种混合物；植物秸秆可以是小麦秸秆、稻草、棉花秸、玉米秸、芦苇秸秆中的一种或几种混合物。
5.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，所用的腐熟菌是一种产酸性腐熟菌，由芽孢杆菌、木霉、酵母、放线菌组成，且各个菌种的用量如下芽孢杆菌40-80亿/g，木霉0.5-2亿/g，酵母5-10亿/g，放线菌1-5亿/g。
6.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，在步骤2)中高温腐熟过程，所述的高温为50-80℃。
7.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，所述的腐熟菌木霉孢子数量大于107个/g.木霉在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为CGMCC No.5612。
8.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，所述的活性成分是葡萄糖、蔗糖、玉米粉、玉米淀粉、硫酸铵、尿素的一种或几种混合物。
9.如权利要求2所述的富含壳寡糖有机肥的生产方法，其特征在于，步骤3)中，后置发酵过程中，温度为35-50℃。
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