CN107188723A - 一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法 - Google Patents

一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，将微生物和光触媒剂或者含有微生物和光触媒剂的有机物，加入到肥料当中，即得具有降解抗生素功效的生态肥料。本发明通过光触媒剂和微生物的配合达到降解肥料中或者土壤中抗生素的目的。

Description

一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法。
背景技术
以畜禽粪便为主要原料的具肥料成为农田抗生素污染的重要来源。在当前的畜牧业中，抗生素已经成为养殖的必要手段，特别是人们常用的鸡粪、猪粪等农家肥料，抗生素的含量也是骇人的。中国科学院广州地球化学研究所的2015年公布的研究结果表明，2013年中国抗生素总使用量达到约16.2万吨，其中48％被用于人体医疗系统，另外高达52％的抗生素则直接被用于农业养殖。养殖户为了防止禽畜生病传染，往往会喂养大剂量的抗生素，而这些抗生素大部分都没有被吸收，大约有60％～90％以原药和代谢产物的形式随着禽畜粪便排出。而这些粪便往往会直接施用在田里或者以其他形式做成肥料施用到田里，这种抗生素一部分很可能被植物吸收，最终又被人体吸收，而另外一部分在富集在土壤中，给地下水等造成威胁。
抗生素不仅能杀灭细菌而且对霉菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次氏体等，对其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作用，使用普通的微生物去去除抗生素，容易被抑制和灭杀，目前未有去除抗生素较好的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，本发明通过光触媒剂和微生物的配合达到降解肥料或者土壤中抗生素的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：
将微生物和光触媒剂分别加入到肥料当中，得到具有降解抗生素功效的生态肥料；所述微生物是芽孢杆菌、酵母菌、光合菌、放线菌和土著微生物中的一种或任意比例的两种以上；所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上；所述肥料为单质肥、复混肥、掺混肥、复合肥、有机无机肥、生物有机肥和水溶肥中的一种或任意比例的两种以上；微生物、光触媒剂和肥料的质量比为0～10:0.1～ 10:100。
将含有微生物和光触媒剂的有机物加入到肥料当中，得到具有降解抗生素功效的生态肥料；所述肥料为单质肥、复混肥、掺混肥、复合肥、有机无机肥、生物有机肥和水溶肥中的一种或任意比例的两种以上；含有微生物和光触媒剂的有机物和肥料的质量比为1～99:1～ 99；
所述含有微生物和光触媒剂的有机物按照以下步骤制备而成：
将氮肥、光触媒剂和微生物按照质量比加入到有机物中，混合均匀后进行堆放，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为0～150:0.1～20:0～20:1000，堆放时保持堆肥的水分在40％～70％之间，并间隔2～48h翻动一次，在0～35℃温度下，堆放5～90天，经检测合格，即得去除抗生素的有机物；
所述氮肥是尿素、氯化铵、硫酸铵和磷酸一铵中的一种或任意比例的两种以上；所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、p25、纳米氧化铁和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上；所述微生物是芽孢杆菌、酵母菌、光合菌、放线菌和土著微生物中的一种或任意比例的两种以上；所述有机物是作物秸秆、糠醛渣、蘑菇渣、腐植酸、杂草、麦麸、锯末、豆粕、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物和人畜粪尿中的一种或任意比例的两种以上。
所述土著微生物按照以下步骤制备而成：
1)采集并对发酵罐消毒：采集清晨露水未干的新鲜植物的全体或残体，并将发酵罐加热至80～200℃，消毒15～40min；
2)发酵：将采集到的新鲜植物的全体或残体和营养物质装入已消毒的发酵罐中混匀，新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为60～95:5～40，密封发酵罐，并通入氧气，使发酵罐中氧气浓度保持在1～25％，并保持发酵罐温度为15～40℃，进行有氧发酵；
3)制备土著微生物：发酵5～15天后，对发酵物进行过滤，所得滤液即为土著微生物原液；土著微生物原液经干燥后，即得土著微生物；
所述营养物质是红糖、果糖、琼脂、牛肉汤、硫酸锌、磷酸二氢钾和硫酸铵中的一种或任意比例的两种以上。
所述氮肥是硫酸铵；所述光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物；所述微生物是酵母菌和土著微生物按照质量比1:4的组合物，所述酵母菌是酵母；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组合物；氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为 50:1:2:1000；每隔8小时翻动一次。
土著微生物的制备方法步骤2)中所述新鲜植物的全体或残体是地瓜侧芽和地瓜叶按照质量比1:10的组合物；所述营养物质是红糖和硫酸铵按照质量比100:1的组合物；新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为70:30；发酵罐中氧气浓度为15％；发酵温度是20℃。
土著微生物的制备方法步骤3)中所述发酵时间为7天。
加入方式包括加入到肥料原料中混匀和喷涂到肥料颗粒表面两种方式。
发明具有以下有益技术效果：
1、本发明中微生物采用土著微生物和酵母菌的组合物，其中土著微生物具有极其强大的生命力和分解能力，能适应外界环境的变化。温室培养的微生物很容易被抗生素杀死，起不到降解抗生素的作用。
2、本发明采用光触媒剂和微生物共同分解，确保降解抗生素的有效性。在恶劣自然环境中微生物可能会大量死亡，而光触媒剂不会死亡只要有光就会发挥其降解作用。
3、本发明采用纳米二氧化钛和纳米氧化锌为光触媒剂，钛和锌还可以作为有益元素对作物进行营养补充。
4、本发明采用清晨带露水的新鲜植物的全体或残体作为发酵原料，这个时候植物还未进行或刚进行光合作用，植物储备的能量最高，发酵出的土著微生物活性高。
具体实施方式
下面结合具体实例进一步说明本发明。
实施例1
将微生物和光触媒剂加入到有机无机肥当中，微生物、光触媒剂和有机无机肥的质量比为0.3:0.1:100，即得具有降解抗生素功效的有机无机肥料；所述光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物；所述微生物是酵母和土著微生物按照质量比1:4的组合物。
其中所述土著微生物的制备方法为：
1)采集并对发酵罐消毒：采集清晨露水未干的新鲜植物的全体或残体，并将发酵罐加热至120℃，消毒20min；
2)发酵：将采集到的新鲜植物的全体或残体和营养物质装入已消毒的发酵罐中混匀，新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为70:30，密封发酵罐，并通入氧气，使发酵罐中氧气浓度保持在15％，并保持发酵罐温度为20℃，进行有氧发酵；
3)制备土著微生物：发酵7天后，对发酵物进行过滤，所得滤液即为土著微生物原液；土著微生物原液经干燥后，即得土著微生物；
所述新鲜植物的全体或残体是地瓜侧芽和地瓜叶按照质量比1:10的组合物；所述营养物质是红糖和硫酸铵按照质量比100:1的组合物。
实施例2
将含有微生物和光触媒剂的有机物加入到生物有机肥当中，含有微生物和光触媒剂的有机物和生物有机肥的质量比为50:50，即得具有降解抗生素功效的生物有机肥。
所述含有微生物和光触媒剂的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂和微生物按照质量比加入到有机物中，混合均匀后进行堆放，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为50:1:2:1000，堆放时保持堆肥的水分在55％～60％之间，并间隔8h翻动一次，17～25℃环境中堆放25天，经检测合格，即得去除抗生素的有机物；所述氮肥是硫酸铵；所述光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物；所述微生物是酵母和土著微生物按照质量比1:4的组合物；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组合物。
实施例3
将光触媒剂加入到氯化钾当中，光触媒剂和氯化钾的质量比为0.2:100，即得具有降解抗生素功效的氯化钾；所述光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物。
实施例4
将含有光触媒剂的有机物加入到含腐植酸水溶肥当中，含有光触媒剂的有机物和含腐植酸水溶肥的质量比为40:60，即得具有降解抗生素功效的含腐植酸水溶肥。
所述含有光触媒剂的有机物按照以下步骤进行：
将光触媒剂按照质量比加入到有机物中，混合均匀后进行堆放，光触媒剂和有机物的质量比为3:1000，堆放时保持堆肥的水分在55％～60％之间，并间隔8h翻动一次，17～25℃环境中堆放25天，经检测合格，即得去除抗生素的有机物；所述氮肥是尿素；所述光触媒剂是纳米二氧化钛；所述微生物是土著微生物；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组合物。
其中所述土著微生物的制备方法为：
1)采集并对发酵罐消毒：采集清晨露水未干的新鲜植物的全体或残体，并将发酵罐加热至120℃，消毒20min；
2)发酵：将采集到的新鲜植物的全体或残体和营养物质装入已消毒的发酵罐中混匀，新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为70:30，密封发酵罐，并通入氧气，使发酵罐中氧气浓度保持在15％，并保持发酵罐温度为20℃，进行有氧发酵；
3)制备土著微生物：发酵7天后，对发酵物进行过滤，所得滤液即为土著微生物原液；土著微生物原液经干燥后，即得土著微生物；
所述新鲜植物的全体或残体是地瓜侧芽和地瓜叶按照质量比1:6的组合物；所述营养物质是红糖和硫酸铵按照质量比100:1.5的组合物。
下面结合实验数据进一步说明本发明的有益效果：
1、实验供试材料
1材料与方法：
1.1试验地点：烟台开发区。
1.2实验检测：采用高效液相色谱法检测土霉素、四环素、金霉素和强力霉素的含量。
1.3供试材料：针对空白(未经任何处理)、实验1(含有微生物和光触媒剂的有机物制作时，除未加入微生物和光触媒剂外，其它制作方法与实施例1一致)、实验2(含有微生物和光触媒剂的有机物制作时，除未加入微生物外，其它制作方法与实施例1一致)、实验3(有机物制作时，土著微生物由酵素扩大菌取代，其它制作方法与实施例1一致)和实施例2做检测比较。
本实验除实验用处理不同外其他管理均一致。
1.4试验方法：将实验1(有机物制作时，除未加入微生物和光触媒剂外，其它制作方法与实施例1一致)、实验2(有机物制作时，除未加入微生物外，其它制作方法与实施例1一致)、实验3(有机物制作时，土著微生物由酵素扩大菌取代，其它制作方法与实施例1一致)和实施例2分别施入被抗生素污染的未种任何作物的土壤中，平均每亩施入50kg处理肥料，处理30 天。
2结果与分析
针对处理前、空白(未经任何处理)、实验1(有机物制作时，除未加入微生物和光触媒剂外，其它制作方法与实施例1一致)、实验2(有机物制作时，除未加入微生物外，其它制作方法与实施例1一致)、实验3(有机物制作时，土著微生物由酵素扩大菌取代，其它制作方法与实施例1一致)和实施例2，分别检测土霉素、四环素、金霉素和强力霉素，检测结果见表1。
表1各处理中土霉素、四环素、金霉素和强力霉素的检测结果
由表1可以看出有机物的添加对抗生素的降解有一定影响，加入常用发酵剂--酵素扩大菌的实验3，其降解抗生素的能力和不加入微生物的实验2数据基本一致，说明酵素扩大菌，并不能有效降解抗生素，其降解抗生素主要靠光触媒剂的作用。本发明通过光触媒剂和土著微生物的配合可以有效降解抗生素，满足国家标准要求。

Claims (7)

1.一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：
将微生物和光触媒剂分别加入到肥料当中，得到具有降解抗生素功效的生态肥料；所述微生物是芽孢杆菌、酵母菌、光合菌、放线菌和土著微生物中的一种或任意比例的两种以上；所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上；所述肥料为单质肥、复混肥、掺混肥、复合肥、有机无机肥、生物有机肥和水溶肥中的一种或任意比例的两种以上；微生物、光触媒剂和肥料的质量比为0～10:0.1～10:100。
2.一种具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：将含有微生物和光触媒剂的有机物加入到肥料当中，得到具有降解抗生素功效的生态肥料；所述肥料为单质肥、复混肥、掺混肥、复合肥、有机无机肥、生物有机肥和水溶肥中的一种或任意比例的两种以上；含有微生物和光触媒剂的有机物和肥料的质量比为1～99:1～99；
所述含有微生物和光触媒剂的有机物按照以下步骤制备而成：
将氮肥、光触媒剂和微生物按照质量比加入到有机物中，混合均匀后进行堆放，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为0～150:0.1～20:0～20:1000，堆放时保持堆肥的水分在40%～70%之间，并间隔2～48h翻动一次，在0～35℃温度下，堆放5～90天，经检测合格，即得去除抗生素的有机物；
所述氮肥是尿素、氯化铵、硫酸铵和磷酸一铵中的一种或任意比例的两种以上；所述光触媒剂是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、p25、纳米氧化铁和纳米硫化锌中的一种或任意比例的两种以上；所述微生物是芽孢杆菌、酵母菌、光合菌、放线菌和土著微生物中的一种或任意比例的两种以上；所述有机物是作物秸秆、糠醛渣、蘑菇渣、腐植酸、杂草、麦麸、锯末、豆粕、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物和人畜粪尿中的一种或任意比例的两种以上。
3.如权利要求1或2所述的具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于：所述土著微生物按照以下步骤制备而成：
1）采集并对发酵罐消毒：采集清晨露水未干的新鲜植物的全体或残体，并将发酵罐加热至80～200℃，消毒15～40min；
2）发酵：将采集到的新鲜植物的全体或残体和营养物质装入已消毒的发酵罐中混匀，新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为60～95:5～40，密封发酵罐，并通入氧气，使发酵罐中氧气浓度保持在1～25%，并保持发酵罐温度为15～40℃，进行有氧发酵；
3）制备土著微生物：发酵5～15天后，对发酵物进行过滤，所得滤液即为土著微生物原液；土著微生物原液经干燥后，即得土著微生物；
所述营养物质是红糖、果糖、琼脂、牛肉汤、硫酸锌、磷酸二氢钾和硫酸铵中的一种或任意比例的两种以上。
4.如权利要求1至3所述的具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于：所述氮肥是硫酸铵；所述光触媒剂是纳米二氧化钛和纳米氧化锌按照质量比1:3的组合物；所述微生物是酵母菌和土著微生物按照质量比1:4的组合物，所述酵母菌是酵母；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组合物；氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为50:1:2:1000；每隔8小时翻动一次。
5.如权利要求1至4所述的具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于：土著微生物的制备方法步骤2）中所述新鲜植物的全体或残体是地瓜侧芽和地瓜叶按照质量比1:10的组合物；所述营养物质是红糖和硫酸铵按照质量比100:1的组合物；新鲜植物的全体或残体和营养物质的质量比为70:30；发酵罐中氧气浓度为15%；发酵温度是20℃。
6.如权利要求1至5所述的具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于：土著微生物的制备方法步骤3）中所述发酵时间为7天。
7.如权利要求1或2所述的具有降解抗生素功效的生态肥料的生产方法，其特征在于：加入方式包括加入到肥料原料中混匀和喷涂到肥料颗粒表面两种方式。
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