CN107266192A - 一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法 - Google Patents

一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法，将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，混合均匀，通过造粒、烘干和筛分后，即得去除抗生素的生态有机肥。本发明制得的去除抗生素的生态有机肥，抗生素少，不会对土壤和作物造成污染。

Description

一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法
技术领域
本发明涉及一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法。
背景技术
以畜禽粪便为主要原料的具有降解抗生素功效的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、猪粪等具有降解抗生素功效的肥料，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具有降解抗生素功效的肥料施用到田里，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，使用温室培养的微生物去去除抗生素，收效甚微，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，提供一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法，本发明在有机物中添加光触媒剂和微生物，通过堆放，去除有机物中所含的抗生素。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为1～15:0～20:0～20: 0～55:40～99，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；
所述大量元素是尿素、硫酸铵、磷酸一铵、聚磷酸铵、聚磷酸钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、氯化铵、硝铵磷、过磷酸钙和氯化钾中的一种或任意比例的两种以上；
所述微量元素是硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠铜、硫酸锌、乙二胺四乙酸二钠锌、硫酸锰、乙二胺四乙酸二钠锰、硫酸亚铁、乙二胺四乙酸二钠亚铁、硼酸、钼酸铵和钼酸钠中的一种或任意比例的两种以上；
所述中量元素是硫酸镁、乙二胺四乙酸二钠镁、醋酸镁、醋酸钙、乙二胺四乙酸二钠钙、硝酸镁和硝酸钙中的一种或任意比例的两种以上；
所述辅料是膨润土、滑石粉、高岭土、凹凸棒土、腐植酸、二甲基亚砜、聚山梨酯、腐植酸钾、山梨醇、黄腐酸钾、海藻酸钠、鱼蛋白、胺鲜脂、糖蜜发酵液、芽孢杆菌、酵母菌、木霉菌、谷氨酸钠和聚天门冬氨酸钾中的一种或任意比例的两种以上；
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶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、酶、微生物和有机物的质量比为0～150:0～20:0.1～20:0～20:1000，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0～37℃环境中，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、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；
所述酶是纤维素酶、β-半乳糖苷酶、β-内酰胺酶、β-葡萄糖苷酶、壳多糖酶、琼胶酶、褐藻酸酶和蜂蛹中的一种或任意比例的两种以上；
所述微生物是乳酸菌、光合菌、固氮菌、根瘤菌、白僵菌、木霉菌、放线菌、芽孢杆菌、酵母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，使发酵罐中氧气浓度保持在0.3～5％，并保持发酵罐温度为15～40℃，进行厌氧发酵；
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；所述酶是蜂蛹；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、酶、微生物和有机物的质量比为50:1:1:2:1000；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；氧气浓度为0.5％，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。
发明具有以下有益技术效果：
1、本发明中微生物采用树林的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、本发明采用酵母菌，因酵母菌在有氧无氧条件下都可以存活，具有极强的适应性。
3、本发明采用光触媒剂、酶和微生物共同分解，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，而光触媒剂和酶不会死亡。
4、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。
5、本发明加入含有多种酶的蜂蛹，蜂蛹中的酶对抗生素的降解有催化作用，可明显加快抗生素的降解。
6、本发明生产的去除抗生素的生态有机肥，抗生素含量低，满足国家要求。
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
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为5:3:2:20:70，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；所述大量元素是尿素；所述中量元素是硫酸镁；所述微量元素是硫酸锌；所述辅料是膨润土。
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶和微生物按照一定质量比加入到所要发酵的有机物中，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为50:1:1:2:1000；在保持水分在55％～60％，每隔8小时翻动一次，温度25℃环境中，堆放22天，经检测合格后，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；所述酶是蜜蜂蜂蛹；微生物是酵母菌和土著微生物按照质量比1:4的组合物；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组物。
其中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30min；
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，保持发酵罐中氧气浓度为 0.5％，并保持发酵罐温度为20℃，进行厌氧发酵；
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
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为7:3:2:3:85，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；所述大量元素是尿素；所述中量元素是硫酸镁；所述微量元素是硫酸锌；所述辅料是膨润土。
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶和微生物按照一定质量比加入到所要发酵的有机物中，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为50:1:1:2:1000；在保持水分在55％～60％，每隔8小时翻动一次，温度25℃环境中，堆放22天，经检测合格后，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；所述酶是蜜蜂蜂蛹；微生物是酵母菌和土著微生物按照质量比1:4的组合物；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组物。
其中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30min；
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，保持发酵罐中氧气浓度为 0.5％，并保持发酵罐温度为20℃，进行厌氧发酵；
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3
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为4:3:3:15:75，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；所述大量元素是尿素；所述中量元素是硫酸镁；所述微量元素是硫酸锌；所述辅料是膨润土。
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶和微生物按照一定质量比加入到所要发酵的有机物中，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为50:1:1:2:1000；在保持水分在55％～60％，每隔8小时翻动一次，温度25℃环境中，堆放22天，经检测合格后，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；所述酶是蜜蜂蜂蛹；微生物是酵母菌和土著微生物按照质量比1:4的组合物；所述有机物是猪粪和糠醛渣按照5:1的组物。
其中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30min；
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，保持发酵罐中氧气浓度为 0.5％，并保持发酵罐温度为20℃，进行厌氧发酵；
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4
将磷酸一铵按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素和去除抗生素的有机物的质量比为7:93，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥。
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将蜜蜂蜂蛹按照一定质量比加入到所要发酵的鸡粪中，蜜蜂蜂蛹和鸡粪的质量比为 4:1000；在保持水分在55％～60％，每隔8小时翻动一次，温度25℃环境中，堆放60天，经检测合格后，即得去除抗生素的有机物。
实施例5
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为5:3:2:20:70，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；所述大量元素是尿素；所述中量元素是硫酸镁；所述微量元素是硫酸锌；所述辅料是膨润土。
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶和微生物按照一定质量比加入到所要发酵的有机物中，氮肥、光触媒剂、微生物和有机物的质量比为20:2:1:2:1000；在保持水分在55％～60％，每隔6小时翻动一次，温度22℃环境中，堆放28天，经检测合格后，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氧化锌；所述酶是植酸酶、纤维素酶和β-内酰胺酶按照质量比1:2:3的组合物；微生物是酵母菌和枯草芽孢杆菌按照质量比1:4的组合物；所述有机物是鸡粪和泥炭按照5:1的组物。
其中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110℃，消毒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65:25，密封发酵罐，保持发酵罐中氧气浓度为 1.2％，并保持发酵罐温度为22℃，进行厌氧发酵；
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浒苔；所述营养物质是红糖。
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有机肥中土霉素、四环素、金霉素和强力霉素的含量。
1.3供试材料：针对空白(去除抗生素的有机物制作时，除未加入酶、微生物和光触媒剂外，其它制作方法与实施例1一致)、实验1(去除抗生素的有机物制作过程中，加入微生物和光触媒剂，但未加入酶，其它制作方法与实施例1一致)、实验2(去除抗生素的有机物制作过程中，除加入酶为纤维素酶和植酸酶按照质量比1:4的组合物外，其它制作方法与实施例 1一致)和实施例1做检测比较。
本实验除实验用处理不同外其他管理均一致。
2结果与分析
针对空白(去除抗生素的有机物制作时，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1(去除抗生素的有机物制作过程中，加入微生物和光触媒剂，但未加入酶，其它制作方法与实施例1一致)、实验2(去除抗生素的有机物制作过程中，除加入酶为纤维素酶和植酸酶按照质量比1:4的组合物外，其它制作方法与实施例1一致)和实施例1，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
土霉素(mg/kg) 四环素(mg/kg) 金霉素(mg/kg) 强力霉素(mg/kg)
空白 0.07 0.08 0.09 0.06
实验1 0.04 0.04 0.05 0.03
实验2 0.04 0.05 0.04 0.02
实施例1 0.01 0.01 0.01 0.01
由表1可以看出本发明在同等条件下，本发明实施例1去除抗生素效果最佳，实验1(加入微生物和光触媒剂，但未加入酶，其它制作方法与实施例1一致)和实验2(除加入酶为纤维素酶和植酸酶按照质量比1:4的组合物外，其它制作方法与实施例1一致)降解结果相差不大，因为酶具有单一性，选择合适的酶才能达到事半功倍的效果，说明本发明选择蜜蜂蜂蛹作为酶效果远优于实验2，说明选择酶的选择在降解抗生素中起到至关重要的作用。

Claims (5)

1.一种去除抗生素的生态有机肥的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：
将大量元素、中量元素、微量元素和辅料按照一定质量比加入到去除抗生素的有机物中，大量元素、中量元素、微量元素、辅料和去除抗生素的有机物的质量比为1～15:0～20:0～20: 0～55:40～99，混合均匀，通过造粒、烘干、筛分和检验合格后，即得去除抗生素的生态有机肥；
所述大量元素是尿素、硫酸铵、磷酸一铵、聚磷酸铵、聚磷酸钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、氯化铵、硝铵磷、过磷酸钙和氯化钾中的一种或任意比例的两种以上；
所述微量元素是硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠铜、硫酸锌、乙二胺四乙酸二钠锌、硫酸锰、乙二胺四乙酸二钠锰、硫酸亚铁、乙二胺四乙酸二钠亚铁、硼酸、钼酸铵和钼酸钠中的一种或任意比例的两种以上；
所述中量元素是硫酸镁、乙二胺四乙酸二钠镁、醋酸镁、醋酸钙、乙二胺四乙酸二钠钙、硝酸镁和硝酸钙中的一种或任意比例的两种以上；
所述辅料是膨润土、滑石粉、高岭土、凹凸棒土、腐植酸、二甲基亚砜、聚山梨酯、腐植酸钾、山梨醇、黄腐酸钾、海藻酸钠、鱼蛋白、胺鲜脂、糖蜜发酵液、芽孢杆菌、酵母菌、木霉菌、谷氨酸钠和聚天门冬氨酸钾中的一种或任意比例的两种以上；
所述去除抗生素的有机物按照以下步骤进行：
将氮肥、光触媒剂、酶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、酶、微生物和有机物的质量比为0～150:0～20:0.1～20:0～20:1000，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0～37℃环境中，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、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；
所述酶是纤维素酶、β-半乳糖苷酶、β-内酰胺酶、β-葡萄糖苷酶、壳多糖酶、琼胶酶、褐藻酸酶和蜂蛹中的一种或任意比例的两种以上；
所述微生物是乳酸菌、光合菌、固氮菌、根瘤菌、白僵菌、木霉菌、放线菌、芽孢杆菌、酵母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。
2.如权利要求1所述的去除抗生素的生态有机肥的生产方法，其特征在于：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，使发酵罐中氧气浓度保持在0.3～5%，并保持发酵罐温度为15～40℃，进行厌氧发酵；
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。
3.如权利要求1或2所述的去除抗生素的生态有机肥的生产方法，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；所述酶是蜂蛹；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、酶、微生物和有机物的质量比为50:1:1:2:1000；每隔8小时翻动一次。
4.如权利要求1至3所述的去除抗生素的生态有机肥的生产方法，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；氧气浓度为0.5%，发酵温度是20℃。
5.如权利要求1至4所述的去除抗生素的生态有机肥的生产方法，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。
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